memoria de actividades iuta 2014
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MEMORIA DE ACTIVIDADES
REALIZADAS DENTRO DEL MARCO DE
COLABORACIÓN ENTRE
EL AYUNTAMIENTO DE GIJÓN Y EL
IUTA
AÑO 2014
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1. INTRODUCCIÓN 3
2. ACTIVIDADES REALIZADAS DURANTE EL AÑO 2014 6
2.1. Actividades de investigación aplicada 7
2.2. Actividades de formación y divulgación tecnológica 20
2.3. Otras actividades 23
3. MEMORIA ECONÓMICA 24
3.1. Convenio de colaboración entre el Ayuntamiento de Gijón y el IUTA 2014
(SV-14-GIJÓN-1) 25
ANEXOS 28
Anexo I. Organización. Relación de personal investigador y personal becario 29
Anexo II. Entidades y empresas colaboradoras 35
Anexo III. Proyectos de investigación y otras actividades financiadas por el Ayuntamiento de Gijón 38
Anexo IV. Otros proyectos o actividades formativas con financiación externa 242
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1. INTRODUCCIÓN
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Introducción El Instituto Universitario de Tecnología Industrial de Asturias (IUTA) es un centro de
investigación aplicada, formación y divulgación tecnológica, cuyo objetivo es transferir el
conocimiento tecnológico generado en el mundo académico hacia el entorno empresarial e
institucional asturiano.
El IUTA, tras recibir la aprobación de la Junta de Gobierno de la Universidad el 17 de
noviembre de 1994 y posteriormente del Consejo Social el 24 de mayo de 1995, ha recibido
la aprobación del Gobierno del Principado de Asturias (Decreto 67/2001 de 12 de julio, BOPA
nº 174 de 27 de julio de 2001), constituyéndose, por tanto, en un Instituto con reconocimiento
oficial y con representación en el Consejo de Gobierno de la Universidad de Oviedo, en
cumplimiento de la Ley Orgánica de Universidades (LOU).
Actualmente el IUTA está integrado por más de un centenar de profesores de la Universidad
de Oviedo (156 al cierre de esta memoria) pertenecientes a áreas de carácter
fundamentalmente tecnológico. También forman parte del Instituto los becarios que
temporalmente participan en algún proyecto.
Para aprovechar al máximo su potencial, los miembros del IUTA se organizan en sectores
tecnológicos especializados que interactúan entre sí, lo que permite desarrollar tanto
proyectos que atañen a áreas específicas como otros de carácter multidisciplinar. El Anexo I
recoge tanto el organigrama del Instituto como una relación actualizada de todos los miembros
del mismo, que se ha visto aumentada por varias incorporaciones durante este año.
Una parte fundamental de la actividad del IUTA consiste en el desarrollo de proyectos de
investigación, tanto contratados por empresas u otras instituciones, como financiados por
fondos propios procedentes de la subvención del Ayuntamiento de Gijón. El Anexo II
especifica las empresas y entidades con las que se ha colaborado.
Como en años anteriores, los proyectos de investigación que el IUTA ha desarrollado durante
el 2014 se caracterizan fundamentalmente por tener un carácter aplicado a las actividades
industriales y por su incidencia en el desarrollo local y en la creación de nuevos puestos de
trabajo por cuenta propia o ajena. Algunos de los proyectos desarrollados responden a
peticiones expresas de empresas e instituciones, mientras que otros presentan un elevado
contenido social y medioambiental. En muchos casos, los becarios que han estado ligados a
los proyectos desarrollados se han incorporado al mundo laboral, ya sea en la empresa para
la que se realizó el trabajo o en otras, beneficiándose de la experiencia alcanzada. El
apartado 2.1 de esta Memoria resume los proyectos realizados, cuyo detalle puede
consultarse en el Anexo III.
Otra área de trabajo del IUTA es la formación y la divulgación tecnológica. Así, en 2014 se
han organizado y subvencionado dos cursos de formación tecnológica, cuatro jornadas
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divulgativas y los Desayunos Tecnológicos que se celebran los segundos viernes de cada
mes. De todo ello se da más información en el apartado 2.2 y en el Anexo III.
En el apartado 2.3 se informa de diversas actividades de promoción y divulgación del Instituto.
También se habla de la asistencia a reuniones y foros cuyo objetivo es conseguir un mayor
acercamiento entre Universidad y Empresa.
Por último, el Anexo IV recoge una relación de otros proyectos y actividades realizados por
el IUTA contando con financiación externa (no procedente de la Subvención del Ayuntamiento
de Gijón).
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2. ACTIVIDADES REALIZADAS DURANTE EL AÑO 2014
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Como en años anteriores, las actividades realizadas por el IUTA durante el año 2014, se
adaptan al cumplimiento de los principales objetivos del Instituto, que de forma resumida son
los siguientes:
En primer lugar, el IUTA pretende contribuir al desarrollo tecnológico de la región, fomentando
y desarrollando actividades de I+D de especial interés para el entorno empresarial asturiano.
En este sentido, además de la realización de Proyectos de Investigación aplicada, se ofertan
cursos de formación, especialización, reciclaje y actualización de conocimientos del personal
técnico de las empresas.
Otro objetivo fundamental es favorecer la formación e inserción laboral de jóvenes titulados,
tanto mediante cursos de formación como promoviendo su participación en proyectos
industriales y de investigación.
2.1. Actividades de investigación aplicada
Durante el año 2014 se desarrollaron varios proyectos de investigación, muchos de los cuales
afrontaron temas novedosos para el Instituto. Estas actividades se relacionan a continuación:
El sector tecnológico de Tecnología de Materiales y Cálculo Estructural ha desarrollado
los proyectos:
Nuevos biosensores electromagnéticos tipo Predictor®. Los test con Tiras de
Flujo Lateral (TFL), como el Predictor®, son ensayos bioquímicos sencillos, rápidos,
sensibles y altamente específicos. No obstante, su utilidad está restringida a pruebas
positivo/negativo como los conocidos test de embarazo. Este proyecto propone una
evolución de esta técnica para conseguir una técnica cuantitativa. De esta forma se
amplía su utilidad a los cientos de analitos de interés clínico de los que es necesario
conocer su cantidad, como por ejemplo el colesterol, la glucosa, marcadores
tumorales, etc… La concentración de estas sustancias se determina actualmente por
ensayos inmunoenzimáticos igualmente sensibles y específicos que las TFL, pero más
laboriosos, caros y lentos que éstas.
Extender la aplicación de las TFL reduciría el tiempo de espera desde la recogida de
fluido biológico (sangre, orina u otros) hasta la obtención del diagnóstico, abarataría
los costes de los análisis y permitiría su aplicación sin requerir personal especializado
ni laboratorios altamente equipados, como en el domicilio o en zonas catastróficas.
En este proyecto se han realizado dos modificaciones respecto a las TFL
convencionales.
1) Añadir nanopartículas superparamagnéticas funcionalizadas a las TFL, en
lugar de las habituales nanopartículas no-magnéticas.
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2) Desarrollar un sensor electromagnético para detectar en tiempo real la señal
magnética debida a dichas partículas presentes en la TFL.
Las nanopartículas superparamagnéticas tienen unas características que las hacen
muy útiles en sensorización de sustancias biológicas, como su poderoso magnetismo,
su tamaño nanométrico y su superficie químicamente activa. Debido a esto, el reto de
su detección es un tema candente en la bibliografía científica contemporánea. Entre
las varias técnicas descritas, en este proyecto se ha profundizado en una nueva
técnica identificada recientemente por los solicitantes de este proyecto
(Nanotechnology 24 245501 2013), cuya sensibilidad ha probado ser suficiente para
el objetivo propuesto y cuyo elemento sensor es extremadamente barato y accesible.
El biosensor en combinación con la técnica TFL se ha evaluado para la detección del
antígeno específico de próstata, Prostate Specific Antigen, o PSA, con resultados muy
positivos, apuntándose de cara a futuras investigaciones varias líneas de mejora de la
sensibilidad del método.
Sistema de construcción flexible para viviendas. El proyecto propuso el desarrollo
de un nuevo modelo de sistema constructivo, cuya finalidad es construir viviendas
unifamiliares por medio del ensamblaje de elementos sencillos prefabricados e
industrializados y que además, el mencionado sistema, presente una gran facilidad de
montaje entre sus diferentes elementos. Este modelo está basado en el sistema RTA
(Ready To Assembly). También tiene la pretensión de permitir modificaciones a lo largo
de la vida útil del edificio y por tanto deberá presentar una facilidad de desmontaje y
acoplamientos de nuevos elementos.
Análisis de la calidad del aire interior en viviendas de consumo casi nulo. Los
efectos perturbadores sobre la salud física o psíquica derivados de una concentración
anormalmente alta de dióxido de carbono (C02), y sobre todo de iones positivos en el
aire, son bien conocidos desde hace mucho tiempo. Efectivamente, aunque los
problemas asociados a altas concentraciones de C02 sobre los seres humanos son
ampliamente conocidos (y por ello su control va a ser incorporado a las normativas
europeas en los próximos reglamentos de obligado cumplimiento), se ha demostrado
que el desequilibrio entre iones cationes y aniones, provocado en la mayor parte de
las ocasiones de forma artificial (deficiente ventilación, funcionamiento de sistemas de
calefacción y aire acondicionado, humos y contaminación ambiental, transformadores
y líneas de alta tensión, materiales sintéticos, fricción del aire a determinada velocidad,
etc.), genera en las personas diversos procesos patológicos. Entre los más frecuentes
se encuentran la elevación de la tensión arterial, irritabilidad, ansiedad, problemas
respiratorios y migrañas. Por el contrario, la ionización negativa favorece la limpieza
del aire, lo que conlleva un buen número de aspectos beneficiosos para el ser humano.
El problema planteado adquiere sin duda una importante relevancia en el ámbito de la
Construcción, debido a las especificaciones incorporadas desde hace varios años en
las normativas europeas relativas a la calidad del aire interior (y en España en
particular), y sobre todo a las dudas que plantea la Bioconstrucción sobre este tipo de
instalaciones.
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Asturias cuenta con una de las mejores viviendas donde puede estudiarse este tipo de
control ambiental del aire interior en viviendas de muy alta eficiencia energética, ya
que el año pasado se certificó el primer inmueble Passivhaus, ubicado en Villanueva
de Pría (Llanes). Efectivamente, dentro del conjunto de iniciativas que a nivel mundial
promulgan soluciones arquitectónicas adaptadas a este nuevo concepto de Edificios
de Consumo de Energía Casi Nulo, el estándar Passivhaus es uno de los más
extendidos; y sin duda el más estricto. Este tipo de viviendas utiliza intercambiadores
de calor como sistema de calefacción, por lo que se adapta perfectamente a las
exigencias del proyecto. Además, el inmueble en cuestión ha sido ejecutado bajo
criterios de Bioconstrucción. Por tanto, aquí pudo llevarse a cabo un ensayo de campo
completamente real, analizando la calidad del aire interior (concentración de C02 e
ionización) en una edificación donde la contaminación ambiental es en teoría muy baja.
De esta manera se abordarían los dos problemas al mismo tiempo; es decir, el análisis
de la calidad del aire en viviendas dotadas de instalaciones de calefacción de alta
eficiencia energética, y también la posibilidad de integrar la Bioconstrucción y las
Viviendas Pasivas.
El objetivo del proyecto fue analizar la variación de la concentración habitual de C02 y
en el balance de iones positivos y negativos en el aire ambiente interior de una
vivienda, que puede producirse en el caso de instalaciones que de calefacción /
refrigeración basadas en la circulación de aire a través de conductos. Pero además
serviría para mejorar el diseño, el cálculo y la fabricación tanto de los equipos y
sistemas empleados en este tipo de instalaciones; y por supuesto, de la
instrumentación destinada a medir estos parámetros. El procedimiento de ensayo
contempló la medición de la concentración máxima de iones positivos en las salidas
de la instalación de calefacción de una vivienda pasiva, en cada una de las tres
velocidades de funcionamiento con que cuentan este tipo de intercambiadores, a lo
largo de doce meses, de manera que se consideraron los cambios de temperatura y
humedad relativa ambientales en este periodo de tiempo. Los ensayos comenzaron a
principios del año 2014, aprovechando que las bajas temperaturas obligaron a utilizar
el sistema de calefacción en todo el rango de trabajo, y se prolongaron hasta finales
del mismo año. De esta manera pudo compararse la calidad del aire interior, tanto en
los meses donde el empleo del sistema de calefacción resultó obligado, como en otros
donde no fue tan necesario.
Análisis modal de la pasarela peatonal del parque de Moreda. El objetivo del
proyecto fue la caracterización dinámica de la pasarela peatonal que cruza desde la
Avenida de Portugal hasta el parque de Moreda, en el ayuntamiento de Gijón. Para
ello se realizaron ensayos modales sobre la estructura utilizando sensores de
aceleración de alta sensibilidad y posteriormente se determinaron los parámetros
modales (frecuencias naturales, modos de vibración e índices de amortiguamiento)
mediante técnicas de identificación modal. Se realizaron ensayos antes de iniciarse
las obras y se repetirán una vez finalizadas.
Estudio, cálculo y desarrollo de puentes modulares. El objetivo del presente
proyecto fue estudiar, calcular y desarrollar puentes modulares elaborados con perfiles
laminados y chapas plegadas de acero. La creación de puentes metálicos modulares
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se desarrolló en la década de 1940, con el diseño de los puentes Bailey inventados
por los ingleses, durante la Segunda Guerra Mundial para el paso de vehículos
militares, los cuales eran montados en corto tiempo y reutilizables. En los últimos años,
este tipo de puentes han tenido un buen nicho de mercado en los países en vías de
desarrollo, tales como los Latinoamericanos, y han ayudado al desarrollo social de
diferentes comunidades en la creación de vías de acceso, principalmente a través de
donaciones internacionales e inversiones de Gobiernos locales, por su factibilidad
técnica y económica frente a otras soluciones más costosas de puentes (hormigón,
etc.), lo que ha permitido atender a las necesidades de la población y mejorar su
calidad de vida. Existen puentes modulares que, en la actualidad, tienen más de 60
metros de vano por los que transitan más de 600.000 personas al día. Es preciso
apuntar que las carreteras de un país son las infraestructuras más importantes en su
desarrollo económico y social, ya que a través de éstas se realiza la comunicación
terrestre. Por tanto, la aplicación de puentes modulares es un complemento primordial
en ellas. Aún, cuando, por su longitud, los puentes representan una porción pequeña
de la red de carreteras, constituyen eslabones viales vitales, que garantizan su
continuidad y permiten un ahorro muy importante en el trazado de las carreteras. Hasta
el momento, los puentes metálicos modulares eran estructuras de acero formadas por
un conjunto de paneles que se unen mediante tornillos o eslabones. Para conseguir
diferentes resistencias estructurales se colocan en filas simples, dobles o triples, en el
plano horizontal, y en la misma forma en el plano vertical, de acuerdo con los
requerimientos de longitud y capacidad soportante. Son montados en tiempos cortos,
sobre acantilados profundos, estructuras de paso dañadas, ríos o vaguadas, como
puentes económicos o en emergencias con el fin de habilitar el paso de vehículos,
adaptando su apoyo a las bases existentes de la vía interrumpida o sobre estribos
diseñados para su colocación.
El sector tecnológico de Diseño Mecánico y Fabricación desarrolló en 2014 los proyectos
siguientes:
Montaje y test de moto-laboratorio de prueba de suspensiones. Durante los años
2012 y 2013, el investigador principal de este proyecto desarrolló una metodología
novedosa de síntesis de suspensiones y la utilizó para diseñar suspensiones
progresivas para vehículos, específicamente para motocicletas. Durante el año 2013,
se trabajó en un proyecto, con ayuda del IUTA, en el que se realizó el diseño de un
chasis modular para moto laboratorio que permitía probar distintos tipos de
suspensiones traseras progresivas diseñadas con la metodología anterior. Dicho
chasis fue desarrollado con las especificaciones de la categoría Pre-Moto3 que se
utilizan en las categorías de promoción del motociclismo de velocidad a petición de la
empresa colaboradora con el objetivo de poder aprovechar las geometrías y
conclusiones que se extraigan de las pruebas en el desarrollo de un nuevo modelo
comercial de motocicleta para copas de promoción. Durante el desarrollo del mismo
se han mecanizado componentes y se han ensamblado para formar el chasis de la
moto-laboratorio. Esta tarea fue subcontratada y su periodo de realización se ha
alargado considerablemente, retrasando todas las demás del proyecto. También se ha
comprado un grupo motopropulsor comercial y todos sus sistemas auxiliares (escape,
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alimentación, refrigeración,…) y se han instalado en el chasis ya montado.
Actualmente, se está verificando la seguridad del chasis mediante pruebas estáticas y
se está trabajando en su sensorización. También se han diseñado una serie de
pruebas dinámicas a realizar (curva lenta, slalom, frenada,…) que se utilizarán para
medir las reacciones de la moto-laboratorio. Dado que la moto construida está
equipada con neumáticos lisos, se ha decidido retrasar esta última actividad a la
primavera de 2015 por razones de seguridad del piloto. En base a los resultados y
conclusiones que se extraigan de esas pruebas, la empresa colaboradora podrá
escoger el sistema de suspensión trasera que considere más adecuado, así como
valorar el comportamiento de la geometría del chasis propuesto y proponer posibles
modificaciones para la versión de serie a comercializar en el futuro.
Por su parte, el grupo de investigación ha publicado un artículo en el XX Congreso
Nacional de Ingeniería Mecánica sobre el ajuste virtual de las suspensiones de la
moto-laboratorio y tiene en revisión en la revista JCR “Multibody System Dynamics” un
artículo sobre la síntesis dimensional de suspensiones de moto. Con los resultados de
los test de la moto-laboratorio se podrá validar experimentalmente la metodología de
puesta a punto base de suspensiones que se ha estado desarrollando y publicado. Se
espera que esta validación experimental genere alguna publicación en congreso y en
revista JCR ya que el tema de diseño y puesta a punto de suspensiones de moto es
un campo casi virgen en las publicaciones científicas. Dichas publicaciones podrían
tener un elevado interés para los ingenieros de pista en formación de las
competiciones de moto ya que, hasta ahora, la metodología de puesta a punto de cada
equipo es secreta y el conocimiento real se encuentra en la experiencia de los
ingenieros senior, los cuales suelen ser reacios a compartirlo. Finalmente, se prevé
que el modelo de chasis se utilice para desarrollar una futura moto eléctrica para copas
de promoción. Para ello, sobre la moto-laboratorio fabricada, se adaptará un motor
eléctrico y se diseñará una transmisión ajustándose al espacio disponible y teniendo
en cuenta la volumetría, peso y situación de la batería. También se desarrollará el
sistema de control para este nuevo grupo propulsor.
Procedimiento de calibración in-situ de brazos de medir por coordenadas
utilizando un patrón basado en características. Realización de ensayos de
campo. El objetivo del proyecto de investigación fue el desarrollo de una aplicación
informática destinada a la realización práctica, y de tipo “in-situ”, de un nuevo
procedimiento de calibración para Brazos Articulados de Medir por Coordenadas
(BMCs o AACMMs). Los Brazos articulados de medir por coordenadas son máquinas
portátiles de alta difusión y con un alto recorrido de implantación en la industria
metalmecánica actual. Estos equipos son en realidad máquinas de medir por
coordenadas tridimensionales de tipo portátil, de estructura no cartesiana y similar a
un brazo robotizado dotado de posibilidad de giros que le confieren una gran
flexibilidad, accesibilidad y portabilidad. El proyecto incluyó de forma muy importante
la realización de “ensayos de campo” en un conjunto de empresas -de ámbito local y
regional - interesadas. Empresas que ya habían manifestado su interés en la
investigación con cartas de apoyo a un proyecto de mayor entidad, concedido dentro
del plan Nacional de investigación (ref. DPI2012-36642-C02-01) al mismo grupo de
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investigación que solicitó este proyecto, y titulado “Aseguramiento de la medición y
representación del conocimiento en la medición con sistemas portátiles de medir por
Coordenadas”. El procedimiento de calibración que se ensayó ya había sido
desarrollado dentro del citado proyecto de investigación y, teniendo en cuenta el
estado del arte actual puede considerarse totalmente novedoso. La novedad reside en
utilizar un “patrón de características” para evaluar tanto el equipo como su forma de
utilización. Este patrón es un patrón tridimensional dotado de un conjunto de
características geométricas de precisión, distribuidas espacialmente de forma que la
medición de las mismas, con multiposición alrededor del brazo de medir, permita no
sólo evaluar el propio equipo sino también al operario que lo utiliza, la fuerza que
realiza, la distribución de los puntos, la estabilidad en el contacto, etc. La primera parte
de esta propuesta pretendió implementar una aplicación informática, programable en
Excel, Matlab o similar, que permitiera realizar este procedimiento de calibración con
el nuevo patrón de características, por parte de un operario (calibrador) que realizase
las mediciones. Hubo que tener en cuenta que la inspección de características
dimensionales y geométricas fue una tarea que no aportó valor al producto en sí sino
que lo aceptó como válido o no. Sin embargo la optimización de la eficiencia de la
inspección fue crucial por los recursos que se requierieron: una elevada inversión,
mantenimiento y personal especialmente formado. El presente proyecto tuvo como
principal objetivo la optimización de esta tarea por medio de la potenciación de los
Brazos de Medir por Coordenadas, que supuso una drástica reducción de la inversión
y del tiempo empleado en la inspección y un aumento de la flexibilidad de la empresa.
Sin embargo, estos aparatos todavía carecen de la aceptación internacional en cuanto
a la fiabilidad de sus medidas, debido principalmente a su relativa novedad y rápido
desarrollo. De hecho, los BMCs están experimentando una gran expansión en la
industria debido principalmente a su gran flexibilidad, portabilidad, fácil manejo y a su
precio reducido comparado con las Máquinas de Medir por Coordenadas fijas (MMCs),
instrumento tradicional de inspección. Además los BMCs se adecúan a piezas que no
requieren una gran precisión, a piezas de gran tamaño o a piezas que incorporan
formas de fabricación y ensamblaje complejas. A pesar de sus ventajas son todavía
escasos los estudios existentes sobre estos instrumentos metrológicos, sobre la
fiabilidad de sus mediciones y la precisión que pueden conseguir, que están
claramente alejadas de las características de las MMCs, sobre todo por falta de
repetibilidad.
Optimización y fabricación de prototipo de distractor endo-ano-rectal con
acceso transanal. Se trató básicamente de una colaboración entre personal del área
de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Oviedo y del área de Cirugía también de
la Universidad de Oviedo, para el desarrollo de instrumental adecuado para facilitar la
Microcirugía Endoscópica Transanal (TEM). En la actualidad los procedimientos están
basados en equipos que insuflan CO2 para conseguir la expansión del recto y así
facilitar la exploración e intervención. Sin embargo esta presión se puede perder por
diversos motivos (de procedimiento cuando es preciso succionar un sangrado por
ejemplo), es preciso aspirar humos y se alarga el proceso. Por ello es preferible fiar la
expansión a un mecanismo que la mantenga durante toda la operación sin que las
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continuas aspiraciones provoquen el colapso de la pared rectal. Existen diversos
equipos comercializables, pero muchos de ellos tienen ciertos problemas de
funcionamiento o bien son excesivamente caros, dado que muchos incorporan
sistemas de visión y accesorios que en los quirófanos ya están a disposición de los
cirujanos y cuyo coste es muy elevado, y no sería necesario que los incorporase el
dispositivo expansor. Uno de los miembros del equipo investigador, D. José Ignacio
Rodríguez, es Cirujano y al tiempo profesor de la Universidad de Oviedo, y dirige el
Centro de entrenamiento Quirúrgico y Transferencia Tecnológica (CEQtt), donde se
proponen nuevos procedimientos quirúrgicos y se prueba y valida el instrumental
utilizado en los mismos. El nuevo instrumental que se desarrolló, facilitaría estos
procedimientos (TEM), el diseño final fue probado y validado en el CEQtt, siendo los
resultados innovadores y fiables y permitiendo que el diseño sea objeto de patente a
través de la Universidad de Oviedo, el dispositivo se dió a conocer en cursos de
formación impartidos por el CEQtt, el desarrollo de la colaboración (Ingeniería-
Cirugía), se dio a conocer en congresos a través de comunicaciones o artículos
publicados por el equipo investigador. Ha servido como nexo de unión entre dos áreas
distintas de la Universidad de Oviedo, que puedieron realizar trabajos conjuntos de
investigación, innovadores en el desarrollo de instrumental quirúrgico. Hubo también
un contacto con una empresa local, SOCINSER 21, que colaboró en tareas de
asesoramiento y mostró interés en el futuro desarrollo de un equipo comercializable
del distractor expandible endorrectal objeto del proyecto. Para el desarrollo del
instrumental, se partió del amplio conocimiento que se tiene de las técnicas y equipos
existentes en el CEQtt, se llevó a cabo un estudio de patentes y equipos comerciales
a través de bases de datos electrónicas e internet, y se contrastaron los equipos
existentes con las ideas originales planteadas. Se diseñaron prototipos virtuales
(modelado 3D), se valoraron los diseños propuestos y de entre los seleccionados se
pasaron a realizar prototipos funcionales, para lo cual se dispuso de medios de
fabricación propios, para el mecanizado de piezas en taller, e incluso con la posibilidad
de realizar piezas por prototipado rápido en ABS, con las impresoras 3D, de las que
se dispone en el área de Ingeniería Mecánica. En una fase posterior se hicieron
prototipos finales, reutilizables y probados en el CEQtt. En proyecto ha sido autorizado
por el Comité Ético de Investigación Clínica del Principado de Asturias.
Influencia de la geometría y tipo de fijación en el comportamiento biomecánico
de las reconstrucciones del ligamento cruzado anterior, mediante la utilización
de métodos numéricos y experimentales. La intervención para la reconstrucción del
ligamento cruzado anterior (LCA) puede realizarse utilizando dos posibles sustitutos
del ligamento: los obtenidos del propio paciente y los denominados autoinjertos. Los
primeros se obtienen, generalmente, del tendón del músculo semitendinoso, del recto
interno o del ligamento rotuliano, mientras que los segundos son obtenidos de
cadáveres. La utilización de estos diferentes grupos de tendones no ha mostrado
diferencias significativas en cuanto a la calidad de la reconstrucción LCA, por lo que
las variables principales que determinarán el éxito de la reconstrucción habrá que
buscarlas entre la experiencia del cirujano, la curva de aprendizaje, la técnica
quirúrgica o el tipo de fijación. Debido al importante número de fijaciones existentes en
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el mercado, la elección de la misma es un punto de debate en torno a la longevidad
de los resultados, con implicaciones en la rehabilitación (punto de vista clínico), en la
resistencia a fatiga de los implantes (punto de vista biomecánico) y en el precio (punto
de vista crematístico). Así mismo, el perfecto conocimiento de los diferentes tipos de
implantes parece una obligación para el cirujano ortopédico, ya que se enfrenta a la
elección entre un amplio arsenal terapéutico, que cada año se amplia y mejora gracias
a la competencia entre las diferentes empresas. Habiéndose demostrado las nulas
diferencias entre el tipo de injerto a utilizar en la reconstrucción del LCA, y dado que
las técnicas quirúrgicas se encuentran muy estudiadas y estandarizadas, parece lógico
pensar que la variable principal de éxito de la reconstrucción estriba en el tipo de
fijación utilizada. Aunque es muy habitual el uso de sistemas de fijación intratúnel,
mediante los denominados tornillos interferenciales, existe la duda respecto a la
fijación directa que este tipo de tornillos produce entre la plastia y el túnel óseo. El
principio básico y primordial es la máxima compresión de dicha plastia contra el hueso,
pero sin producir un efecto deletéreo de rotura de la misma por aplastamiento, sección
con el filete del tornillo, etc. El equilibrio para lograr la máxima compresión con el
mínimo daño en el tendón se consigue jugando con las variables diámetro de tornillo,
diámetro de túnel y diámetro de plastia, entre otras. Dado que el diámetro de la plastia
viene impuesto por la envergadura del paciente, para una plastia dada serán las
geometrías y configuración del tornillo y túnel, algunas de las variables que juegan un
papel fundamental en la consecución de un grado de fijación óptimo.
La estrecha colaboración entre el Dr. Maestro y el equipo Investigador desde hace
años, se ha traducido en la realización de un amplio programa experimental en el que
se han obtenido numerosos datos y resultados muy interesantes. No obstante, el gran
número de variables que intervienen en la óptima consecución de una reconstrucción
LCA, hace inviable su estudio únicamente mediante técnicas experimentales. Por ello,
en el presente proyecto se pretendía llevar a cabo un programa numérico pseudo-
experimental (simulación numérica de técnicas experimentales) que permitiera
analizar la influencia de las diferentes variables que afectan al comportamiento y éxito
de estas reconstrucciones, así como la caracterización mecánica de las mismas. Esta
mejora de las reconstrucciones LCA se traducirá en importantes beneficios para todos
los pacientes que se ven sometidos a este tipo de intervenciones, en especial
deportistas cuya recuperación es un factor primordial para su futura práctica deportiva.
Este es el caso de futbolistas tanto amateurs como profesionales o esquiadores, entre
otros, en los que este tipo de lesiones son muy frecuentes. De este modo, el objetivo
fundamental del proyecto fue determinar la geometría y configuración idóneas de túnel
y tornillo para un diámetro de plastia dado. Para ello se evaluó el comportamiento
biomecánico del conjunto hueso-plastia-fijación, mediante análisis numérico utilizando
el método de los elementos finitos (MEF) y se comparó con resultados experimentales
obtenidos a partir de muestras in vitro de reconstrucciones llevadas a cabo con
diferentes relaciones de diámetro tornillo/túnel.
Diseño e implementación de un entorno colaborativo on-line multidispositivo
para la gestión y desarrollo de las diferentes etapas de un proyecto de
ingeniería. El actual panorama de crisis económica en la que vivimos obliga a las
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empresas del sector metal, referentes en el municipio de Gijón y de Asturias, a
reinventarse día a día para adaptarse a las nuevas necesidades del cliente en la que
los costes, respuesta a cliente y plazos de fabricación deben ser cada vez más
ajustados. Rodearse de herramientas tecnológicas que generen valor añadido y
minimicen estos problemas resulta el entorno perfecto de trabajo. En la empresa
actual, adquiere cada vez más importancia el control de gestión, dado que los recursos
son escasos, los procesos son complejos, y cada vez es más crítica la información que
se requiere para una correcta toma de decisiones. En un entorno profesional, las TIC
aportan herramientas específicas, qué, al incluirlas en el día a día de la empresa, son
unas excelentes aliadas para mejorar la gestión del trabajo. Las Tecnologías de la
Información y la Comunicación son aliadas de la eficacia debido a que aportan a los
usuarios herramientas específicas para la gestión del tiempo y de la información. En
definitiva, resulta fundamental contar con la información oportuna para tomar las
mejores decisiones en el momento adecuado. En esta situación las nuevas
Tecnologías de la Información son muy relevantes. Permiten obtener, procesar y
controlar mucha más información que los medios manuales. El presente proyecto
pretendió implementar una plataforma on-line que permita la gestión y desarrollo de
las diferentes etapas en el diseño-fabricación de un producto industrial dando apoyo a
los diferentes departamentos implicados hasta su entrega a cliente. Además, se
intentó implementar como un entorno colaborativo que defina un feed-back continuo
entre los diferentes departamentos de la empresa combinando el empleo tanto de las
estaciones de trabajo habituales como el uso de dispositivos móviles. La Plataforma
está formada por seis módulos: Administrador (gestión de cuentas y permisos de
usuario y coordinación general de los diferentes módulos de la Plataforma),
Organizador (gestión del espacio reservado a cada Proyecto de Ingeniería y de los
documentos asignados a dicho Proyecto), Dibujo (acceso y modificación a los
documentos gráficos del Proyecto, inserción de elementos desde las librerías gráficas
desarrolladas para la Plataforma), Taller (acceso a la documentación durante la
fabricación del producto para notificar modificaciones en ellos), Tester (mecanismos
de evaluación de los resultados obtenidos durante los Proyectos de Ingeniería,
comunicación de incidencias y generación de informes) y Seguimiento (Control y
análisis de las diferentes etapas del Proyecto). Los beneficios que se pretendían
obtener con el desarrollo de esta Plataforma, aparte de una posible comercialización
del producto, fueron la reducción de tiempos en la elaboración de los planos de
producción, facilitar la coordinación entre personas, optimizar los controles normativos
y de calidad, así como mejorar los procesos de disconformidades. De esta forma se
lograría un ahorro de costes, un aumento de la productividad y, por tanto, una mejora
de la competitividad de la empresa. En resumen, esta Plataforma ha pretendido
transformar la manera de trabajar y gestionar recursos, agilizando las comunicaciones,
sustentando el trabajo en equipo y perfeccionando las etapas de diseño de un
producto, todo ello a través de la Integración informatizada de Ingeniería-Producción-
Calidad.
Vehículo híbrido IWD (Individual-Wheel Drive) con motores eléctricos en rueda y
alimentación por tres fuentes de energía: baterías, supercondensadores y pila
de combustible. Desarrollo de control dinámico. Basándose en los trabajos
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realizados en años anteriores, tanto del grupo de trabajo del área de Ingeniería de los
Transportes de la Universidad de Oviedo, como de los grupos de la Universidad de
Sevilla, los investigadores disponen de un vehículo eléctrico con tracción en las cuatro
ruedas, mediante motores en rueda. Adicionalmente, en la anualidad 2013, se estuvo
trabajando en el desarrollo de un modelo numérico desarrollado mediante la técnica
de simulación multicuerpo (Multibody Simulation), así como su implementación en un
software comercial como su validación experimental mediante ensayos en campo.
Este modelo supuso una plataforma sobre la que implementar y probar las estrategias
de control dinámico objeto de desarrollo en las actividades del presente proyecto
durante la anualidad 2014. Fue por tanto el objetivo, para los trabajos realizados en la
anualidad 2014 el diseño, implementación y ensayo de un controlador de los cuatro
(4) motores eléctricos de tracción del FOX, de optimizar la respuesta dinámica del
vehículo maximizando la eficiencia energética. Esto implicó el desarrollo de estrategias
de control en función de las especificaciones técnicas a concretar, para posteriormente
implementar los desarrollos realizados para el control del prototipo virtual (modelo
multibody del FOX programado en ADAMS), mediante el software MatLab-Simulink.
Será objeto de las tareas a realizar en la anualidad 2015, la implementación de las
estrategias validadas en el prototipo real del FOX, y su ajuste final y procesos de
reingeniería.
El sector tecnológico de Sistemas Eléctricos, Electrónicos y de Control desarrolló el
proyecto siguiente durante el año 2014:
Investigación y desarrollo de baterías de flujo para el almacenamiento de energía
en sistemas de microgeneración distribuida en entornos urbanos. Este proyecto
fue concebido para proponer soluciones de Sistemas de Almacenamiento de Energía
(ESS) que facilitasen el despliegue de microrredes (μG) de corriente alterna (AC)
permitiendo cambiar el paradigma de la distribución de energía eléctrica desde el
concepto convencional de Generación Centralizada hacia la Generación Distribuida
(DG). El proyecto abordó el tema propuesto desde dos puntos de vista; el primero
engloba el análisis, el desarrollo y la implementación de estructuras de Convertidores
de Potencia (PEC) para la integración de ESS en la red de distribución eléctrica. El
segundo campo de trabajo se centró en la inserción de estos ESS en el esquema
general de gestión de la μG. En este sentido, el proyecto trató de dar solución a
algunos de los inconvenientes clave para la integración de ESS en la red eléctrica:
1. Desarrollo de PEC válidos para la integración de ESS.
2. Dimensionamiento del ESS para atender a las demandas de la μG.
3. Problemas derivados de la integración de ESS en la estructura de la μG.
Estas líneas de investigación se afrontaron por medio de los siguientes objetivos:
1. Estudio de topologías de PEC alternativas para la integración de ESS. Este
objetivo se llevará a cabo mediante dos posibles alternativas: uso de
convertidores no aislados y empleo de topologías aisladas.
2. Algoritmos para el cálculo de PF desequilibrados en μG AC, incluyendo PEC
y ESS. Los algoritmos se desarrollarán en un sistema de referencia ortogonal
Memoria 2014 17
estacionario en el cual se analizarán los modelos y los sistemas de control.
El sector tecnológico de Organización de Empresas, Economía y Estadística desarrolló en
2014 los proyectos:
Mejora de la cadena logística de los bancos de alimentos. En el contexto actual,
tanto internacional como español, llama poderosamente la atención el contraste entre
los crecientes problemas de desnutrición o de malnutrición que genera la crisis
socioeconómica y el mantenimiento del desperdicio de productos alimenticios en
condiciones de ser consumidos. Esta línea de trabajo, comenzada en 2012 y apoyada
por sendas ayudas específicas del IUTA durante 2013 y 2014, se centró en los bancos
de alimentos, entidades sin ánimo de lucro que tratan de solucionar una parte de tal
problemática. En fases anteriores, se había dirigido una encuesta a la totalidad de
bancos de alimentos españoles, había sido estudiado con mayor detalle el caso del
Banco de Alimentos de Asturias y se había investigado en parte a las entidades
beneficiarias de dicho banco. Para 2014 se pretendía finalizar ese estudio de
entidades beneficiarias y pasar a conocer en mayor profundidad, directamente, las
entidades donantes de alimentos y otras organizaciones afines. Con mayor precisión,
estos son los objetivos específicos propuestos a finales del año pasado:
1. Estudio cualitativo mediante entrevistas en profundidad de las entidades
beneficiarias de reparto del Banco de Alimentos de Asturias.
2. Estudio cualitativo mediante entrevistas en profundidad y análisis documental
de las entidades donantes del Banco de Alimentos de Asturias, así como de
otras organizaciones que gestionan alimentos potencialmente incorporables
a la cadena logística de dicho banco.
La metodología respetó el enfoque híbrido cuantitativo-cualitativo (alterno en unas
ocasiones, simultáneo en otras) aplicado hasta el presente, planteándose usar durante
2014 herramientas esencialmente cualitativas de carácter participativo, donde las
entidades objeto de estudio fueron asimismo agentes de investigación de sí mismas y
del contexto relacional (redes logísticas y de otro tipo) que les atañe.
Todo ello se concretaba en la siguiente estructura de resultados esperados:
1. Resultados prácticos de carácter social: mejora de la cadena logística
centrada en el Banco de Alimentos de Asturias, para que se recuperen más
alimentos para más personas necesitadas, especialmente en el Ayuntamiento
de Gijón.
2. Resultados académicos: difusión del trabajo en congresos y publicaciones
periódicas internacionales consideradas de impacto.
3. Resultados de divulgación: aparte de lo mencionado en el punto anterior,
difusión de resultados en la página web del IUTA, en la del Banco de
Alimentos de Asturias y las de otros bancos de alimentos españoles, así como
en el espacio RSE de las páginas web de las empresas entrevistadas.
Además, la propia metodología cualitativa participativa incluía programar un
seminario o jornada organizado por el IUTA al que se convocaría a todos los
agentes interesados (empresas donantes de alimentos o de servicios al
Banco de Alimentos de Asturias, entidades sin ánimo de lucro beneficiarias
del Banco de Alimentos de Asturias, empresas donantes del Banco de
Memoria 2014 18
Alimentos de Asturias, etc.). Todo ello debería dar lugar a mayor visibilidad
social de todos los agentes implicados y de sus acciones, así como a un
refuerzo de sus relaciones mutuas.
Inteligencia artificial distribuida para la gestión de la demanda de agua en el
Municipio de Gijón. Las presiones ejercidas por la escasez de recursos y el respeto
al medio ambiente, entre otras razones, han supuesto una gran amenaza tanto para
la calidad como para la disponibilidad del agua en las grandes ciudades, provocado
una evolución desde unas políticas hídricas clásicas basadas en el aumento de la de
la oferta hacia unas políticas hídricas orientadas a gestionar la demanda. En este
contexto, potenciado por las circunstancias actuales que rodean la economía
española, se resalta la importancia de la Gestión de la Demanda de Agua, dada su
trascendencia en la gestión municipal, al tratarse del recurso natural más importante.
Se trata de llevar el agua a los puntos en los que se necesita, en la cantidad adecuada,
con la presión requerida y en el momento preciso, utilizando para ello la menor
cantidad de recursos. Una variable fundamental en este proceso, es
incuestionablemente, la previsión de la demanda de agua. Sin embargo, ya no basta
con previsiones medio o largoplacistas, ni incluso cortoplacistas. La gestión eficiente
de este recurso exige la disponibilidad continua de previsiones inmediatas, con
carácter horario, fiable. Este proyecto propuso la aplicación de modernas técnicas de
Inteligencia Artificial para la Gestión de la Demanda de Agua en el municipio de Gijón,
con el objetivo de desarrollar una herramienta que permitiera optimizar la gestión
municipal. Éste ha sido el objetivo principal del proyecto. Más en concreto, se ha
utilizado la Inteligencia Artificial Distribuida para crear una herramienta software
orientada a la toma de decisiones en la gestión. Esta herramienta replica el Sistema
de Abastecimiento de Aguas del municipio de Gijón, formado por cuatro fuentes de
suministro naturales (Acuífero Somió – Deva – Cabueñes, Manantial de Llantones,
Manantial de Arrudos y Perancho, y Agua de CADASA) y cinco depósitos próximos al
cliente (La Perdiz, Roces, Cerillero, Castiello y La Olla), además de la Estación de
Tratamiento de Aguas Potables de La Perdiz, unidos todos ellos por una red de
distribución que en total alcanza los 1.000 kilómetros de longitud. Su núcleo son
modernas tecnologías de previsión, como Redes Neuronales Artificiales, para estimar
la demanda de agua con periodicidad horaria en función de los datos pasados. A partir
de información continua sobre el nivel de las distintas fuentes de suministro y
depósitos, el sistema determinó el ajuste óptimo de la red, de forma que se optimice
una determinada función objetivo, garantizando la eficiencia del sistema. La duración
total del proyecto ha sido de un año y el plan de trabajo se dividió en seis tareas. Tras
una primera fase de estudios preliminares sobre la materia, se llevó a cabo un
detallado estudio para determinar la función a optimizar en el sistema. A partir de ahí,
se llevó a cabo el diseño, desarrollo e implementación del Sistema Multiagente que,
replicando el Sistema de Abastecimiento de Aguas de Gijón, disponga de capacidad
para evaluar alternativas y seleccionar la óptima. Sobre el sistema base, se
incorporaron, en primer lugar, las herramientas de previsión y, en segundo, el
algoritmo genético que resuelva el problema de transporte que surge ante la necesidad
de transportar agua desde varias fuentes de suministro hasta el consumidor final, a
Memoria 2014 19
través de varios depósitos intermedios.
Por último, el sector tecnológico de Medio Ambiente y Energía desarrolló el proyecto
siguiente durante el año 2014:
Obtención de biogás a partir de la valorización de residuos alimentarios (A-
BIOWASTE). La gestión de los residuos orgánicos en el sector de la distribución
alimentaria supone un coste importante para las empresas y además, de acuerdo con
la normativa en vigor, estos residuos deben valorizarse, evitando su deposición en
vertederos. Considerando su alta biodegradabilidad, la valorización mediante digestión
anaerobia es una alternativa que se está implantando en muchos países europeos,
pero va con cierto retraso en España. En este proyecto se valorizaron los residuos
procedentes de la industria alimentaria, en concreto productos de carnicería,
charcutería, pescadería, frutería, vegetales y panadería, actualmente desechados. La
primera etapa fue la caracterización de los distintos residuos generados. Mediante
ensayos de biodegradabilidad anaerobia se determinó el potencial de producción de
biogás de distintas mezclas de residuos, en condiciones mesofílicas (35ºC) y
termofílicas (55ºC). Los biorresiduos se mezclaron teniendo en cuenta las
proporciones en que se generaron y tratando de buscar una relación
carbono/nitrógeno adecuada para su biodegradación. A continuación se llevó a cabo
ensayos en digestores CSTR (de 5 litros de capacidad) y en IBR (de 20 litros) a la
temperatura más favorable, según los resultados de los ensayos de biodegradabilidad,
y se estudió el comportamiento del proceso de digestión anaerobia con los residuos
generados por la empresa, prestando especial atención a cómo afecta la variabilidad
de la composición de las mezclas de residuos en la producción de biogás. El sólido
digerido se estabilizó mediante aireación posterior por volteos periódicos analizándose
la calidad del compost obtenido con el fin de evaluar su posible uso como fertilizante.
Los ensayos de digestión anaerobia a escala de laboratorio se complementaron con
ensayos en planta piloto provista de un digestor de tipo IBR de 1.2 m3 de capacidad y
de sistemas de alimentación y control, lo que permitió obtener datos de gran interés
por ser una tecnología más avanzada y con escasa implantación en Europa. Con los
resultados obtenidos se realizó un análisis crítico de las variables de operación
implicadas en el proceso, producciones de biogás, necesidades energéticas de la
empresa y valorización del compost con vistas a su futura implantación a escala
industrial.
Memoria 2014 20
2.2. Actividades de formación y divulgación tecnológica
Durante el año 2014 se han desarrollado las siguientes actividades de formación y divulgación:
Introducción al Análisis de Datos con R. El análisis de datos se ha convertido en un
conocimiento necesario en una sociedad de la información como la nuestra. El
programa de software libre R es un instrumento de análisis muy potente que permite
a las empresas, centros tecnológicos e investigadores realizar numerosas aplicaciones
en breve tiempo y sin apenas gastos. Este curso introdujo el entorno de programación
R realizando análisis descriptivos, bivariantes y contrastes de hipótesis utilizando
datos de empresa reales.
Introducción a la Programación del Lenguaje Estadístico R. La potencia del
lenguaje de R se obtiene especialmente cuando se utiliza un entorno de programación
en vez de interfaces de usuario. Este seminario presentó los fundamentos de
programación con R, incidiendo en técnicas de análisis relacionadas con Big Data. Se
introdujo la programación de R, el análisis estadístico básico y avanzado, los
principales paquetes y módulos de programación, así como técnicas de inteligencia
analítica.
Affective Centered User Experience: El paradigma de la computación afectiva
aplicado a la valoración de experiencias de usuario. Inicialmente se había previsto
otra actividad divulgativa desarrollada por los mismos investigadores que se titulaba
“Design Thinking Studies”, pero finalmente fue sustituida por ésta. Esta investigación,
liderada por el grupo I3G de la Universidad de Oviedo en colaboración con algunos de
los agentes más importantes de la Milla del Conocimiento de Gijón, busca el desarrollo
de una tecnología pionera en el campo de la consultoría emocional que permita crear
líneas de negocio de alto valor añadido en el sector cultural y audiovisual. La actividad
buscó la participación de todas aquellas personas que quisieran acercarse mediante
la colocación de unos paneles llenos de fotografías con distintos estímulos en las
cuales los participantes indicarían la emoción que les suscitaba. Con esta jornada se
intentó dar a conocer los beneficios de esta línea de investigación y facilitar la
participación de voluntarios en la fase experimental.
Master en Sistemas de Gestión Certificables: ISO 9001, ISO 14001 y OSHAS
18001. Conocedores de las demandas profesionales que tienen las empresas a nivel
global y en particular, en nuestra región, y preocupados por ofrecer una completa
formación en distintas disciplinas que consideramos estratégicas en el presente y
futuro de las organizaciones, tanto públicas como privadas, el Club Asturiano de
Calidad junto con la Universidad de Oviedo ha diseñado un programa formativo
completo en las áreas de la Calidad, Medio Ambiente y Prevención que permitirá al
alumno desempeñar cualquier puesto de responsabilidad en el área de la Gestión y
Dirección de la Calidad, el Medio Ambiente y la Prevención y Seguridad. En un
principio, la Calidad fue considerada como el único aspecto relevante con el fin de
satisfacer las necesidades y las expectativas de los clientes, pero pronto surgió una
Memoria 2014 21
preocupación por la conservación del medio ambiente y la adopción de medidas para
la reducción y control del impacto medioambiental, contribuyendo así a un desarrollo
ambientalmente sostenible, económicamente viable y socialmente responsable. Junto
a ello aparece la “obligación” de disponer de unas medidas efectivas de seguridad para
uno de los principales actores de la empresa: su personal. La gestión de Sistemas de
Calidad, Sistemas de Prevención y Seguridad y Sistemas Medioambientales
adecuados y precisos, constituye una ventaja competitiva y por tanto, uno de los
elementos esenciales y necesarios para el éxito empresarial y el reconocimiento social
de la imagen de una Empresa u Organización.
El objetivo general del Máster es que los alumnos adquieran un conocimiento sobre los sistemas de gestión de calidad, medio ambiente y prevención de riesgos y capacitarlos para que puedan realizar su implantación y gestión, incluyendo la realización de auditorías de los sistemas.
El Master se ha impartido durante el curso 2013-2014 como Título Propio de la Universidad de Oviedo, encargándose el IUTA de los aspectos organizativos y la tramitación administrativa. Actualmente se imparte ya la 2ª edición. La coordinadora por parte de la Universidad es la profesora e investigadora del IUTA Dña. Elena Marañón Maison.
Jornada de Resultados de Proyectos IUTA 2014. La función de esta jornada es
doble: divulgativa y formativa.
o Función divulgativa de la tarea del IUTA en apoyo de la I+D+i y la formación
especializada. Función divulgativa de los resultados generales y concretos de
los proyectos financiados a través del IUTA.
o Función formativa de los becarios ponentes que tiene la oportunidad de
exponer su trabajo ante un público interesado.
La jornada se dirigió especialmente a representantes de las empresas que han apoyado los proyectos, a los becarios del IUTA y a otros agentes participantes en los proyectos. Los primeros tuvieron en esta jornada una forma directa de observar los resultados por los que han mostrado interés. Los becarios del IUTA pudieron aprovechar el carácter multidisciplinar del encuentro para conocer proyectos de especialidades distintas a las suyas e intercambiar información, lo que puede llevar a actuaciones transversales.
Vinculadas a esta Jornada, se organizaron otras dos jornadas de divulgación
relacionadas con un proyecto subvencionado por el IUTA, en concreto dos Cafés
Coloquios sobre la Mejora de la Gestión en los Bancos de Alimentos. El primer café
coloquio tuvo como fin revisar participativamente los resultados alcanzados hasta el
momento en un proyecto de colaboración entre el Banco de Alimentos y el IUTA y
decidir las líneas por las que sería más útil continuar trabajando. Se perseguía
aumentar el conocimiento mutuo de los agentes relacionados con el Banco y, por tanto,
su relación y la eficacia de la cadena de suministro que conforman. El segundo café
coloquio tuvo un carácter más abierto, estuvo dedicado a informar sobre el proyecto a
empresas interesadas en colaborar.
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Jornada sobre Aplicaciones de las técnicas de Simulación 3D y equipos de
prototipado rápido: experiencias. Inicialmente se había previsto desarrollar una
Jornada Monográfica sobre Innovación en la Construcción, pero debido al interés
suscitado por la temática, ésta se desarrolló a lo largo de tres Desayunos
Tecnológicos. El objetivo de esta nueva jornada fue dar a conocer algunas de las
múltiples aplicaciones que tienen las técnicas de simulación tridimensional
combinadas con los sistemas de prototipado rápido, que abarcan desde temas de la
salud a proyectos típicos de ingeniería y que son además de gran utilidad en la
docencia gracias a su fácil manejo y clara visualización.
Desayunos Tecnológicos 2014. Serie de encuentros Universidad-Empresa que con
2 horas de duración el segundo viernes de cada mes permite, tanto a grupos de
investigación como a empresas, la divulgación de diferentes actividades de I+D+i de
carácter tecnológico. Se celebraron en colaboración con el Centro Municipal de
Empresas, el Ayuntamiento de Gijón y las empresas asturianas en el Parque Científico
Tecnológico de Gijón.
Como novedad, en noviembre se cambió la ubicación que se venía utilizando para los
desayunos trasladándose al Espacio Tecnológico Campus dentro del Campus
Universitario de Gijón.
La programación del año 2014 fue la siguiente:
o 14 de febrero: Asistentes online inteligentes: de los e-desks a las SmartCities.
o 7 de marzo: Soluciones innovadoras para el sector Salud.
o 11 de abril: Innovación en la construcción.
o 16 de mayo: Innovación en el diseño industrial y los procesos de fabricación.
o 13 de junio: Innovación en el sector de las energías renovables.
o 12 de septiembre: Vigilancia Tecnológica.
o 10 de octubre: Herramientas innovadoras para la gestión.
o 14 de noviembre: Soluciones constructivas para el ahorro energético.
o 12 de diciembre: Sistemas inteligentes para la mejora de la construcción.
Plan de apoyo a la divulgación científica y tecnológica. En relación con las
actividades de difusión y divulgación del IUTA, al igual que en años anteriores, durante
2014 se mantuvo la estrategia de acercamiento al mundo empresarial mediante la
realización de encuentros con diversas empresas, instituciones y asociaciones de
empresarios. El objetivo de este tipo de contactos es hacer llegar de forma
personalizada a los empresarios y/o gestores toda aquella información sobre el IUTA
que pudiera ser de su interés para futuras colaboraciones, tanto en investigación como
en formación.
En este apartado, el IUTA prestó también apoyo a las empresas y entidades que lo
solicitaron para la divulgación de jornadas, conferencias, ferias, etc. Para las
actividades de divulgación comprendidas en este apartado, se contó con el apoyo de
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una estudiante contratada como becaria a lo largo del año, de acuerdo con el
presupuesto que se detallará más adelante.
También tuvo lugar una charla divulgativa en el Centro Juvenil de Sograndio por parte
de la investigadora del IUTA Dña. Mar Alonso Martínez sobre nuevas tecnologías y
avances tecnológicos relacionados con los proyectos y actividades que se desarrollan
en el IUTA.
También se incluyó información del IUTA y de varios grupos de investigación dirigidos
por investigadores del IUTA en la Guía Impulsa Empresas del Ayuntamiento de Gijón.
Finalmente se celebró en acto protocolario la firma del convenio con el Clúster ICA de
Innovación para la Construcción Asturiana.
2.3. Otras actividades Además de las actividades de investigación y de formación/divulgación, el IUTA realizó
regularmente otras actividades que tienen gran importancia desde el punto de vista logístico,
como las destinadas a la promoción y divulgación del Instituto y de sus actividades, o las
encaminadas a la mejora de la gestión y de la calidad del IUTA.
En el capítulo de otras actividades, el IUTA llevó a cabo durante este año las siguientes:
Participación en los encuentros Universidad-Empresa que se organizaron a lo largo
del año en la Universidad de Oviedo.
El convenio de colaboración con el CEEI sigue vigente, brindando un apoyo directo a
todos los emprendedores locales que bien desde el propio entorno universitario o bien
desde la empresa deseen asesoramiento y apoyo en su labor.
Puesta en marcha de la nueva página web del IUTA.
Puesta en marcha de un nuevo procedimiento de evaluación y selección de proyectos
de investigación que se aplicará en la convocatoria para 2015.
Visibilidad del IUTA en redes sociales con la creación de una cuenta en Twitter:
@IUTA_Uniovi
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3. MEMORIA ECONÓMICA
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3.1. Convenio de colaboración entre el Ayuntamiento de Gijón y el IUTA 2014 (SV-14- GIJÓN-1)
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN GASTO
PRESUPUESTADO GASTO REAL
1. Obtención de biogás a partir de la valorización de residuos alimentarios (A-BIOWASTE) (I.P. Elena Marañón Maison) 4.500 € 4.500 €
2. Investigación y desarrollo de baterías de flujo para el almacenamiento de energía en sistemas de microgeneración distribuida en entornos urbanos. (I.P. Juan Manuel Guerrero) 4.500 € 4.500 €
3. Montaje y test de moto-laboratorio de prueba de suspensiones (I.P. Álvaro Noriega González) 1.500 € 1.500 €
4. Procedimiento de calibración in-situ de brazos de medir por coordenadas utilizando un patrón basado en características. Realización de ensayos de campo (I.P. Braulio Álvarez Álvarez) 4.500 € 4.500 €
5. Mejora de la cadena logística de los bancos de alimentos (I.P. Jorge Coque Martínez y Pilar González Torre) 4.500 € 4.500 €
6. Análisis de la calidad del aire interior en viviendas de consumo casi nulo (I.P. Alfonso Lozano Martínez - Luengas) 3.750 € 3.750 €
7. Inteligencia artificial distribuida para la gestión de la demanda de agua en el Municipio de Gijón (I.P. David de la Fuente García) 3.750 € 3.750 €
8. Optimización y fabricación de prototipo de distractor endo-ano-rectal con acceso transanal (I.P. José Manuel Sierra Velasco) 3.750 € 3.750 €
9. Influencia de la geometría y tipo de fijación en el comportamiento biomecánico de las reconstrucciones del ligamento cruzado anterior, mediante la utilización de métodos numéricos y experimentales (I.P. Inés Peñuelas Sánchez) 3.375 € 3.425 €
10. Nuevos biosensores electromagnéticos tipo Predictor® (I.P. Montserrat Rivas Ardisana) 3.375 € 3.375 €
11. Sistema de construcción flexible para viviendas (I.P. Ángel Martín Rodríguez) 3.375 € 3.375 €
12. Análisis modal de la pasarela peatonal del parque de Moreda (I.P. Manuel López Aenlle) 2.625 € 2.625 €
13. Diseño e implementación de un entorno colaborativo on-line multidispositivo para la gestión y desarrollo de las diferentes etapas de un proyecto de ingeniería (I.P. Pablo Pando Cerra) 2.625 € 2.625 €
14. Estudio, cálculo y desarrollo de puentes modulares (I.P. Juanjo del Coz Díaz) 2.625 € 2.575 €
15. Vehículo híbrido IWD (Individual-Wheel Drive) con motores eléctricos en rueda y alimentación por tres fuentes de energía: baterías, supercondensadores y pila de combustible. Desarrollo de control dinámico (I.P. Pablo Luque Rodríguez y Daniel Álvarez Mántaras) 0 € 0€
TOTAL PROYECTOS INVESTIGACIÓN 48.750 €
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El proyecto número 15 comenzó a lo largo de 2014 y no ha disfrutado de subvención en este
ejercicio.
En el Proyecto número 9 el gasto real fue superior al presupuestado debido a que la becaria
del Proyecto número 14 renunció, generándose un saldo positivo de 50 € que se incluyó en la
beca de dicho Proyecto número 9.
ACTIVIDADES DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA GASTO
PRESUPUESTADO GASTO REAL
1. Introducción al análisis de datos con R (I.P. Emilio Torres) 200 € 200 €
2. Introducción a la programación del lenguaje estadístico R (I.P. Emilio Torres) 200 € 200 €
3. Acción de divulgación del proyecto Affective-centered user experiences y puesta en marcha de su fase experimental (I.P. Ramón Gallego) 400 € 333,63 €
4. Master en Sistemas de Gestión Certificables (I.P. Elena Marañón Maison) 0 € 0 €
5. Jornada sobre Aplicaciones de las técnicas de Simulación 3D y equipos de prototipado rápido: experiencias (I.P. Inés Peñuelas Sánchez) 700 € 450€
6. Jornadas de resultados de proyectos IUTA 2014 400 € 237,47 €
7. Desayunos tecnológicos 2.000 € 1.837,68 €
8. Plan de Apoyo a la divulgación científica y tecnológica Becas 4.500 € 4.500 €
Otros 2.296,25 € 2.919,68 €
TOTAL ACTIVIDADES DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICAS Y TECNOLÓGICAS 10.696,25 € 10.678,46 €
GESTIÓN Y ADMINISTRACIÓN IUTA
Labores de apoyo en la gestión y administración 12.400 € 12.400 €
15% GASTOS GENERALES 12.678,75 € 12.678,75 €
TOTAL 84.525 € 84.507,21 €
Inicialmente se había planificado una actividad más titulada Bioneros 2.0 cuyo investigador
principal era Ramón Rubio García, aunque finalmente no se ha incluido debido a la renuncia
del investigador.
La actividad número 3 inicialmente estaba prevista con otro título, Design Thinking Studies,
pero al no poder realizarse dicha actividad, los investigadores decidieron sustituirla por la que
se detalla en el cuadro.
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La actividad número 5 también estaba prevista inicialmente con otro título, Jornada
Monográfica sobre Innovación en la Construcción. Debido al gran interés de la temática
que fue objeto de tres Desayunos Tecnológicos, se decidió organizar esta otra jornada.
En las fichas de resultados de los proyectos de investigación y las actividades de divulgación
y formación realizadas durante 2014, se explican las variaciones entre el presupuesto y el
gasto real, cuando es necesario. En cualquier caso, estas variaciones se compensan entre
unas actividades y otras, resultando la cantidad total gastada prácticamente igual a la
inicialmente presupuestada.
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ANEXOS
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Anexo I. Organización. Relación de personal investigador y personal becario
ENTIDADES PROMOTORAS Ayuntamiento de Gijón y Universidad de Oviedo
COMISIÓN PERMANENTE
EQUIPO DE DIRECCIÓN
SECTORES TECNOLÓGICOS
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
Y CÁLCULO ESTRUCTURAL
MEDIO AMBIENTE Y ENERGÍA
TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN
SISTEMAS ELÉCTRICOS,
ELECTRÓNICOS Y DE CONTROL
ECONOMÍA, ORGANIZACIÓN DE EMPRESAS Y ESTADÍSTICA
DISEÑO MECÁNICO Y
FABRICACIÓN
ADMINISTRACIÓN Y
SERVICIOS
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EQUIPO DIRECTIVO
DIRECTORA: Sandra Velarde Suárez
SECRETARIA: Inés Peñuelas Sánchez
PERSONAL INVESTIGADOR
José Marcos Alonso Álvarez Catedrático Universidad
Mar Alonso Martínez Profesora Asociada
Gonzalo A. Alonso Orcajo Profesor Titular Universidad
Braulio Álvarez Álvarez Profesor Ayudante Doctor
Juan Carlos Álvarez Álvarez Profesor Titular Universidad
José Manuel Álvarez Gómez Profesor Titular Universidad
Daniel Álvarez Mántaras Profesor Titular Universidad
Pedro Ignacio Álvarez Peñín Profesor Titular Universidad
Diego Álvarez Prieto Profesor Contratado Doctor
Felipe Pedro Álvarez Rabanal Profesor Asociado
Antonio Argüelles Amado Catedrático Universidad
Katia María Argüelles Díaz Profesora Titular Universidad
Gloria María Aza Conejo Profesora Titular Escuela Universitaria
Rosa Isabel Aza Conejo Profesora Titular Escuela Universitaria
José Francisco Baños Pino Profesor Titular Universidad
Raúl Barrio Perotti Profesor Contratado Doctor
Luis Froilán Bayón Arnau Catedrático Escuela Universitaria
Francisco Javier Belzunce Varela Catedrático Universidad
Covadonga Betegón Biempica Catedrática Universidad
Eduardo Blanco Marigorta Profesor Titular Universidad
Jorge Bonhomme González Profesor Contratado Doctor
Jesús A. del Brío González Profesor Titular Universidad
Fernando Briz del Blanco Catedrático Universidad
Modesto Cadenas Fernández Profesor Titular Universidad
Antonio Javier Calleja Rodríguez Profesor Titular Universidad
Fernando Cano Espinosa Profesor Titular Escuela Universitaria
José Manuel Cano Rodríguez Profesor Titular Universidad
Jesús Cardesin Miranda Profesor Titular Universidad
Carlos Enrique Carleos Artime Profesor Titular Universidad
Francisco Javier Carrizo Medina Profesor Titular Universidad
Leonor Castrillón Peláez Profesora Titular Universidad
Ariel Claudio Catalán Goñi Profesor Titular Universidad
Jorge Coque Martínez Profesor Titular Universidad
Norberto Corral Blanco Catedrático Universidad
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José Antonio Corrales González Profesor Titular Universidad
José Luis Cortizo Rodríguez Profesor Contratado Doctor
José Coto Aladro Profesor Titular Universidad
Juan José del Coz Díaz Catedrático Universidad
Eduardo Cuesta González Profesor Titular Universidad
José Manuel Cuetos Megido Catedrático Universidad
David Alfonso de la Fuente García Catedrático Universidad
Ignacio Díaz Blanco Profesor Titular Universidad
María Rosario Díaz Crespo Profesora Titular Universidad
Adenso Díaz Fernández Catedrático Universidad
María Eugenia Díaz Fernández Profesora Contratada Doctora
José Ramón de Diego Rodríguez Profesor Titular Escuela Universitaria
Laura Elbaile Viñuales Profesora Titular Universidad
Pedro Fernández Álvarez Profesor Ayudante Doctor
Manes Fernández Cabanas Profesor Titular Universidad
Marta Fernández de Arriba Profesora Colaboradora
Pelayo Fernández Fernández Profesor Ayudante Doctor
Francisco Javier Fernández García Profesor Ayudante Doctor
Yolanda Fernández Nava Profesora Titular Universidad
Jesús Fernández Oro Profesor Titular Universidad
Inés Fernández Pariente Profesora Titular Universidad
Mª Isabel Fernández Quesada Profesora Titular Universidad
José Esteban Fernández Rico Catedrático Universidad
María del Rocío Fernández Rodríguez Profesora Titular Universidad
Silvino Ramón Gallego Santos Profesor Titular Escuela Universitaria
José Ángel García Díaz Profesor Titular Universidad
Rafael Pedro García Díaz Profesor Titular Universidad
Vicente García Díaz Profesor Titular Universidad
José García Fanjul Profesor Contratado Doctor
Nazario García Fernández Profesor Contratado Doctor
Roberto García Fernández Profesor Titular Universidad
Pablo García Fernández Profesor Contratado Doctor
Jorge García García Profesor Titular Universidad
Mª de los Ángeles García García Profesora Contratada Doctor
Víctor Guillermo García García Catedrático Escuela Universitaria
Alberto García Martínez Profesor Ayudante Doctor
Manuel Emilio García Melero Profesor Titular Universidad
Paulino J. García Nieto Profesor Titular Universidad
Xicu Xabiel García Pañeda Profesor Titular Universidad
María Antonia García Prieto Profesora Titular Universidad
Alberto Gómez Gómez Profesor Titular Universidad
María Placeres González Martínez Profesora Titular Universidad
José González Pérez Profesor Titular Universidad
Memoria 2014 32
Rubén González Rodríguez Profesor Contratado Doctor
Víctor M. González Suárez Profesor Contratado Doctor
Pilar González Torre Profesora Titular Universidad
Pedro Gorria Korres Profesor Titular Universidad
José María Grau Ribas Catedrático Escuela Universitaria
Juan Manuel Guerrero Muñoz Profesor Titular Universidad
Antolín E. Hernández Battez Profesor Titular Universidad
Alberto Higuera Garrido Profesor Titular Interino
María Jesús Lamela Rey Profesora Titular Universidad
Manuel López Aenlle Profesor Titular Universidad
Emilio Ramón López Corominas Profesor Titular Universidad
Hilario López García Profesor Titular Universidad
Fernando López Gayarre Profesor Titular Universidad
Antonio Miguel López Rodríguez Profesor Titular Universidad
Alfonso Gerónimo Lozano Martínez-Luengas Profesor Titular Universidad
Jesús Lozano Mosterín Profesor Titular Escuela Universitaria
Juan Carlos Luengo García Profesor Titular Universidad
Pablo Luque Rodríguez Profesor Titular Universidad
Iván José Machón González Profesor Contratado Doctor
Elena Marañón Maison Catedrática Universidad
Santiago Martín González Profesor Titular Universidad
Ángel Martín Rodríguez Profesor Contratado Doctor
José Carlos Martínez García Profesor Titular Escuela Universitaria
Sabino Mateos Díaz Profesor Titular Universidad
Felipe Mateos Martín Profesor Titular Universidad
José Luis Mayo Rodríguez Profesor Titular Universidad
David Melendi Palacio Profesor Titular Universidad
Itziar Minondo Sánchez Profesora Asociada
Elena Montañés Roces Profesora Titular Universidad
Gonzalo Morís Menéndez Catedrático Universidad
Rubén Muñiz Sánchez Profesor Colaborador TC
Ángel Neira Álvarez Profesor Titular Universidad
Álvaro Noriega González Profesor Titular Universidad
José Aurelio Otero Corte Catedrático Escuela Universitaria
José Otero Rodríguez Profesor Titular Universidad
Pablo Pando Cerra Profesor Contratado Doctor
José Parreño Fernández Profesor Titular Universidad
Jorge Luis Parrondo Gayo Catedrático Universidad
Inés Peñuelas Sánchez Profesora Titular Universidad
Raúl Pino Díez Profesor Titular Universidad
Borja Ponte Blanco Profesor Contratado Predoctoral
Mª Manuela Prieto González Catedrática Universidad
Memoria 2014 33
Paolo Priore Profesor Titular Universidad
Francisco Javier Puente García Profesor Titular Universidad
José Ramón Quevedo Pérez Profesor Titular Universidad
Julio A. Riba López Profesor Titular Universidad
Javier Ribas Bueno Profesor Titular Universidad
Manuel Rico Secades Catedrático Universidad
Claudio A. de la Riva Álvarez Profesor Contratado Doctor
Montserrat Rivas Ardisana Profesora Titular Universidad
Antonio Robles Álvarez Profesor Titular Escuela Universitaria
Cristina Rodríguez González Catedrática Universidad
Jesús A. Rodríguez Iglesias Profesor Asociado Doctor
Luis José Rodríguez Muñiz Profesor Titular Universidad
Eduardo Rodríguez Ordóñez Profesor Contratado Doctor
Ramón Rubio García Profesor Titular Universidad
Mª del Mar Ruiz Santos Profesora Titular Universidad
José Luis Sampedro Redondo Profesor Asociado
Luciano Sánchez Ramos Catedrático Universidad
Herminio Sastre Andrés Catedrático Universidad
Miguel Ángel Serrano López Profesor Titular Universidad
María Isabel F. Sevilla Rodríguez Profesora Titular Escuela Universitaria
José Manuel Sierra Velasco Profesor Titular Universidad
Francisco José Suárez Alonso Profesor Titular Universidad
Carlos Manuel Suárez Álvarez Profesor Titular Universidad
María José Suárez Cabal Profesora Contratada Doctor
Francisco José Suárez Domínguez Profesor Titular Universidad
Javier Suárez Quirós Profesor Titular Universidad
Inés María Suárez Ramón Profesora Contratada Doctor
Cristina Suárez Riestra Profesora Titular Universidad
Pedro María Suárez Rodríguez Catedrático Escuela Universitaria
Emilio Torres Manzanera Profesor Titular Universidad
Ricardo Tucho Navarro Catedrático Universidad
Pablo Javier Tuya González Catedrático Universidad
Gonzalo Valiño Riestra Profesor Titular Universidad
Sandra Velarde Suárez Profesora Titular Universidad
Julián Velasco Valdés Profesor Titular Universidad
Juan Carlos Viera Pérez Profesor Contratado Doctor
José Luis Viesca Rodríguez Profesor Contratado Doctor
Jaime Aurelio Viña Olay Catedrático Universidad
Mª Isabel Viña Olay Profesora Titular Universidad
José Luis Zapico Valle Profesor Titular Universidad
Rubén Zurita Hevia Profesor Titular Escuela Universitaria
Memoria 2014 34
Laura Megido Fernández Gabriel Borge Martínez Borja del Blanco Jardón Jairo del Blanco Jardón Héctor Patiño Sánchez Marta García Rodríguez Ana Robles Gullón Alicia Zamora Delgado Daniel Rodríguez Díaz David Villar Rubio Laura Ruano Amengual Pablo Suárez Méndez Cristian Leal Fernández Jorge Menéndez Fernández David Lago Cachón Diego Lozano Moreno Ismael García García Aránzazu Quiroga Alonso Roxana Fernández Freire Abrahaam Barbeira Juste Rocío Díaz Ruíz
Irene Arrojo Claros
PERSONAL BECARIO DE INVESTIGACIÓN 2014
PERSONAL CONTRATADO LABORAL 2014
Memoria 2014 35
Anexo II. Entidades y empresas colaboradoras Además del Convenio de Colaboración suscrito con el AYUNTAMIENTO DE GIJÓN, cuya
ayuda ininterrumpida el IUTA viene recibiendo desde su creación, se detalla a continuación
una relación de instituciones y empresas con las que el IUTA ha colaborado o está
colaborando de forma continuada:
ENTIDADES Y EMPRESAS COLABORADORAS
ABC ASESORES TURISTICAS ABT Logística ADIKAL ADN Context-Aware Mobile Solutions ADN MOBILE SOLUTIONS AG MORAN AISLAMIENTOS SUORAL AJE ASTURIAS ALCOA ALEASTUR ALGAMA ALSA ALTABOX ARCELORMITTAL ASOCAS AST INGENIERIA ASTURCIENCIA ASTUREX AT AUTÓNOMOS AUTORIDAD PORTUARIA DE GIJÓN AUTOS SAMA AV ARQUITECTURA DE VIDRIO AYUNTAMIENTO DE GIJÓN BB CONSULTING BIOGAS FUEL DIESEL BIOZELL DIAGNÓSTICO MOLECULAR S.L. BM INGENIERIA CENTRO,CABEZA Y CUELLO CIFP CLÚSTER DE ENERGÍA, MEDIO AMBIENTE Y CAMBIO CLIMÁTICO DE LA UNIVERSIDAD DE OVIEDO. COCEMFE ASTURIAS COGERSA COLEGIO INGENIEROS TECNICOS DE MINAS CONTEIN XXI COONTIGO COUNCIL CONSULT. CSC CTAI INGENIERIA CUADROS FORTUNA DCC INFORMATICA DECOSOFT DELCAM DIRSA, S.A. DISMED S.A. DOMOTICA DAVINCI DURO FELGUERA
Memoria 2014 36
ECOPROYECTOS ECOSAN EFINCO EGS EMASA EMOTTID EN-REDE ENTRECHAN EOLO SPORT ESAD Y PD ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES DE LA UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. F. ITMA FADE FAEN FEDA FERIBECO FETEN WEB FEVE FOR-TEC FUCOMI GDELS GREEN SOFTWARE GRUPEATE GRUPO CARLOS CONDE GRUPO INICIATIVAS HABITOS CULTURALES HC ENERGIA HERIBA HIMALIA TECNOLOGÍA HOSPITAL CABUEÑES HOSTELERIA DE ASTURIAS HUSO MEDICIONES IBERIS SOFTWARE IDESA IMAGUA IMASA IMEDEX INDRA SOFTW LABS INDUSERCO INGENERIOA4 INGEOSOL SERVCIOS INMER INTEGRA INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN PROCESOS Y COMPONENTES S.L. INTELMEC INTERMARK IRMITIURS VIAJES ISASTUR ITK INGENIERIA ITMA ITVASA IZERTIS J3 INNOVARE EUOPA JARDÍN BOTÁNICO ATLÁNTICO JOVELANOS CENTRO LA NUEVA ESPAÑA LABORAL CENTRO DE ARTE
Memoria 2014 37
LLANA CONSULTORES LOCIS LUMINOSOS ALES MARCO360 MARTECSA MCHTRAINING MERINO INGENIERÍA METRIA MG SOFÁS MODULTEC MODULAR SYSTEMS S.A. NEO ADVERDTING NEOSYSTEMS NICER OLMAR PARQUE CIENTÍFICO TECNOLÓGICO DE GIJÓN PISA PROYECTOS PROASUR PRODINTEC PROMETEO INNOVAT. RED AMBIENTE SADIM SAINT GOBAIN CRISTALERÍA, S.A. SAMOA INDUSTRIAL SATEC SECOT-ASTURIAS SEROCALHOZ UNEF SFUTUVER SGS SIGNAL SOFTWARE SILYAN SOFTWARE SLLANA CONSULTORES SMT SOCINSER 21, S.A. TABU COMUNICACIÓN TALENTO CORPORATIVO TERRAIU TECHNOLOGIES TESIS MEDICINAL SOLUTIONS THINGTRACK TKEIC TOCANDOCUMBRES TREELOGIC TRICICLO GESTIÓN Y DISEÑO, S.L. TSK TUINSA UNIRE URBITAREA VORAGO TECNOLOGIA VORTICA S.L. ZINCO SENTIDOS ZITRON
Memoria 2014 38
Anexo III. Proyectos de investigación y otras actividades financiadas por el Ayuntamiento de Gijón A lo largo del año 2014 y dentro del marco de la Convenio Específico de Colaboración entre
el Ayuntamiento de Gijón y la Universidad de Oviedo para el desarrollo del Convenio Marco
suscrito en fecha 27 de enero de 2010, con vigencia para los años 2012/2014, el IUTA ha
desarrollado un total de quince proyectos de investigación y numerosas actividades formativas
y de divulgación tecnológica así como otras actividades de mejora de la gestión y las
relaciones con el entorno empresarial asturiano.
Se presentarán en primer lugar los Proyectos de Investigación que se han financiado con
cargo a la subvención del Ayuntamiento y posteriormente otras actividades que bien con
carácter formativo y/o divulgativo han contado también con el apoyo del IUTA a través de
dicha financiación. Se ha incluido también un proyecto de investigación que ha comenzado a
lo largo de 2014 y por ello no ha contado con partida presupuestaria procedente de la
subvención.
En ambos casos se presenta primero una tabla-resumen con los datos más relevantes de
dichas actividades y, posteriormente, se detalla la información individual de cada uno de los
proyectos y/o actividades mediante las correspondientes fichas técnicas.
Memoria 2014 39
Relación de Proyectos de Investigación financiados por el Convenio Específico de Colaboración entre el Ayuntamiento de Gijón y la Universidad de Oviedo (IUTA 2014) y relación de becarios adscritos a dichos proyectos
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN BECARIOS/AS FECHAS TOTAL
SUBVENCIÓN
1. Obtención de biogás a partir de la valorización de residuos alimentarios (A-BIOWASTE) (I.P. Elena Marañón Maison) Laura Megido
Fernández
1 DE MAYO AL 31 DE OCTUBRE 4.500 €
2. Investigación y desarrollo de baterías de flujo para el almacenamiento de energía en sistemas de microgeneración distribuida en entornos urbanos. (I.P. Juan Manuel Guerrero Muñoz) Gabriel Borge
Martínez
1 AL 30 DE JUNIO Y 1 DE AGOSTO AL 31 DE DICIEMBRE 4.500 €
3. Montaje y test de moto-laboratorio de prueba de suspensiones (I.P. Álvaro Noriega González)
Borja del Blanco Jardón
1 AL 30 DE ABRIL 750 €
Jairo del Blanco Jardón
1 AL 30 DE JUNIO 750 €
4. Procedimiento de calibración in-situ de brazos de medir por coordenadas utilizando un patrón basado en características. Realización de ensayos de campo (I.P. Braulio Álvarez Álvarez) Héctor Patiño
Sánchez
1 DE ABRIL AL 30 DE SEPTIEMBRE 4.500 €
5. Mejora de la cadena logística de los bancos de alimentos (I.P. Jorge Coque Martínez y Pilar González Torre)
Marta García Rodríguez
1 DE MARZO AL 31 DE MAYO 2.250 €
Ana Robles Gullón
DEL 1 DE SEPTIEMBRE AL 30 DE NOVIEMBRE 2.250 €
6. Análisis de la calidad del aire interior en viviendas de consumo casi nulo (I.P. Alfonso Lozano Martínez - Luengas)
Alicia Zamora Delgado
1 DE JUNIO AL 31 DE OCTUBRE 3.750 €
7. Inteligencia artificial distribuida para la gestión de la demanda de agua en el Municipio de Gijón (I.P. David de la Fuente García)
Daniel Rodríguez Díaz
15 DE MARZO A 14 DE AGOSTO 1.250 €
David Villar Rubio 15 DE MARZO A 14 DE AGOSTO 1.250 €
Laura Ruano Amengual
15 DE MARZO A 14 DE AGOSTO 1.250 €
8. Optimización y fabricación de prototipo de distractor endo-ano-rectal con acceso transanal (I.P. José Manuel Sierra Velasco) Pablo Suárez
Méndez 1 DE MARZO AL 31 DE JULIO 3.750 €
Memoria 2014 40
9. Influencia de la geometría y tipo de fijación en el comportamiento biomecánico de las reconstrucciones del ligamento cruzado anterior, mediante la utilización de métodos numéricos y experimentales (I.P. Inés Peñuelas Sánchez)
Cristian Leal Fernández
1 DE MAYO AL 31 DE OCTUBRE 2.531,25 €
Jorge Menéndez Fernández
1 DE NOVIEMBRE AL 31 DE DICIEMBRE 893,75 €
10. Nuevos biosensores electromagnéticos tipo Predictor® (I.P. Montserrat Rivas Ardisana)
David Lago Cachón
1 DE JUNIO AL 15 DE OCTUBRE 3.375 €
11. Sistema de construcción flexible para viviendas (I.P. Ángel Martín Rodríguez) Diego Lozano
Moreno
1 DE MARZO AL 30 DE NOVIEMBRE 3.375 €
12. Análisis modal de la pasarela peatonal del parque de Moreda (I.P. Manuel López Aenlle)
Ismael García García
16 DE MARZO AL 15 DE MAYO Y DEL 1 DE SEPTIEMBRE AL 15 DE OCTUBRE 2.625 €
13. Diseño e implementación de un entorno colaborativo on-line multidispositivo para la gestión y desarrollo de las diferentes etapas de un proyecto de ingeniería (I.P. Pablo Pando Cerra) Aránzazu Quiroga
Alonso 1 DE ABRIL AL 15 DE JULIO 2.625 €
14. Estudio, cálculo y desarrollo de puentes modulares (I.P. Juanjo del Coz Díaz)
Roxana Fernández Freire
1 DE ABRIL AL 6 DE JUNIO
Abrahaam Barbeira Juste
1 DE SEPTIEMBRE AL 31 DE DICIEMBRE
15. Vehículo híbrido IWD (Individual-Wheel Drive) con motores eléctricos en rueda y alimentación por tres fuentes de energía: baterías, supercondensadores y pila de combustible. Desarrollo de control dinámico (I.P. Pablo Luque Rodríguez y Daniel Álvarez Mántaras)
Sin becario 0 €
TOTAL 48.750 €
Memoria 2014 41
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 1
1. DATOS DEL PROYECTO Título: Obtención de biogás a partir de la valorización de residuos alimentarios (A-
BIOWASTE)
Investigadora responsable: Elena Marañón Maison
Tfno: 98 518 2027 E-mail: [email protected]
Otros investigadores: Leonor Castrillón Peláez, Yolanda Fernández Nava, Luis Negral
Álvarez, Jesús Rodríguez Iglesias
Empresas o instituciones colaboradoras.
Alimerka
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO 2.1 Resumen ejecutivo. La gestión de los residuos orgánicos en el sector de la distribución alimentaria supone un
coste importante para las empresas y además, de acuerdo con la normativa en vigor, estos
residuos deben valorizarse, evitando su deposición en vertederos. Considerando su alta
biodegradabilidad, la valorización mediante digestión anaerobia es una alternativa que se está
implantando en muchos países europeos, pero va con cierto retraso en España.
En este proyecto se valorizarán los residuos procedentes de la industria alimentaria, en
concreto productos de carnicería, charcutería, pescadería, frutería, vegetales y panadería,
actualmente desechados. La primera etapa será la caracterización de los distintos residuos
generados. Mediante ensayos de biodegradabilidad anaerobia se determinará el potencial de
producción de biogás de distintas mezclas de residuos, en condiciones mesofílicas (35ºC) y
termofílicas (55ºC) Los biorresiduos se mezclarán teniendo en cuenta las proporciones en que
se generen y tratando de buscar una relación carbono/nitrógeno adecuada para su
biodegradación. A continuación se llevarán a cabo ensayos en digestores CSTR (de 5 litros
de capacidad) y en IBR (de 20 litros) a la temperatura más favorable, según los resultados de
los ensayos de biodegradabilidad, y se estudiará el comportamiento del proceso de digestión
anaerobia con los residuos generados por la empresa, prestando especial atención a cómo
afecta la variabilidad de la composición de las mezclas de residuos en la producción de biogás.
El sólido digerido se estabilizará mediante aireación posterior por volteos periódicos
analizándose la calidad del compost obtenido con el fin de evaluar su posible uso como
fertilizante.
Memoria 2014 42
Los ensayos de digestión anaerobia a escala de laboratorio se complementarán con ensayos
en planta piloto provista de un digestor de tipo IBR de 1.2 m3 de capacidad y de sistemas de
alimentación y control, lo que permitirá obtener datos de gran interés por ser una tecnología
más avanzada y con escasa implantación en Europa.
Con los resultados obtenidos se realizará un análisis crítico de las variables de operación
implicadas en el proceso, producciones de biogás, necesidades energéticas de la empresa y
valorización del compost con vistas a su futura implantación a escala industrial.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto.
● Estudiar el efecto de la mezcla de los diferentes residuos generados por la empresa
Alimerka en la producción de biogás (estudios de biodegradabilidad a escala de
laboratorio).
● Analizar la influencia de las variables de operación (velocidad de carga orgánica,
tiempo de residencia, concentración de sólidos en el digestor) y del tipo de reactor
(CSTR e IBR) en el proceso anaerobio y en la producción de biogás (estudios en
digestores a escala de laboratorio, en continuo).
● Evaluar las características del digestato y su posible aprovechamiento como
fertilizante.
● Valorar la aplicabilidad del proceso y estudiar su viabilidad.
2.3 Tareas realizadas. Se indican a continuación las tareas realizadas a lo largo del proyecto hasta la actualidad:
Tarea 1.1: Estado de la técnica de la digestión anaerobia de residuos.
Se ha realizado una búsqueda sobre plantas existentes en Europa y en otros países que tratan
principalmente este tipo de residuos, incidiendo sobre las tecnologías empleadas, condiciones
de operación, producciones y aplicaciones del biogás y del digestato.
Tarea 2.1: Diseño del aporte de residuos, cuantificación y caracterización de los diferentes
tipos de residuos generados por la empresa.
Con el objeto de estimar las cargas de operación en los digestores anaerobios, se han
cuantificado y caracterizado los residuos de pescado, cárnicos, verduras y frutas, charcutería
y panadería. Los parámetros a determinar son: pH, sólidos totales, sólidos volátiles, nitrógeno
total, nitrógeno amoniacal, fosfatos, cloruros, relación C/N, acidez y alcalinidad y en algunos
casos, ácidos grasos volátiles. También se ha realizado un análisis del contenido en hidratos
de carbono, grasas, proteínas (soluble y bruta) y nitrógeno proteico.
Tarea 2.2: Ensayos de biodegradabilidad de diferentes mezclas de residuos generados por
Alimerka.
Para evaluar el potencial de producción de metano de los residuos, se han realizado ensayos
de biodegradabilidad con mezclas de todos los residuos producidos. Los residuos se mezclan
de manera que la mezcla cumpla las proporciones en que dichos residuos se generan y
Memoria 2014 43
también buscando una relación C/N óptima para el proceso de digestión anaerobia. Se ha
estudiado el proceso a temperatura mesofílica (37ºC) y termofílica (55ºC). Para llevar a cabo
estos ensayos se utilizaron botellas de 2 L de capacidad, con tapón dotado de una salida para
la recogida del biogás generado. En cada botella se han introducido muestras de diferentes
mezclas de residuos junto con inóculo. Durante el proceso se ha medido el biogás producido
diariamente y su composición (metano y dióxido de carbono). Los ensayos de
biodegradabilidad se dan por finalizados cuando el reactor deje de producir biogás.
Las muestras iniciales se han caracterizado determinando sólidos totales y volátiles, pH,
relación C/N, acidez y alcalinidad, fósforo y cloruros y también se ha caracterizado el sólido
digerido (digestato) al final del proceso. Los resultados permiten obtener el potencial de
metano de las mezclas de residuos y la eficiencia de la biodegradación.
Tarea 2.3: Ensayos de digestión anaerobia en continuo.
Se han llevado a cabo estudios en digestores CSTR (5 litros) e IBR (20L), a temperatura
termofílica, por ser la más favorable según los resultados de los ensayos de biodegradabilidad.
Inicialmente, se ha llevado a cabo una fase de arranque durante la cual el reactor se ha llenado
con inóculo y se ha ido alimentando con cantidades crecientes de la mezcla a tratar con el
objeto de obtener una masa bacteriana aclimatada a las características de los residuos. Con
los digestores aclimatados se ha estudiado la influencia de diferentes tiempos de residencia
hidráulicos (TRH): 20, 25 y 30 días.
Para el seguimiento del proceso se han determinado periódicamente los mismos parámetros
que en la caracterización y se ha medido el volumen diario de biogás generado, así como su
composición (metano y dióxido de carbono, como componentes mayoritarios y sulfuro de
hidrógeno, como componente minoritario).
Tarea 3.1. Ensayos de digestión anaerobia en continuo a escala piloto.
Actualmente se están llevando a cabo ensayos utilizando una planta piloto de 1.2 m3 del tipo
IBR, lo que permitirá obtener datos de gran interés por ser ésta una tecnología más avanzada
y con escasa implantación en Europa. La metodología a seguir en estos ensayos será la
misma que la descrita en la Tarea 2.2. El estudio permitirá conocer el efecto del cambio de
escala (con respecto al reactor de 20 L).
2.4 Resultados obtenidos.
Alimerka S.A. es una empresa española constituida en 1986 y que, fruto de una gran
expansión, cuenta a día hoy con 173 establecimientos distribuidos en tres comunidades
autónomas: Principado de Asturias, Galicia y Castilla y León. Como resultado de su actividad,
genera 33.5 toneladas de residuos diarios.
Gracias al proyecto A-BIOWASTE, el Grupo de Ingeniería Ambiental de la Universidad de
Oviedo está llevando a cabo un estudio para conseguir valorizar los residuos generados por
Alimerka mediante la producción de biogás y el aprovechamiento del digestato resultante y
cuyos resultados se muestran a continuación:
Resultados Tarea 2.1. Diseño del aporte de residuos, cuantificación y caracterización de los
diferentes tipos de residuos generados por la empresa
Memoria 2014 44
En la Tabla 1 se muestran los resultados obtenidos a partir de las caracterizaciones realizadas
de los residuos generados por los establecimientos de Alimerka en cinco secciones distintas:
carnicería, pescadería, frutas y verdura, charcutería y panadería. Se indican el promedio y la
desviación típica resultantes de los diversos análisis realizados a lo largo del año para los
siguientes parámetros: sólidos totales, sólidos volátiles, nitrógeno total, fosfatos, cloruros,
alcalinidad y acidez volátil. Esta información nos permite conocer y tener en cuenta la
variabilidad de la composición de los residuos frescos de Alimerka a lo largo del año.
. Tabla 1. Resultados de las caracterizaciones de los residuos de productos frescos Alimerka.
En la Figura 1 se refleja el contenido en hidratos de carbono, proteínas, grasas, humedad y
otros componentes para cada tipo de residuo.
Figura 1. Contenido en hidratos de carbono, proteínas, grasas, humedad y otros componentes de los residuos de
Alimerka.
Resultados Tarea 2.2. Ensayos de biodegradabilidad
Para evaluar el efecto de la mezcla de residuos en la producción de biogás se han realizado
ensayos de biodegradabilidad introduciendo diferentes mezclas de residuos junto con inóculo
en botellas (ver Figura 2)
Memoria 2014 45
Figura 2. Botellas de 2 litros de capacidad empleadas en los ensayos de biodegradabilidad.
Los resultados de los ensayos se recogen en la Figura 3 para los dos rangos de temperatura
estudiados: mesofílico (35ºC) y termofílico (55ºC). En ambos casos se concluye que no se
aprecia inhibición del proceso por parte de ningún tipo de residuo.
La mezcla de todos ellos produce a temperaturas mesofílicas el mayor volumen de metano.
También a temperaturas termofílicas dicha mezcla conduce a una mayor producción de CH4,
aunque en este caso también se observa una generación similar del gas cuando la mezcla no
contiene residuo de frutas y verduras.
Asimismo, si comparamos ambos rangos de temperatura comprobamos que las mayores
producciones de metano tienen lugar a 55ºC.
Figura 3. Representación gráfica de la producción de metano acumulado a lo largo de los 25 días de duración de los
ensayos de biodegradabilidad, para temperaturas mesofílicas (izq.) y termofílicas (dcha.).
Resultados Tarea 2.3. Ensayos de digestión anaerobia en continuo
Teniendo en cuenta los resultados de la Tarea 2.2, los ensayos de digestión anaerobia en
continuo se realizaron a temperatura termofílica y la mezcla de alimentación de los reactores
estaba compuesta por los cinco tipos de residuos. Se mantuvieron las proporciones en que
se generan los residuos y se realizó una dilución hasta el 10% en sólidos para evitar
problemas de acidificación.
En la Figura 4 se muestran las dos tipologías de reactor empleadas en los ensayos realizados
empleando tres TRH: 20, 25 y 30 días.
acu
mu
lad
a (L
)
Memoria 2014 46
Figura 4. Tipos de reactor utilizados en los ensayos de digestión anaerobia en continuo: CSTR (izq.) e IBR (dcha.)
Como se ilustra en la Figura 5, el tiempo de retención hidráulico para el cual se produce una
mayor cantidad de metano es de 25 días, independientemente de la tipología del reactor.
Por otro lado, para los tres TRH estudiados se observa que el IBR es, frente al CSTR, el tipo
de reactor que, en cada caso, lleva a una mayor producción específica de CH4.
Cabe señalar, además, que para los seis ensayos en continuo realizados, la composición
media del biogás fue del 60% en metano.
Figura 5. Representación gráfica de la producción específica de metano acumulado, en L CH4/kg alimentación a lo
largo de los ensayos de digestión anaerobia en continuo a temperatura termofílica.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
Se finalizarán los ensayos de digestión anaerobia en planta piloto (tarea 3.1). A continuación
se procederá a validar los resultados (tarea 4.1) con vistas a una futura implantación del
proceso a escala industrial. Se realizará un pre diseño de una instalación a escala industrial
y un estudio preliminar de viabilidad económica y medioambiental de la instalación diseñada
(tarea 4.2).
Memoria 2014 47
2.6 Divulgación de los resultados. Se ha presentado la siguiente ponencia:
Título: Methane potential of supermarket food waste
Congreso: BIOTEC 2014, Madrid, 1-4 julio 2014
Publicación: Proceedings (ISBN: 978-84-697-0726-5)
Con los resultados obtenidos se podrían realizar al menos tres artículos en revistas científicas,
aunque se está valorando la posibilidad de solicitud de patente, por lo que hasta que se tome
una decisión, no se procederá a publicar resultados.
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 4.500 €
Otras fuentes Referencia proyecto/contrato: FUO-EM-016-14
31.250 € 4.800 € 11.200 € 2.250 €
Personal Becario
Nombre Laura Megido Fernández
Tareas Tareas 2.1, 2.2 y 2.3
Período 1 de mayo al 31 de octubre
Memoria 2014 48
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 2
1. DATOS DEL PROYECTO Título: Investigación y desarrollo de baterías de flujo para el almacenamiento de energía en
sistemas de microgeneración distribuida en entornos urbanos.
Investigador responsable: Juan Manuel Guerrero Muñoz
Tfno: 98 518 2531 E-mail: [email protected]
Otros investigadores: Pablo García Fernández, Cristina González Morán, Jorge García
García, Pablo Arboleya Arboleya, Manuel Coto García
Empresas o instituciones colaboradoras.
AZ Renovables
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO 2.1 Resumen ejecutivo.
Este proyecto está concebido para proponer soluciones de Sistemas de Almacenamiento de
Energía (ESS) que faciliten el despliegue de microrredes (μG) de corriente alterna (AC)
permitiendo cambiar el paradigma de la distribución de energía eléctrica desde el concepto
convencional de Generación Centralizada hacia la Generación Distribuida (DG). El proyecto
aborda el tema propuesto desde dos puntos de vista; el primero engloba el análisis, el
desarrollo y la implementación de estructuras de Convertidores de Potencia (PEC) para la
integración de ESS en la red de distribución eléctrica. El segundo campo de trabajo se centra
en la inserción de estos ESS en el esquema general de gestión de la μG.
En este sentido, el proyecto tratará de dar solución a algunos de los inconvenientes clave para
la integración de ESS en la red eléctrica:
1. Desarrollo de PEC válidos para la integración de ESS.
2. Dimensionamiento del ESS para atender a las demandas de la μG.
3. Problemas derivados de la integración de ESS en la estructura de la μG.
Estas líneas de investigación se afrontarán por medio de los siguientes objetivos:
1. Estudio de topologías de PEC alternativas para la integración de ESS. Este objetivo
se llevará a cabo mediante dos posibles alternativas: uso de convertidores no aislados
y empleo de topologías aisladas.
2. Algoritmos para el cálculo de PF desequilibrados en μG AC, incluyendo PEC y ESS.
Los algoritmos se desarrollarán en un sistema de referencia ortogonal estacionario en
el cual se analizarán los modelos y los sistemas de control.
Memoria 2014 49
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
La hipótesis inicial de esta investigación se basa en dar solución a varios de los problemas
técnicos que suponen una barrera al mayor despliegue de microrredes (μG) de AC, desde un
enfoque holístico del proyecto. La representación esquemática del proyecto se muestra en la
(Figura 1). Los mayores obstáculos que impiden un uso más extendido del concepto de μG y
a la integración de generadores distribuidos (DG), normalmente de pequeña escala y
cercanos a los consumidores (prosumers) son:
Las redes resultantes tienden a ser más débiles debido a la reducción de la inercia del
sistema.
Inyección y/o demanda de potencia activa desequilibrada debido a la presencia de
pequeños generadores monofásicos y cargas desequilibradas; así como distorsión de
las tensiones y corrientes con alto contenido en armónicos debido al uso de
convertidores electrónicos.
Carencia de métodos de cálculo del flujo de cargas que permitan analizar redes con
convertidores de potencia y generadores distribuidos.
En este proyecto se tratará de dar solución a algunos de estos inconvenientes. El estudio se
llevará a cabo por un equipo de investigación multidisciplinar de manera que se abordará el
problema desde dos puntos de vista: 1) a nivel del convertidor electrónico, considerando
sistemas de control en detalle; 2) a nivel de μG: cálculo de flujos de carga.
En el primer enfoque se cubrirá el análisis de estructuras de convertidores de potencia para
la integración de ESS en la μG de AC (Figura 2). Teniendo en cuenta los problemas a los que
los convertidores deben dar solución, las ideas principales del proyecto desde el primer punto
de vista se pueden definir como;
Desarrollo de una topología de convertidor para integrar EES de manera que estos
sistemas de almacenamiento permitan la compensación de contingencias de red que
requieren inyección de potencia activa (desvíos en la frecuencia), así como la
operación de la μG en modo isla (aislada de la red principal de distribución). (Objetivo
1).
Capacidad para compensar desequilibrios tanto de tensión como de corriente, en el
punto de conexión con la red del convertidor y en el punto común de conexión de cada
nanorred (ver Figura 1). (Objetivo 1).
Soluciones a otros problemas derivados del uso de of PEC y de redes débiles, como
pueden ser armónicos y gestión de la potencia reactiva. (Objetivo 1).
En el segundo enfoque de considerará la incorporación de convertidores en el esquema
general de gestión de la μG, específicamente en el cálculo del flujo de cargas y sus
restricciones. Este enfoque se centrará en el desarrollo de modelos en régimen permanente
que permitan el estudio del impacto en la red debido a una penetración masiva de DG, PEC
y ESS, prestando especial atención a las restricciones tanto técnicas como económicas. Con
este enfoque se pretende obtener información sobre el sistema de gestión del conjunto de la
Memoria 2014 50
μG para coordinar y optimizar el uso de estos dispositivos. Desde este enfoque, el objetivo
principal se pueden expresar como sigue:
Flujos de carga mejorados para incluir μG de AC con desequilibrios, con PEC y ESS.
Se considerarán todos los parámetros que sean necesarios para la introducción de un
gran número de PEC. (Objetivo 2).
1. OBJETIVO 1: Estudio de las diferentes topologías de convertidores y estrategias de
control para la integración de EES en una μG de laboratorio.
a. Objetivo 1.1 Estimación de la energía de almacenamiento necesaria para la
compensación de contingencias.
b. Objetivo 1.2: Análisis y selección de distintas tecnologías, diseño,
implementación y validación experimental de soluciones para la integración de
ESS utilizando convertidores bidireccionales aislados.
2. OBJETIVO 2: Algoritmos para el cálculo del flujo de cargas desequilibrado aplicado a
μG de AC incluyendo DG basados en convertidores de potencia y ESS.
a. Objetivo 2.1: Desarrollo de una técnica de flujo de cargas adaptada para ser
de aplicación a redes desequilibradas con DG y ESS.
b. Objetivo 2.2: Desarrollo de modelos para cada uno de los dispositivos
descritos en el Objetivo 1.
c. Objetivo 2.3: Adaptación de los modelos de dispositivos y sus controles para
ser incluidos en el algoritmo del flujo de cargas.
La meta final de este objetivo es el desarrollo de una herramienta de cálculo del flujo de cargas
capaz de incluir dispositivos convencionales, como transformadores de potencia
convencionales, y también dispositivos como DG y ESS bajo condiciones de desequilibrio.
2.3 Tareas realizadas.
Dentro de los objetivos del proyecto, se han realizado las siguientes tareas.
OBJETIVO 1.
1. TAREA 1.1. Realización de simulaciones y construcción de prototipos para la
evaluación de las alternativas en las topologías de potencia. En concreto, se han
realizado los siguientes trabajos:
1. “Compensación de frecuencia en microrredes débiles de alterna utilizando un
sistema de almacenamiento de energía”. En esta tarea se han dimensionado las
necesidades de energía y potencia para la compensación de contingencias que
requieren potencia activa y, por lo tanto, del uso del sistema de almacenamiento.
2. “Investigaciones en la compensación de la potencia reactiva y el tiempo muerto en
un Double Active Bridge”. Una de las topologías propuestas en la investigación era
el transformador de estados sólido, como alternativa a los transformadores
tradicionales de baja frecuencia. En esta tarea se han realizado simulaciones y
Memoria 2014 51
validación experimental sobre un prototipo de 10kW basado en un transformador
plano.
3. “Hibridación de un sistemas de almacenamiento para el soporte de red utilizando
convertidores de potencia bidireccionales“. A la hora de determinar el sistema de
almacenamiento más apropiado, la solución es en muchas ocasiones no única. En
este trabajo se analizó la posibilidad de utilizar diferentes tecnologías de
almacenamiento de forma conjunta, construyendo un emulador para evaluar las
prestaciones de cada una de las tecnologías evaluadas.
OBJETIVO 2.
1. Objetivo 2.1: Desarrollo de una técnica de flujo de cargas adaptada para ser de
aplicación a redes desequilibradas con DG y ESS. Es necesaria el desarrollo de una
formulación específica para redes de distribución que pueda albergar dispositivos de
generación y almacenamiento así como sus controles. Se utilizarán las características
específicas de este tipo de redes para conseguir formulaciones sencillas que puedan
ser resueltas de una forma muy rápida dado que se han de simular una gran variedad
de escenarios con un número de nodos elevado.
2. Objetivo 2.2: Desarrollo de modelos para cada uno de los dispositivos descritos en el
Objetivo 1. Para extrapolar lo que sucede en una red extensa de distribución con un
gran número de generadores instalados, los prototipos desarrollados en el objetivo 1
han de ser modelados y dichos modelos validados para poder probar a continuación
los efectos de una penetración elevada de este tipo de modelos en una red de
distribución.
3. Objetivo 2.3: Adaptación de los modelos de dispositivos y sus controles para ser
incluidos en el algoritmo del flujo de cargas. Para estudiar el efecto que sobre la red
de distribución tienen los convertidores desarrollados en el objetivo 1, los algoritmos
de flujo de cargas desarrollados en la primera parte del presente objetivo, han de ser
adaptados para que puedan incluir los modelos de convertidores y sistemas de
almacenamiento desarrollados.
2.4 Resultados obtenidos.
Los resultados obtenidos, referidos a los objetivos planteados, se resumen en:
1. Análisis de diferentes tecnologías electroquímicas de almacenamiento (baterías de Li-
ion y Vanadio Redox) como sistemas de aporte de potencia activa en red. Se ha
construido un emulador que permite evaluar en tiempo real el comportamiento de
ambas tecnologías así como determinar el tamaño, en términos de potencia y energía,
requerido para diferentes aplicaciones.
2. Se han construido cuatro prototipos de convertidores para evaluar las alternativas en
el interfaz de los sistemas de almacenamiento en red. En particular, se han
desarrollado dos prototipos basados en transformadores de estado sólido (el primero
de ellos implementado mediante un transformador devanado y el segundo empleando
Memoria 2014 52
un transformador plano) y dos prototipos para la integración de los sistemas de
almacenamiento sin aislamiento.
3. Se han determinado, tanto de forma simulada como de forma experimental, diversos
algoritmos de control para la compensación de transitorios en la frecuencia de red
utilizando sistemas de almacenamiento de energía.
4. Se ha desarrollado una formulación sencilla que permite describir redes de distribución
desequilibradas con transformadores de potencia y reguladores de tensión con
múltiples configuraciones. Dicha formulación se ha desarrollado en una referencia
estacionaria ortogonal, lo que simplifica mucho la inclusión de los transformadores y
los reguladores de tensión, pero a su vez también simplificará en un futuro la
implementación de los controles de los generadores y sistemas de almacenamiento
que se conecten a la red a través de los convertidores de potencia. Además se ha
trabajado sobre los algoritmos de resolución de este tipo de formulación empezando
por algoritmos convencionales basados en técnicas de Newton-Raphson. Estos
algortimos resultaron demasiado lentos por lo que se diseñó un algoritmo de resolución
basado en técnicas Backwar-Forward Sweept (BFS) que ha incrementado mucho la
velocidad de simulación.
5. Se ha trabajado sobre el modelado de las cargas en las redes de distribución, dichos
modelos permitirán evaluar el impacto de la instalación de los prototipos del objetivo 1
en un entorno mucho más real.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
Los trabajos futuros se enmarcan en las siguientes direcciones:
1. Validación experimental de los prototipos desarrollados en una aplicación industrial
completa. Esto requerirá por un lado el funcionamiento en condiciones reales de forma
continua y, por otro, la validación del sistema según la reglamentación vigente de
aislamiento.
2. Integración de los convertidores de potencia con sistemas de
almacenamiento/generación reales en lugar de los emuladores empleados hasta la
fecha.
3. Desarrollo de los modelos de generadores y sistemas de almacenamiento conectados
a red a través de convertidores de potencia.
4. Adaptación de la formulación y algoritmos de resolución de flujo de cargas a este tipo
de modelos.
5. Análisis del impacto en las redes de distribución de los prototipos propuestos
Memoria 2014 53
2.6 Divulgación de los resultados.
Artículos:
Arboleya, P., Gonzalez-Moran, C., Coto, M., "Unbalanced power flow in distribution systems
with embedded transformers using the complex theory in alpha-beta-0 stationary reference
frame" Power Systems, IEEE Transactions on, Volume XX, XXXXX 2013, Pages 1-12.
Accepted for publication
Ponencias presentadas:
Pablo García, Juan M. Guerrero, Jorge Garcia, Ángel Navarro-Rodríguez, Mark Sumner “Low
Frequency Signal Injection for Grid Impedance Estimation in Three Phase Systems”. Energy
Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2014 IEEE, pp. 1542 – 1549. DOI:
10.1109/ECCE.2014.6953602
Martirano, L. Falvo, M.C., Sbordone, D., DiPietra, B., Bertini I., Arboleya, P., Gonzalez-
Moran, C., Coto, M. Zero Network-Impact Buildings and Smart Storage Systems in Micro-
Grids 13. International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC) -
Wroclaw, Poland, 10 - 12 May 2014
Ponencias en preparación:
En el congreso ECCE 2015 se presentarás dos artículos en el campo del presente proyecto.
Concretamente, basados en los resultados de las tesis fin de máster de Ángel Navarro y Ramy
Georgious Zaher Georgious.
Se han enviado dos artículos para ser presentados en el IEEE PESGM 2015 (General
meeting the la sociedad “Power and Energy” del IEEE) cuyos títulos son “Step-Voltage
Regulator Model Test System” y “Unified Generating and Storing Capacity Reliability
Evaluation in Nearly-Zero Energy Buildings”
Trabajos fin de máster:
1. Ramy Georgious Zaher Georgious. “Hybridization of Energy Storage Systems for Grid
Support by Means of Bidirectional Power Electronic Converters”.
2. Ángel Navarro. “Transient Frequency Drift Compensation on Weak 3-phase AC
Microgrids using an Energy Storage System”.
3. Javier Gómez-Aleixandre Tiemblo. “Investigations on Reactive Power and Dead Time
Compensation for a Double Active Bridge with a Planar Transformer”.
4. Edwin Xavier Domínguez Gavilanes. “Power Demand Modeling and Reliability Analysis
for Residential Nearly-Zero Energy Buildings”.
5. Felix Manuel Lorenzo Bernardo “Computer Tool for Power Generation Modeling and
Economic Analysis for Nearly-Zero Energy Buildings”.
Memoria 2014 54
6. Md. Rejwanur Rashid Mojumdar. “Step-Voltage Regulator Modeling to Imbalance
Reduction of Smart Distribution Systems using Unbalanced Power Flow Model in αβ0
Stationary Reference Frame”
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros
gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 4.500 €
Otras fuentes Referencia
proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Gabriel Borge Martínez
Tareas
Realización de simulaciones y construcción de
prototipos para la evaluación de las alternativas en
las topologías de potencia.
Período del 1 al 30 de junio y del 1 de agosto al 31 de
diciembre
Memoria 2014 55
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 3
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Montaje y test de moto-laboratorio de prueba de suspensiones.
Investigador responsable: Álvaro Noriega González
Tfno: 98 518 2469 E-mail: [email protected]
Otros investigadores:
David Blanco Fernández, Daniel Álvarez Mantaras
Empresas o instituciones colaboradoras.
Talleres RPM
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
Durante los años 2012 y 2013, el investigador principal de este proyecto desarrolló una
metodología novedosa de síntesis de suspensiones y la utilizó para diseñar suspensiones
progresivas para vehículos, específicamente para motocicletas.
Durante el año 2013, se ha trabajado en un proyecto, con ayuda del IUTA, en el que se realizó
el diseño de un chasis modular para moto laboratorio que permita probar distintos tipos de
suspensiones traseras progresivas diseñadas con la metodología anterior. Dicho chasis ha
sido desarrollado con las especificaciones de la categoría Pre-Moto3 que se utilizan en las
categorías de promoción del motociclismo de velocidad a petición de la empresa colaboradora
con el objetivo de poder aprovechar las geometrías y conclusiones que se extraigan de las
pruebas en el desarrollo de un nuevo modelo comercial de motocicleta para copas de
promoción.
El presente proyecto es una continuación del anterior y tiene como objetivo construir la moto-
laboratorio diseñada en el proyecto anterior. Durante el desarrollo del mismo se han
mecanizado componentes y se han ensamblado para formar el chasis de la moto-laboratorio.
Esta tarea fue subcontratada y su periodo de realización se ha alargado considerablemente,
retrasando todas las demás del proyecto. También se ha comprado un grupo motopropulsor
comercial y todos sus sistemas auxiliares (escape, alimentación, refrigeración,…) y se han
instalado en el chasis ya montado.
Actualmente, se está verificando la seguridad del chasis mediante pruebas estáticas y se está
trabajando en su sensorización. También se han diseñado una serie de pruebas dinámicas a
realizar (curva lenta, slalom, frenada,…) que se utilizarán para medir las reacciones de la
moto-laboratorio. Dado que la moto construida está equipada con neumáticos lisos, se ha
Memoria 2014 56
decidido retrasar esta última actividad a la primavera de 2015 por razones de seguridad del
piloto.
En base a los resultados y conclusiones que se extraigan de esas pruebas, la empresa
colaboradora podrá escoger el sistema de suspensión trasera que considere más adecuado,
así como valorar el comportamiento de la geometría del chasis propuesto y proponer posibles
modificaciones para la versión de serie a comercializar en el futuro.
Por su parte, el grupo de investigación ha publicado un artículo en el XX Congreso Nacional
de Ingeniería Mecánica sobre el ajuste virtual de las suspensiones de la moto-laboratorio y
tiene en revisión en la revista JCR “Multibody System Dynamics” un artículo sobre la síntesis
dimensional de suspensiones de moto. Con los resultados de los test de la moto-laboratorio
se podrá validar experimentalmente la metodología de puesta a punto base de suspensiones
que se ha estado desarrollando y publicado. Se espera que esta validación experimental
genere alguna publicación en congreso y en revista JCR ya que el tema de diseño y puesta a
punto de suspensiones de moto es un campo casi virgen en las publicaciones científicas.
Dichas publicaciones podrían tener un elevado interés para los ingenieros de pista en
formación de las competiciones de moto ya que, hasta ahora, la metodología de puesta a
punto de cada equipo es secreta y el conocimiento real se encuentra en la experiencia de los
ingenieros senior, los cuales suelen ser reacios a compartirlo.
Finalmente, se prevé que el modelo de chasis se utilice para desarrollar una futura moto
eléctrica para copas de promoción. Para ello, sobre la moto-laboratorio fabricada, se adaptará
un motor eléctrico y se diseñará una transmisión ajustándose al espacio disponible y teniendo
en cuenta la volumetría, peso y situación de la batería. También se desarrollará el sistema de
control para este nuevo grupo propulsor.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
El objetivo inicial de este proyecto era el montaje, sensorizado y test de una moto laboratorio
para el ensayo, tanto de tipos de suspensión como de metodologías de puesta a punto de las
mismas.
Sin embargo, la tarea de fabricación de los componentes mecánicos ya estaba retrasada en
el anterior proyecto y ha debido ser realizada en los primeros meses del año 2014. Además,
algunas piezas se tuvieron que retocar y/o rediseñar para solucionar problemas de acople a
piezas comerciales que se compraron como alternativa a las originalmente supuestas dada la
no disponibilidad de las mismas en los distribuidores. La fabricación de estas piezas se alargó
hasta Junio de 2014.
Entre los meses de Junio y Octubre-Noviembre se ha estado ajustando el sistema
motopropulsor, siendo necesario más trabajo del planificado para hacer esto dada la mala
calidad de algunos componentes de origen asiático y la recepción de piezas erróneas tras los
pedidos.
La tarea de sensorizado se está realizando durante el mes de diciembre de 2014 y se prevé
realizar los test dinámicos durante la primavera de 2015 cuando las condiciones
climatológicas lo permitan.
Memoria 2014 57
La consecución de los dos objetivos secundarios:
Para la empresa colaboradora: Disponer de un prototipo real para poder probar la
geometría del producto
Para el grupo de investigación: Validar experimentalmente la metodología de puesta a
punto de suspensiones
se ha retrasado hasta analizar los datos de las pruebas que se realizarán en la primavera de
2015.
2.3 Tareas realizadas.
Durante la ejecución del este proyecto se han realizado las siguientes tareas:
Tarea 1. Fabricación y montaje del prototipo
Fabricación de piezas mecanizadas
Se han mecanizado algunas piezas metálicas que componen el chasis diseñado como
las vigas laterales del bastidor. Esta tarea se realiza se ha subcontratado al área de
IPF del Departamento de Construcción e Ingeniería de Fabricación de Uniovi.
También se han cortado distintas chapas con el equipo de laser del área de IM del
Departamento de Construcción e Ingeniería de Fabricación de Uniovi que van desde
garras para cambio de muelles de suspensión como orejetas, plantillas de soldadura
o soportes de motor, entre otras. Esta tarea ha sido realizado por el técnico de
laboratorio de IM-IPF y ha necesitado de un rediseño de algunas piezas previo a su
ejecución (por ejemplo, las garras) que han realizado los becarios Borja y Jairo del
Blanco. En la Figura 1 se pueden ver algunas de esas piezas.
Figura 1. Garras y copas para el cambio de muelles y piezas para la plantilla de soldadura
Soldadura de elementos
Las tareas de soldadura de orejetas al eje trasero del bastidor se han realizado en la
empresa Talleres Casi, en Llanes. Las tareas de soldadura del soporte delantero del
motor se han realizado en la empresa colaboradora Carrocerías Peña Corada en
Avilés. Ambas piezas se pueden ver en color gris oscuro en la Figura 1.
Memoria 2014 58
Figura 1. Bastidor de aluminio atornillado (gris claro) con conjunto de acero mecanizado y soldado
(gris oscuro)
Montaje del prototipo
El montaje del bastidor se ha realizado en los laboratorios del área de IM del
Departamento de Construcción e Ingeniería de Fabricación de Uniovi reutilizando
piezas de la moto con la que compitió el equipo MS2 Uniovi en el concurso Motostudent
2012, como por ejemplo, horquilla, rueda y equipo de frenos delantero. Los becarios
Borja y Jairo del Blanco se encargaron de realizar este montaje. En la Figura 2 se
puede ver el bastidor montado a la espera de colocar el grupo motopropulsor. En la
Figura 3 se puede ver el motor colocado en el bastidor.
Figura 2. Bastidor sin el grupo motopropulsor (retirado para la puesta a punto del motor)
Memoria 2014 59
Figura 2. Bastidor con el grupo motopropulsor
Posteriormente, el prototipo se llevó a los talleres de la empresa JVQuad en Posada
de Llanera que se encargó de poner a punto el motor.
Tarea 2. Verificación del prototipo
Se han definido las pruebas dimensionales (puntos de medida y tolerancias) y de resistencia
estática (cargas a aplicar, deformaciones a medir y tolerancias) para verificar la correcta
fabricación y montaje del prototipo. Dichas pruebas tienen por objeto comprobar que el
prototipo es seguro para el piloto de cara a las pruebas en circuito. Las pruebas estáticas a
pasar están basadas en las verificaciones técnicas previas a las competición Motostudent.
Tarea 3. Sensorización del prototipo
Actualmente (finales de Noviembre y principios de Diciembre de 2014), se está instalando la
unidad de seguimiento GPS junto con el inclinómetro y el acelerómetro triaxial.
Posteriormente, se instalarán unos sensores para medir la carrera de las suspensiones. Se
probará el correcto funcionamiento de todos estos dispositivos cuando estén montados. Esta
tarea la está realizando el becario Jairo del Blanco con la supervisión del investigador Daniel
Álvarez.
Memoria 2014 60
Tarea 4. Pruebas dinámicas del prototipo
Se ha diseñado una batería de pruebas dinámicas a baja velocidad y se han obtenido los
ajustes óptimos para las mismas mediante simulación virtual.
Estos ajustes se implementarán en el prototipo construido y se realizará dichas maniobras de
manera real, midiendo el comportamiento de la moto con los sensores instalados. Para ello,
se solicitará permiso para el uso de algún aparcamiento del campus universitario de Gijón,
preferentemente, el situado junto a la escuela de Marina Civil del Campus de Gijón ya que
dispone de suficiente espacio para realizar dichas maniobras.
Esta tarea se realizará en primavera de 2015.
Tarea 5. Pruebas en circuito
Se probará el comportamiento de la moto en un circuito de karting real (circuito Fernando
Alonso o circuito de Asturias). El objetivo es comprobar el comportamiento real de la misma
antes solicitaciones límite. En esta tarea, se contará con la colaboración de un piloto
profesional.
La realización de esta tarea dependerá de la existencia de un piloto profesional colaborador y
de fondos que cubran el desplazamiento y alquiler del circuito así como los consumibles
gastados.
2.4 Resultados obtenidos.
A finales del año 2014, ya se dispone de una moto-laboratorio funcional y solo está pendiente
su ensayo experimental cuando las condiciones climatológicas lo permitan. En función de los
resultados de dichos ensayos:
1) La empresa colaboradora podrá valorar de manera experimental el comportamiento
de la geometría de chasis que se ha desarrollado. Su experiencia en competición les
permitirá identificar posibles defectos en el comportamiento y proponer soluciones en
el caso de que sean consecuencia de errores en el ajuste de la moto (transmisión,
motor,…). Se espera que todo esto le ayude a conseguir un chasis mejor para la moto
que se pondrá a la venta.
2) Los investigadores podrán validar experimentalmente la metodología propuesta de
puesta a punto base de suspensiones. Se ha detectado un nicho en la línea
investigadora sobre suspensiones de moto ya que es un tema sobre el que existe muy
poca información publicada y puede dar lugar a una línea fuerte de publicaciones.
Memoria 2014 61
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
Se prevé que el modelo de chasis se utilice para desarrollar una futura moto eléctrica para
copas de promoción. Para ello, sobre la moto-laboratorio fabricada, se adaptará un motor
eléctrico y se diseñará una transmisión ajustándose al espacio disponible y teniendo en cuenta
la volumetría, peso y situación de la batería. También se desarrollará el sistema de control
para este nuevo grupo propulsor. Ya se ha contactado con investigadores del Máster en
Conversión de Energía Eléctrica y Transporte Sostenible y se ha propuesta un Trabajo Fin de
Master en esa línea. También se ha contactado con la Universidad de Nottingham, la cual
dispone de un equipo de competición en motos eléctricas en las series mundiales TTXGP y
que se ha mostrado interesada en colaborar en este proyecto.
Por otro lado, se prevé la difusión a medio plazo (1-2 años) de los resultados experimentales
de este proyecto a través de artículos en revista JCR o en congreso. Con los resultados
obtenidos, se prevé escribir:
Un artículo sobre la aplicación de la metodología de síntesis a la suspensión
trasera de motocicletas incluyendo el efecto del amortiguador. Las revistas
objetivo para este artículo son Mechanism and Machine Theory y International
Journal of Vehicle Design.
Un artículo sobre la validación experimental del modelo de suspensión
diseñado para enviar a Vehicle System Dynamics o International Journal of
Vehicle Design.
2.6 Divulgación de los resultados.
Se han realizado las siguientes actividades divulgativas:
1) Ponencia en el XX Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica celebrado en Málaga
los días 2, 3 y 4 de Octubre de 2013. La ponencia se tituló “ Metodología de ajuste de
suspensiones de motocicleta basada en experimentación virtual” y ha sido publicada
como en el libro “Anales de Ingeniería Mecánica”. En las Figuras 4 y 5 se ve la portada
del libro y la última página del artículo (con los agradecimientos a este proyecto y a los
anteriores).
Memoria 2014 62
Figura 4. Portada del libro
Memoria 2014 63
Figura 5. Última página del artículo y agradecimientos
2) Se ha escrito un artículo sobre la metodología de modelización y síntesis de
mecanismos planos titulado “Síntesis dimensional de mecanismos planos compuestos
exclusivamente por pares R con condiciones de posición, velocidad y aceleración”.
Memoria 2014 64
Desde Junio de 2014, se encuentra en proceso de revisión en la revista JCR (Q1)
“Multibody System Dynamics”.
3) El becario Jairo del Blanco Jardón está ultimando su Proyecto Fin de Carrera titulado
“Diseño, construcción y ensayo de chasis para moto laboratorio” que trata sobre el
diseño, fabricación, montaje y test de la moto-laboratorio objeto de este proyecto de
investigación.
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 1.500 €
Otras fuentes Referencia proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Borja del Blanco Jardón
Tareas Rediseño de piezas, Montaje del prototipo
Período 1 al 30 de abril
Personal Becario
Nombre Jairo del Blanco Jardón
Tareas Diseño de utillajes, Montaje de prototipo, Sensorización del prototipo
Período 1 al 30 de junio
Memoria 2014 65
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 4
1. DATOS DEL PROYECTO Título: Procedimiento de calibración “in-situ” de brazos de medir por coordenadas utilizando
un patrón basado en características. Realización de ensayos de campo.
Investigador responsable: Braulio José Álvarez Álvarez
Tfno: 98 518 2443 E-mail: [email protected]
Otros miembros del equipo investigador:
Eduardo Cuesta González, Daniel Álvarez Mántaras, Pablo Luque Rodríguez, Fernando
Sánchez Lasheras, Daniel González Madruga (Universidad de León), Joaquín Barreiro García
(Universidad de León), Susana Martínez Pellitero (Universidad de León)
Empresas o instituciones colaboradoras.
Hexagon Metrology, General Dynamics European Land Systems (GDELS), Zitrón, Delcam y
Fundación Prodintec, Intelmec, Noguera Maquinaria y Construcciones Mecánicas ELGO
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
El objetivo del proyecto de investigación es el desarrollo de una aplicación informática
destinada a la realización práctica, y de tipo “in-situ”, de un nuevo procedimiento de calibración
para Brazos Articulados de Medir por Coordenadas (BMCs o AACMMs). Los Brazos
articulados de medir por coordenadas son máquinas portátiles de alta difusión y con un alto
recorrido de implantación en la industria metalmecánica actual. Estos equipos son en realidad
máquinas de medir por coordenadas tridimensionales de tipo portátil, de estructura no
cartesiana y similar a un brazo robotizado dotado de posibilidad de giros que le confieren una
gran flexibilidad, accesibilidad y portabilidad.
El proyecto incluye de forma muy importante la realización de “ensayos de campo” en un
conjunto de empresas -de ámbito local y regional - interesadas. Empresas que ya
manifestaron su interés en la investigación con cartas de apoyo a un proyecto de mayor
entidad, concedido dentro del plan Nacional de investigación (ref. DPI2012-36642-C02-01) al
mismo grupo de investigación que solicita este proyecto, y titulado “Aseguramiento de la
medición y representación del conocimiento en la medición con sistemas portátiles de medir
por Coordenadas”. El procedimiento de calibración que se ensayará ya ha sido desarrollado
dentro del citado proyecto de investigación y, teniendo en cuenta el estado del arte actual
puede considerarse totalmente novedoso. La novedad reside en utilizar un “patrón de
Memoria 2014 66
características” para evaluar tanto el equipo como su forma de utilización. Este patrón es un
patrón tridimensional dotado de un conjunto de características geométricas de precisión,
distribuidas espacialmente de forma que la medición de las mismas, con multiposición
alrededor del brazo de medir, permita no sólo evaluar el propio equipo sino también al operario
que lo utiliza, la fuerza que realiza, la distribución de los puntos, la estabilidad en el contacto,
etc. La primera parte de esta propuesta pretende implementar una aplicación informática,
programable en Excel, Matlab o similar, que permita realizar este procedimiento de calibración
con el nuevo patrón de características, por parte de un operario (calibrador) que realice las
mediciones.
Hay que tener en cuenta que la inspección de características dimensionales y geométricas es
una tarea que no aporta valor al producto en sí sino que lo acepta como válido o no. Sin
embargo la optimización de la eficiencia de la inspección es crucial por los recursos que se
requieren: una elevada inversión, mantenimiento y personal especialmente formado. El
presente proyecto tiene como principal objetivo la optimización de esta tarea por medio de la
potenciación de los Brazos de Medir por Coordenadas, que suponen una drástica reducción
de la inversión y del tiempo empleado en la inspección y un aumento de la flexibilidad de la
empresa. Sin embargo, estos aparatos todavía carecen de la aceptación internacional en
cuanto a la fiabilidad de sus medidas, debido principalmente a su relativa novedad y rápido
desarrollo. De hecho, los BMCs están experimentando una gran expansión en la industria
debido principalmente a su gran flexibilidad, portabilidad, fácil manejo y a su precio reducido
comparado con las Máquinas de Medir por Coordenadas fijas (MMCs), instrumento tradicional
de inspección. Además los BMCs se adecúan a piezas que no requieren una gran precisión,
a piezas de gran tamaño o a piezas que incorporan formas de fabricación y ensamblaje
complejas. A pesar de sus ventajas son todavía escasos los estudios existentes sobre estos
instrumentos metrológicos, sobre la fiabilidad de sus mediciones y la precisión que pueden
conseguir, que están claramente alejadas de las características de las MMCs, sobre todo por
falta de repetibilidad.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
Con respecto al objetivo general del proyecto de investigación, comentar que se ha cumplido
satisfactoriamente en prácticamente su totalidad, en particular las tareas realizadas fueron:
- Diseño del procedimiento apartado para su implementación “in-situ”.
- Elaboración de hoja de cálculo asociada.
- Implementación (Visual Basic®) de aplicación que sirva de nexo de unión entre software
de control del Brazo de medir (PC-DMIS®) y la hoja de cálculo.
- Ensayo previo en laboratorio de metrología de la Universidad de Oviedo.
- Ensayos en empresas colaboradoras.
- Generación de informes de calibración/verificación para las empresas.
Tan solo mencionar que se están elaborando en estos momentos las publicaciones (al menos
dos) donde se puedan difundir estas experiencias. Una publicación con respecto al propio
procedimiento de calibración y otra con la comparativa entre las distintas empresas.
Memoria 2014 67
2.3 Tareas realizadas.
Introducción. Calibración de Brazos portátiles de Medir por Coordenadas
Como se comentó anteriormente, se parte del conocimiento y materialización de un patrón de
características que fue desarrollado como parte del proyecto de investigación mencionado
(Plan Nacional, ref. DPI2012-36642-C02-01), durante las anualidades del 2013 y 2014. En el
2012 se desarrolló un primer prototipo de patrón de aluminio anodizado, que se calibró en un
laboratorio de referencia (figura 1). Posteriormente, a primeros de 2014, se fabricó un segundo
prototipo mejorado, basado en una estructura portante sobre las que se sitúan las
características a medir, y realizado íntegramente de INVAR®. El INVAR es una aleación de
Fe(64%)-Ni(36%) con un coeficiente de dilatación extremadamente bajo, entre 10 y 20 veces
inferior al acero. La concepción de este patrón esta especialmente indicada para calibraciones
“in situ”, donde el procedimiento se realiza en muchas ocasiones fuera de temperaturas
controladas.
Figura 1. Concepto del Patrón inicial (aluminio anodizado) patentado (AACMM de
Uniovi)
*Patente (Área de Ingeniería de Procesos de Fabricación, Universidad de Oviedo)
Memoria 2014 68
Además, y también como resultado parcial del proyecto de investigación del Plan Nacional,
se había desarrollado un procedimiento de calibración basado en el patrón de características
primario. Este procedimiento había sido probado en nuestro laboratorio con el patrón de
aluminio.
Con el nuevo patrón de INVAR y con la concesión del presente proyecto IUTA-2104, se estaba
en disposición de repetir los ensayos, adaptándolos a la nueva geometría (pues incorporaba
nuevas entidades), implementándolos en una hoja de cálculo específica y realizando los
ensayos de campo pertinentes en las empresas interesadas. Sin duda, estos ensayos
permitirían extraer una información muy precisa sobre cómo miden los operarios, sobre cómo
se está comportando el brazo y en definitiva sobre el alcance, o la fiabilidad, que se obtienen
con el uso de estos equipos eminentemente portátiles. Esta fiabilidad se estudia además en
condiciones de medición de elementos muy variados (no sólo esferas, sino también cilindros,
conos, planos, etc.) que en todo caso se encuentran habitualmente en inspección de
elementos y componentes metal-mecánicos.
En la figura 2 se muestra un modelo CAD del patrón (prototipo avanzado) de INVAR con todas
las características posibles para hacer la calibración de los brazos, entre las que se incluyen:
• 6 Esferas sólidas (cerámica, óxido de zirconio ZrO2)
• 4 Esferas virtuales (cada uno formado por 4 asientos cinemáticos mecanizados sobre la
estructura)
• Planos (12 paralelos que materializan distancias además de planitud de cada uno de ellos
considerado individualmente , 4 de ellos formado ángulo 60º dos a dos y situados en los
extremos, al menos un par de planos a 90º para evaluar perpendicularidad)
• 2 Cilindros exteriores y 2 cilindros interiores (con eje vertical)
• 4 Cilindros interiores (con eje horizontal)
• 2 Conos exteriores y 2 conos interiores (con eje vertical)
Memoria 2014 69
Figura 2. Concepto de patrón de características del nuevo patrón de INVAR
Como parte de las acciones de este proyecto del IUTA se comenzó midiendo el patrón de
INVAR con una Máquina de Medir por Coordenadas (MMC), obteniendo los valores de
referencia de todas las características implicadas (figura 3). Se realizaron 10 repeticiones para
poder obtener no sólo los nominales sino también las incertidumbres de medición asociadas
al patrón, que conllevan la consideración de la repetibilidad y reproducibilidad de sus medidas
en la MMC.
Patrón de características: • 6 Esferas sólidas (cerámica) • 4 Esferas virtuales (asientos cinematicos)
• Planos (12 paralelos , 4 en ángulo 60°, varios 90°) • 2 Cilindros exteriores y 2 cilindros interiores
(verticales) • 4 cilindros interiores (horizontales)
• 2 Conos exteriores y 2 conos interiores (eje vertical)
Memoria 2014 70
Dentro del proyecto del IUTA se hizo la reingeniería de un procedimiento de calibración ya
disponible. El procedimiento implica la multiposición del patrón alrededor del volumen de
trabajo del AACMM, con la correspondiente medición de las características en cada una de
esas posiciones espaciales (figura 4). Las posiciones elegidas eran ocho, Cuatro de ellas con
el patrón en posición horizontal, dos de ellas con el patrón inclinado (se suele coger 30° o
45°), y dos más con el patrón vertical.
Figura 3. Materialización del patrón de INVAR y su medición de referencia sobre CMM
Memoria 2014 71
Figura 4. Posiciones establecidas para en el ensayo de calibración/verificación.
En cada una de las ocho posiciones espaciales se ejecuta un programa del BMC, programa
elaborado específicamente según el tipo de patrón, que va guiando al usuario en cada una de
las distintas características a medir. El programa incorpora las repeticiones necesarias e
incluso ofrece la posibilidad de medir o no algunas de las características en función del tiempo,
tipo o envergadura de la evaluación que desee el cliente. Esta modularidad es fundamental,
pues permite adaptar el procedimiento a los requerimientos de “precisión” frente a “tiempo de
calibración” que requiera cada usuario, adaptándolo también a la evaluación según unas
características concretas. Por ejemplo permite evaluar cilindros exteriores, descartando los
cilindros interiores, o viceversa. O permite evaluar solo esferas, realizar solo el test de esferas
virtuales, evaluar distancias entre planos y distancias entre cilindros, evaluar tolerancia
dimensionales y no las geométricas o viceversa, etc.
Dentro el proyecto del IUTA se ha tenido que adaptar (y reprogramar) el procedimiento tanto
a la geometría del patrón antiguo como a la nueva geometría del patrón de INVAR (el más
adecuado para ensayos “in situ”). Este patrón es algo más pequeño (1000 mm con sección
5050 mm) que el original de aluminio anodizado, (1000 mm con sección 6060 mm). Además
el nuevo patrón dispone los puntos de amarre al utillaje separados una distancia distinta del
patrón antiguo, lo que requirió un rediseño tanto del amarre como del utillaje multiposición
disponible.
Procedimiento de calibración
El procedimiento que aquí se plantea trata de reflejar la medida natural por parte del operario,
recogiendo así en sus resultados no solo los errores del equipo, sino también el quehacer del
propio operario, permitiendo al mismo tiempo dejar patentes diferentes problemáticas que
aparecen con frecuencia en la medición por contacto con BMC. De este modo, los elementos
se miden siempre con distribuciones de puntos suficientes y con las orientaciones de sonda
más adecuadas simulando la práctica cotidiana de la medición, sin tratar en este aspecto de
Memoria 2014 72
limitar las combinaciones en las posiciones del BMA adoptadas por el usuario del equipo. En
este punto puede verse cómo la utilización de una pieza patrón tan compleja hace que ésta
se convierta en cierto modo en una pieza master genérica, que permite evaluar cómo trabajan
en conjunto equipo y operario.
La tabla 1 define las diferentes posiciones tal y cómo finalmente se establecen. La figura 4
comentada anteriormente las muestra gráficamente, para una mejor comprensión. Puede
verse que en todos los casos el patrón se sitúa tangencialmente al BMC. Al mismo tiempo se
puede apreciar cómo la longitud del patrón es importante, y es capaz de cubrir el cuadrante
del espacio de trabajo de un BMC convencional prácticamente al completo.
Tabla 1. Ocho posiciones definidas para el ensayo reducido, según orientación y
cuadrante de trabajo
# Cuadrante Orientación # Cuadrante Orientación
1 1 Horizontal 5 3 45º
2 2 Horizontal 6 4 45º
3 3 Horizontal 7 1 Vertical
4 4 Horizontal 8 2 Vertical
Debe tenerse en cuenta que en esta experiencia prototipo se han de evaluar equipos
utilizados, en algunos casos, de forma cotidiana en la empresa, y por tanto puede que no
siempre sea posible realizar el ensayo completo, sino ciertas posiciones representativas. Sin
embargo, se ha observado cómo los ensayos parciales mostraban la misma coherencia con
los datos que los ensayos completos, aunque sí es cierto que los valores de dispersión están
calculados a partir de muestras más pequeñas y son mucho más sensibles a los errores
singulares.
Diseño de utillaje para posicionamiento
Dentro del proyecto se ha diseñado y fabricado un utillaje destinado a poder situar el patrón
en las diferentes posiciones a ensayar. El utillaje se basa principalmente en la utilización de
perfiles extruidos de aluminio y de piezas diseñadas específicamente para permitir el soporte
del patrón.
En primer lugar se diseñó una pieza soporte que permitiese ubicar el patrón en horizontal
sobre una mesa multitaladrada, que permitiese al mismo tiempo que la barra soporte fuese
agarrada por otros dispositivos, como pueden ser sargentos, en el caso de que el patrón se
montase sobre una mesa sin taladros.
El segundo utillaje se diseñó para ubicar el patrón con una inclinación de 45° (figura 5). Al
comienzo del proyecto se contaba ya con un utillaje diseñado para la colocación del patrón en
diferentes ángulos tanto en el plano horizontal como en el plano vertical, pero se percibió que
era especialmente sensible a la fuerza aplicada, y se adoptó una solución alternativa con el
fin de reforzar la estructura y pasar de una sola columna a dos columnas (figura 6).
Memoria 2014 73
Figura 5. Piezas de sujeción para el patrón a 45°.
Figura 6. Montaje del patrón a 45° sobre dos columnas y ensayo con el accesorio.
Asignación de Incertidumbres
Al principio del proyecto, y de acuerdo al procedimiento establecido se elaboró un balance de
incertidumbres acorde a la GUM, en el que se incorporan distintas contribuciones (tipo A y
tipo B) para obtener unas incertidumbres típicas (estándar) que posteriormente se expanden
dando lugar a incertidumbres expandidas pero no globales (para todo el brazo) sino parciales,
para las distintas características a medir. De esta forma se obtienen incertidumbres
expandidas para la medición de dimensiones (lineales, diámetros, etc.) y por otra parte para
la medición de errores geométricos tanto de elementos individuales como
combinados/relacionados (planitud, cilindricidad, paralelismo, etc.)
A modo resumen, en la tabla 2 se recoge un balance de incertidumbres, donde se reflejan
todas las componentes de la incertidumbre final del equipo, con su denominación y
distribución.
Memoria 2014 74
Tabla 2. Balance de incertidumbres para medición con CMA.
Contribución Distribución Fórmu
la
Repetibilidad de las medidas con CMA
sobre la característica ji 𝑢𝑟𝑒𝑝𝑗𝑖
Norma
l
𝑆𝑗𝑖
√𝑛
Contribución de la variabilidad en
temperatura 𝑢∆𝑇𝑗𝑖
Rectan
gular
𝛼 𝐿𝑗𝑖 ∆𝑇
√12
División de escala 𝑢𝐸 Rectan
gular
𝐸
√12
Contribución del patrón de características 𝑢𝑔𝑗𝑖 - 𝑢𝑔𝑗𝑖
El índice j corresponde con el tipo de característica (esfera, cilindro exterior, cilindro interior,
plano, cono exterior, etc.) y el índice i se corresponde con el número de orden de los distintos
elementos de esa característica (plano 0, plano 1,…, plano 11, etc.). Para obtener la
incertidumbre de una determinada característica (j), estas contribuciones se agrupan
cuadráticamente para obtener la incertidumbre típica final que se le asigna al equipo según la
ecuación (1), aplicando la propagación cuadrática de varianzas.
𝑢𝐶𝑀𝐴𝑗𝑖
= √𝑢𝑟𝑒𝑝𝑗𝑖2 + 𝑢𝑔𝑗𝑖
2 + 𝑢∆𝑇𝑗𝑖
2+ 𝑢𝐸
2 (1)
Finalmente, como se tienen varias características de cada tipo y por tanto varias
incertidumbres por característica, la incertidumbre global se asigna mediante un criterio
totalizador, que aconseja tomar como incertidumbre a asignar la máxima de las obtenidas, y
por tanto el valor final se obtiene como (ecuación 2):
𝑢𝐶𝑀𝐴𝑗= 𝑚𝑎𝑥 { 𝑢𝐶𝑀𝐴𝑗𝑖
} (2)
Hoja de Cálculo desarrollada
Se ha desarrollado una hoja de cálculo en Microsoft Excel® con el fin de facilitar el cálculo de
las incertidumbres y correcciones anteriormente indicadas. En ella se implementan las
fórmulas de las diferentes componentes de incertidumbre así como la incertidumbre final
combinada.
El empleo de un libro organizado de hojas de cálculo ofrece varias ventajas, sobre todo frente
a futuras modificaciones en los datos. En primer lugar se ha elaborado una hoja en la que se
incluye la información del patrón calibrado. En ella se anotan las dimensiones obtenidas del
patrón con la MMC, obteniéndose de forma automática un valor de incertidumbre up basado
en la repetibilidad de los resultados. Esto permite que se puedan incluir de forma sencilla
posteriores calibraciones del patrón, quizás elaboradas con un equipo de mayor precisión, o
bien certificado ENAC, obteniendo una actualización automática de los valores de
incertidumbre que se atribuyen al patrón, sin verse afectada la validez de las mediciones ya
realizadas con el BMC correspondiente. La parte principal del libro de cálculo se divide en dos
Memoria 2014 75
secciones principales, cada una desarrollada en una hoja distinta. Estas secciones siguen los
diferentes conceptos en los que se basa el ensayo: medición dimensional, medición de errores
de forma y medición de tolerancias combinadas o relacionadas, siendo estos dos últimos
grupos considerados dentro del grupo de tolerancias geométricas. Resumiendo, se cuenta
con una hoja para valores dimensionales (figuras 7 y 8), donde se estudian los resultados
obtenidos en medición de distancias, diámetros y ángulos; y una hoja para valores
geométricos, donde se recogen los resultados de los errores de forma y errores de posición y
orientación. Estas dos hojas de cálculo siguen distribuciones muy similares.
Debe tenerse en cuenta que PC-DMIS®, que es el software utilizado en la mayoría de equipos
ensayados, permite ejecutar rutinas Visual Basic para automatización de ciertas funciones,
siendo una de ellas la exportación de datos desde el propio PC-DMIS® hasta Microsoft Excel®.
Dentro de este proyecto del IUTA se ha confeccionado un programa específico (Microsoft
Visual Basic 6.0®) para rellenar la hoja de cálculo que aquí se presenta, facilitando
enormemente la toma de datos así como el cálculo de las incertidumbres y de las correcciones
correspondientes a los ensayos realizados (figuras 9 y 10).
Figura 7. Hoja de cálculo para la información dimensional del ensayo.
Memoria 2014 76
Figura 8. Hoja de cálculo para la información dimensional del ensayo, con los resultados
de las mediciones.
Figura 9. Hoja resumen de datos.
Memoria 2014 77
Figura 10. Gráficas de error de diferentes características geométricas evaluadas.
Ensayos de Campo
Durante el proyecto del IUTA se contactó con todas las empresas que habían manifestado su
interés en la investigación. Algunas de ellas posibilitaron los ensayos “in-situ” según las líneas
marcadas por la investigación (ensayo completo), otras permitieron llevar a cabo unas
calibraciones más “reducidas”, bien en tiempo o con menos características, y otras
simplemente no dispusieron de tiempo o declinaron el estudio. En la tabla 3 se resumen todos
los ensayos de campo.
Tabla 3. Ensayos de campo realizados durante el proyecto.
Ensayo (empresa)
Nº de ensayos
Operarios/ensayo
Tiempo (h)
Fabricante Caracte-rísticas medidas
Alcance del BMC (mm)
Nº ejes BMC
Uni. Oviedo 2 1 12 Romer Sigma todas 1800 6
Uni. León 2 1 12 Romer Absolute todas 2000 6
CIFP La Laboral
1 Varios 12 Romer Absolute todas 2000 6
Fundación Prodintec
1 Varios 5 Romer Absolute todas 2500 7
ITMA 1 Varios 5 Romer MultiGage
todas (en volumen disponible)
1200 6
GDELS Sta. Bárbara
1 Varios 3 Faro Edge
Esferas, planos, y cilindros
3700 7
Figura 1. Tablas de datos completas.
-0.010
-0.005
0.000
0.005
0.010
0.015
V0 V5 V6 V11 H2-3 H4-5
[mm
]
Planos
Error de forma en planos
Corrección
-0.040
-0.020
0.000
0.020
0.040
,28 ,55 ,285 ,485 ,613 ,843 ,998
[mm
]
Distancias de referencia [mm]
Distancia entre planos
Corrección
-0.010
0.000
0.010
0.020
135 370 558 793 928
[mm
]
Distancia de referencia [mm]
Distancia entre esferas
Corrección
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.035
,1 ,2 ,3 ,4
[mm
]
Cilindros interiores (almenas) (Ø30)
Diámetro cilindros interiores (almena)
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
1 2 3 4
[mm
]
Cilindros interiores (almenas) (Ø30)
Error de forma en cilindros interiores (almena)
-0.050
-0.040
-0.030
-0.020
-0.010
0.000
1 2 3 4 5 6
[mm
]
Esferas (Ø20)
Diámetro esferas
Memoria 2014 78
Figura 11. Diversas imágenes de los ensayos de campo realizados.
2.4 Resultados obtenidos
Como resultado de los ensayos “in-situ” realizados se rellenaron las hojas de cálculo, se
calcularon las incertidumbres de cada equipo ensayado y se obtuvieron todos los informes
respectivos de calibración de cada ensayo en particular (figura 12).
Memoria 2014 79
Figura 12. Informe de calibración de un Brazo de Medir por Coordenadas.
Posteriormente se realizaron graficas de comparativas entre las distintas empresas (figura
13). Este tipo de graficas “globales” son sumamente interesantes y serán incorporadas a una
o varias publicaciones de impacto en la próxima anualidad.
Memoria 2014 80
Figura 13. Comparativa entre todos los ensayos de campos realizados.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
En esta línea de investigación se sigue necesitando la definición de un nuevo patrón de
características orientado a la evaluación de equipos con láser de triangulación incorporados.
Esto obliga a reconstruir el propio patrón, pues las superficies ópticamente idóneas no son las
de buen acabado superficial, y a adaptar el propio procedimiento y sus incertidumbres
asociadas al nuevo patrón. Afortunadamente, en la medición con láser la influencia del
operario es mucho menor, por lo que no es necesario hacer ensayos de campo como los que
se llevaron a cabo en este proyecto.
Desgraciadamente, las geometrías y los materiales de las características del patrón óptico no
son fáciles ni baratas de obtener lo que implicará la realización de ensayos de mecanizado y
pruebas ópticas para validación constantes. Esta nueva investigación será previsiblemente
una línea específica que deberá ser explorada en el 2015 por el mismo grupo de investigación.
2.6 Divulgación de los resultados.
Como resultados y evidencias de ejecución de este proyecto de investigación pueden
considerarse dos publicaciones muy relacionadas y en algunos casos ya aceptadas; en
revistas de máximo impacto (JCR), como son:
Memoria 2014 81
E. Cuesta, D. González-Madruga, B.J. Álvarez, J. Barreiro. A new concept of feature-
based gauge for Coordinate Measuring Arm evaluation. Measurement Science and
Technology, Vol. 25, 06004-13, 2014.
D. González-Madruga, J. Barreiro, E. Cuesta, S. Martínez-Pellitero. Influence of human
factor in the AACMM performance: a new evaluation methodology. International Journal of
Precision Engineering and Manufacturing. Vol.15 (7), 1283-1291, 2014.
Con respecto a artículos indexados en ISI Wok y Congresos Internacionales, pueden
citarse:
H. Patiño, D. González-Madruga, E. Cuesta, B.J. Álvarez, J. Barreiro, Study of Virtual
Features in the Performance of Coordinate Measuring Arms, Procedia Engineering, Vol.
69, pp. 433-441. 2014.
D. González-Madruga, J. Barreiro, E. Cuesta, B. González, S. Martínez-Pellitero, AACMM
Performance Test: Influence of Human Factor and Geometric Features, Procedia
Engineering, Vol. 69, pp. 442-448, 2014
D. González-Madruga, E. Cuesta, H. Patiño Sánchez, J. Barreiro, S. Martínez-Pellitero,
The use of virtual circles gauge for a quick verification of Portable Measuring Arms, Key
Engineering Materials (Advances in Manufacturing Systems), Vol. 615, pp 70-75, 2014
S. Martínez-Pellitero, E. Cuesta, J. Barreiro, H. Patiño, B.J. Alvarez, Development of a
KBE Model aimed at improving the accuracy with coordinate measuring arms,
Proceedings of International Conference on Innovative Technologies IN-TECH 2014, 10-
13 Sept 2014, Leiria Portugal, 183-186, 2014.
Memoria 2014 82
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 4.500 €
Otras fuentes Referencia proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Héctor Patiño Sánchez
Tareas
- Confección del programa de calibración del BMC
- Confección de las hojas de cálculo para el proceso de recogida de resultados y cálculo de incertidumbres
- Programación de un programa de transferencia de resultados del software del BMC a las hojas de cálculo
- Realización de ensayos de campo en las empresas colaboradoras
- Análisis de resultados de medición
- Confección de informes de calibración para cada ensayo de campo realizado
Período del 1 de abril al 30 de septiembre
Memoria 2014 83
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 5
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Mejora de la cadena logística de los bancos de alimentos
Investigadores responsables: Jorge Coque Martínez y Pilar L. González Torre
Tfno: 98 518 2108 / 98 518 1995 E-mail: [email protected] / [email protected]
Otros investigadores: Adenso Díaz Fernández
Empresas o instituciones colaboradoras.
Banco de Alimentos de Asturias (BAA), Alimerka, COGERSA, Asociación Comisión Católica
Española de Migración (ACCEM).
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
En el contexto actual, tanto internacional como español, llama poderosamente la atención el
contraste entre los crecientes problemas de desnutrición o de malnutrición que genera la crisis
socioeconómica y el mantenimiento del desperdicio de productos alimenticios en condiciones
de ser consumidos.
Esta línea de trabajo, comenzada en 2012 y apoyada por sendas ayudas específicas del IUTA
durante 2013 y 2014, se centra en los bancos de alimentos, entidades sin ánimo de lucro que
tratan de solucionar una parte de tal problemática.
En fases anteriores, se había dirigido una encuesta a la totalidad de bancos de alimentos
españoles, había sido estudiado con mayor detalle el caso del Banco de Alimentos de Asturias
y se había investigado en parte a las entidades beneficiarias de dicho banco.
Para 2014 se pretendía finalizar ese estudio de entidades beneficiarias y pasar a conocer en
mayor profundidad, directamente, las entidades donantes de alimentos y otras organizaciones
afines. Con mayor precisión, estos son los objetivos específicos propuestos a finales del año
pasado:
1. Estudio cualitativo mediante entrevistas en profundidad de las entidades beneficiarias
de reparto del Banco de Alimentos de Asturias.
2. Estudio cualitativo mediante entrevistas en profundidad y análisis documental de las
entidades donantes del Banco de Alimentos de Asturias, así como de otras
organizaciones que gestionan alimentos potencialmente incorporables a la cadena
logística de dicho banco.
Memoria 2014 84
La metodología respeta el enfoque híbrido cuantitativo-cualitativo (alterno en unas ocasiones,
simultáneo en otras) aplicado hasta el presente, planteándose usar durante 2014
herramientas esencialmente cualitativas de carácter participativo, donde las entidades objeto
de estudio serán asimismo agentes de investigación de sí mismas y del contexto relacional
(redes logísticas y de otro tipo) que les atañe.
Todo ello se concretaba en la siguiente estructura de resultados esperados:
1. Resultados prácticos de carácter social: mejora de la cadena logística centrada en el
Banco de Alimentos de Asturias, para que se recuperen más alimentos para más
personas necesitadas, especialmente en el Ayuntamiento de Gijón.
2. Resultados académicos: difusión del trabajo en congresos y publicaciones periódicas
internacionales consideradas de impacto.
3. Resultados de divulgación: aparte de lo mencionado en el punto anterior, difusión de
resultados en la página web del IUTA, en la del Banco de Alimentos de Asturias y las
de otros bancos de alimentos españoles, así como en el espacio RSE de las páginas
web de las empresas entrevistadas. Además, la propia metodología cualitativa
participativa incluía programar un seminario o jornada organizado por el IUTA al que
se convocaría a todos los agentes interesados (empresas donantes de alimentos o de
servicios al Banco de Alimentos de Asturias, entidades sin ánimo de lucro beneficiarias
del Banco de Alimentos de Asturias, empresas donantes del Banco de Alimentos de
Asturias, etc.). Todo ello debería dar lugar a mayor visibilidad social de todos los
agentes implicados y de sus acciones, así como a un refuerzo de sus relaciones
mutuas.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
Como toda investigación académica con pretensión de rigor, las fases anteriores habían
finalizado haciendo explícitas sus principales limitaciones y, por tanto, sugiriendo futuros
desarrollos. Entre tales limitaciones destacaba que los estudios empíricos realizados, tanto
del Banco de Alimentos de Asturias como del conjunto de bancos de alimentos españoles, se
habían centrado en los propios bancos y en sus relaciones “aguas abajo”. Parecía re levante,
entonces, incorporar ahora contactos directos con las organizaciones con las que el Banco de
Alimentos de Asturias se relaciona “aguas arriba”, lo que permitiría una visión más completa
y profunda del sistema logístico que tiene su centro en dicho banco, incluyendo opiniones de
representantes del resto de agentes involucrados. En esta línea de trabajo es en la que se
centró el proyecto de investigación propuesto al IUTA hace un año. Como se indica más arriba,
quedaba asimismo por completar el análisis de las entidades beneficiarias de reparto.
Entonces, manteniendo la finalidad principal de la investigación (detectar la problemática
actual de aumento del desperdicio de alimentos masivo, así como la pobreza cada vez más
acentuada en esta época de crisis, e identificar y analizar en detalle el papel que adquieren
los bancos de alimentos como alternativa a esa doble problemática, para finalmente plantear
unas propuestas de mejora que faciliten el aumento de los servicios proporcionados por estas
entidades así como su rendimiento), para 2014 se plantearon los siguientes objetivos
específicos:
Memoria 2014 85
1. Estudio cualitativo mediante entrevistas en profundidad de las entidades beneficiarias
de reparto del Banco de Alimentos de Asturias.
2. Estudio cualitativo mediante entrevistas en profundidad y análisis documental de las
entidades donantes del Banco de Alimentos de Asturias, así como de otras
organizaciones que gestionan alimentos potencialmente incorporables a la cadena
logística de dicho banco.
El objetivo 1 ha sido alcanzado en su totalidad, pese a las dificultades inherentes a estudiar
una población tan heterogénea y dispersa, y a tener que simultanearla con finalizar tareas
pendientes del año anterior (completar el encuestado de la totalidad de entidades beneficiarias
del BAA). El objetivo 2 ha comenzado a realizarse desde septiembre, planeándose su
finalización durante el primer semestre de 2015.
2.3 Tareas realizadas.
Con relación a los objetivos propuestos para 2014, se realizaron las siguientes tareas que han
permitido cumplir una parte relevante de los mismos, superándolos incluso en algunos
aspectos donde posteriormente se vio necesario ampliar el plan de trabajo inicialmente
previsto:
o Finalización de encuestas a organizaciones no lucrativas beneficiarias del Banco de
Alimentos de Asturias, tanto de la modalidad de reparto como de la de consumo, que
aún permanecían pendientes de fases anteriores del proyecto.
o Entrevistas en profundidad a una muestra de entidades de reparto.
o Avance aún más “aguas abajo” en el análisis de la cadena logística mediante una
experiencia piloto de encuestas dirigidas a las unidades de convivencia beneficiarias
de las entidades de reparto localizadas en Avilés.
o Comienzo del estudio de la realidad “aguas arriba” mediante (a) entrevistas en
profundidad a responsables de una parte de las plazas de abastos asturianas; (b)
entrevista en profundidad a un inspector veterinario de Sanidad; (c) diseño del análisis
de contenido de las memorias de Responsabilidad Social Empresarial (RSE) de las
empresas donantes del Banco de Alimentos de Asturias pertenecientes al sector
alimentario.
o Segundo taller (tras el realizado el 12/12/2013), que ha tenido lugar el 2 diciembre de
2014. Su objetivo era revisar participativamente los nuevos resultados alcanzados y
decidir las líneas por las que sería más interesante continuar trabajando. Se emplea
una metodología de investigación-acción participativa con la pretensión de diluir la
diferencia entre los roles tradicionales de investigador e investigado,
intercambiándolos alternativamente para que se criticaran de forma mutua y
constructiva, aumentando el conocimiento mutuo de todos los agentes implicados
comenzando por el propio banco de alimentos y las organizaciones relacionadas con
el mismo y, por tanto, su relación y la eficacia de la cadena de suministro que
conforman. Como novedad respecto al año pasado, y coherentemente con una parte
de los desarrollos más recientes, se invitó también a representantes de algunas
Memoria 2014 86
entidades donantes o próximas a las mismas con las que ya se había comenzado a
colaborar, caso de la Fundación Alimerka o Cogersa.
o Reunión con empresas (17/12/2014). El objetivo era informar a varias entidades que
habían manifestado interés en participar en el taller indicado en el punto anterior. Se
decidió hacer una convocatoria informativa de carácter abierto. Finalmente acudieron
representantes de empresas privadas (ABAMobile Solutions, Thingtrack, Beta
Renowable Group) o públicas (EMULSA, Cogersa), del Club de la Calidad de Asturias,
del Banco de Alimentos de Asturias e investigadores de la Universidad de Oviedo que
dialogaron con interés y abrieron nuevos cauces de colaboración. Igual que el taller
del 2 de diciembre, el acto gozó de cobertura elogiosa en medios de comunicación
locales siendo de nuevo mencionados la Universidad de Oviedo, el IUTA y varias
entidades gijonesas directamente beneficiarias del proyecto (véase epígrafe 2.6).
No todas estas tareas fueron realizadas por las dos estudiantes becadas con cargo al IUTA
durante 2014. En el epígrafe 3 de este informe (Memoria económica) se especifican las
actividades concretas asignadas a las mismas.
2.4 Resultados obtenidos.
1. A final de 2014, durante el ya mencionado taller del 2 de diciembre, el Banco de Alimentos
de Asturias y sus entidades beneficiarias se manifiestan identificados con los datos
recopilados y procesados por el equipo de investigación.
2. Se reseñan mejoras reales introducidas en la gestión de la cadena logística desde el taller
organizado un año atrás:
o Actualmente se producen recogidas directas en entidades donantes, sin que los
alimentos pasen por las instalaciones del banco.
o Existe una comunicación más fluida y frecuente entre el banco de alimentos y sus
entidades receptoras.
o La frecuencia de entrega se ha incrementado durante este año.
3. Se confirma la existencia de una serie de diferencias claras entre las entidades de
consumo y las entidades de reparto:
o Durante 2014 se ha producido un importante aumento de la demanda de las entidades
de reparto, que sin embargo cuentan con menos recursos.
o Lo anterior refuerza el hecho, ya recogido años atrás, de que las entidades de
consumo sean más antiguas y se encuentren más consolidadas.
4. La nueva línea de investigación iniciada relativa a los colectivos beneficiarios (unidades
de convivencia) ha resultado relevante y, por tanto, interesante de continuar.
5. En cuanto a las entidades donantes:
o Es necesario profundizar en el conocimiento de la relación entre los productos que se
pueden donar y los que se necesitan.
Memoria 2014 87
o En todo caso, parece interesante plantearse la transformación de los alimentos
frescos para retrasar su caducidad, incrementado así las cantidades potenciales
donadas a la vez que se cumple con la normativa legal.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
En el taller de final de año, de recopilación y análisis de los datos recogidos durante los últimos
doce meses, se acordó continuar avanzando por las siguientes líneas de trabajo:
o Encuestar al resto de unidades de convivencia beneficiarias de entidades de reparto
de Asturias (hasta ahora solo se ha hecho una experiencia piloto con las de Avilés).
o Continuar el estudio de las entidades donantes actuales desde un enfoque de
Responsabilidad Social Empresarial.
o Continuar el estudio de entidades donantes potenciales (plazas de abastos de la
región).
o Diseñar una base de datos para la gestión centralizada que mejore la coordinación
entre los diferentes agentes que intervienen en la cadena logística.
o Analizar otros aspectos de gestión del Banco de Alimentos de Asturias.
2.6 Divulgación de los resultados.
Comunicación titulada “¿Para qué sirve un banco de alimentos? Relaciones con sus
entidades beneficiarias en una región del Norte de España”, defendida en el XV Congreso
de Investigadores en Economía Social, celebrado en Santander los días 25 y 26 de septiembre
de 2014. Se incluye una copia en Anexo I.
Artículo titulado “How is a Food Bank Managed? Different Profiles in Spain”, actualmente
en segunda revisión en la publicación académica internacional indexada en JCR Agriculture
and Human Values. Se incluye una copia en Anexo II.
Varios artículos más se encuentran en primera revisión en diferentes revistas académicas
consideradas de impacto.
Como es de rigor, en todos estos productos académicos se agradece explícitamente la ayuda
recibida del Ayuntamiento de Gijón a través del IUTA.
Cara a públicos más amplios, e igual que sucediera en años anteriores, el proyecto ha
merecido reseñas en la prensa local como las que se reproducen a continuación.
Memoria 2014 88
http://www.lne.es/gijon/2014/12/03/logistica-despilfarro/1680504.html
Memoria 2014 89
http://www.elcomercio.es/gijon/201412/18/solidaridad-nutritiva-20141218003632-v.html
Memoria 2014 90
http://www.lne.es/gijon/2014/12/18/banco-alimentos-propone-ahora-distribuir/1687884.html
Memoria 2014 91
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 4.500 €
Otras fuentes
Proyecto MINECO-13-DPI2013-41469-P
388,7 € (Asistencia congreso: Anexo I)
Departamento de Administración de Empresas (Univ. de Oviedo
300 € (Amortización de equipos informáticos)
350 € (Material oficina y fotocopias)
Personal Becario
Nombre Marta García Rodríguez
Tareas
- Finalización de encuestas a
organizaciones no lucrativas beneficiarias
del Banco de Alimentos de Asturias, tanto
de la modalidad de reparto como de la de
consumo, que aún permanecían
pendientes de fases anteriores del
proyecto.
- Entrevistas en profundidad a una muestra
de entidades de reparto.
- Análisis de la información anterior y
colaboración en la redacción de informes.
- Colaboración en la preparación y
ejecución del taller participativo celebrado
el 2 de diciembre de 2014.
Período del 1 de marzo al 31 de mayo
Personal Becario
Nombre Ana Robles Gullón
Tareas
- Entrevistas en profundidad a
responsables de una parte de las plazas
de abastos asturianas.
- Entrevista en profundidad a un inspector
veterinario de Sanidad.
- Colaboración en la preparación y
ejecución del taller participativo celebrado
el 2 de diciembre de 2014.
Período del 1 de septiembre al 30 de noviembre
Memoria 2014 92
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 6
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Análisis de la calidad del aire interior en viviendas de consumo casi nulo
Investigador responsable: Alfonso Lozano Martínez - Luengas
Tfno: 98 518 2043 E-mail: [email protected]
Otros investigadores: Juan José del Coz Díaz
Empresas o instituciones colaboradoras.
Entreencinas Promociones Inmobiliarias, S.L., Intelet Integraciones S.L., Instrumentos Testo,
S.A
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO 2.1 Resumen ejecutivo.
Los efectos perturbadores sobre la salud física o psíquica derivados de una concentración
anormalmente alta de dióxido de carbono (C02), y sobre todo de iones positivos en el aire, son
bien conocidos desde hace mucho tiempo.
Efectivamente, aunque los problemas asociados a altas concentraciones de C02 sobre los
seres humanos son ampliamente conocidos (y por ello su control va a ser incorporado a las
normativas europeas en los próximos reglamentos de obligado cumplimiento), se ha
demostrado que el desequilibrio entre iones cationes y aniones, provocado en la mayor parte
de las ocasiones de forma artificial (deficiente ventilación, funcionamiento de sistemas de
calefacción y aire acondicionado, humos y contaminación ambiental, transformadores y líneas
de alta tensión, materiales sintéticos, fricción del aire a determinada velocidad, etc.), genera
en las personas diversos procesos patológicos. Entre los más frecuentes se encuentran la
elevación de la tensión arterial, irritabilidad, ansiedad, problemas respiratorios y migrañas. Por
el contrario, la ionización negativa favorece la limpieza del aire, lo que conlleva un buen
número de aspectos beneficiosos para el ser humano.
En relación con este particular, existen serias dudas sobre si los intercambiadores de calor,
los conductos de distribución de aire, o instalaciones similares, habitualmente empleadas en
el interior en las viviendas de consumo casi nulo (y en muchas de las viviendas actuales en
general), serían susceptibles de provocar un aumento en la concentración de iones positivos
al forzar el paso del aire exterior a través de estos equipos, lo que incidiría directamente en la
salud de los propietarios. Este tipo de dispositivos funcionan todos de forma similar, y sólo se
diferencian en su rendimiento. Por ello, los resultados obtenidos serán independientes de la
marca del equipo utilizado.
Memoria 2014 93
El problema planteado adquiere sin duda una importante relevancia en el ámbito de la
Construcción, debido a las especificaciones incorporadas desde hace varios años en las
normativas europeas relativas a la calidad del aire interior (y en España en particular), y sobre
todo a las dudas que plantea la Bioconstrucción sobre este tipo de instalaciones.
Continuando con la descripción del proyecto, debe mencionarse que por fortuna, Asturias
cuenta con una de las mejores viviendas donde puede estudiarse este tipo de control
ambiental del aire interior en viviendas de muy alta eficiencia energética, ya que el año pasado
se certificó el primer inmueble Passivhaus, ubicado en Villanueva de Pría (Llanes).
Efectivamente, dentro del conjunto de iniciativas que a nivel mundial promulgan soluciones
arquitectónicas adaptadas a este nuevo concepto de Edificios de Consumo de Energía Casi
Nulo, el estándar Passivhaus es uno de los más extendidos; y sin duda el más estricto. Este
tipo de viviendas utiliza intercambiadores de calor como sistema de calefacción, por lo que se
adapta perfectamente a las exigencias del proyecto.
Además, el inmueble en cuestión ha sido ejecutado bajo criterios de Bioconstrucción. Por
tanto, aquí puede llevarse a cabo un ensayo de campo completamente real, analizando la
calidad del aire interior (concentración de C02 e ionización) en una edificación donde la
contaminación ambiental es en teoría muy baja. De esta manera se abordarían los dos
problemas al mismo tiempo; es decir, el análisis de la calidad del aire en viviendas dotadas
de instalaciones de calefacción de alta eficiencia energética, y también la posibilidad de
integrar la Bioconstrucción y las Viviendas Pasivas.
Los ensayos comenzarían a principios del año 2014, aprovechando que las bajas
temperaturas obligarán a utilizar el sistema de calefacción en todo el rango de trabajo, y se
prolongarían hasta finales del mismo año. De esta manera podría compararse la calidad del
aire interior, tanto en los meses donde el empleo del sistema de calefacción resulta obligado,
como en otros donde no será tan necesario.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
El objetivo del proyecto es analizar la variación de la concentración habitual de C02 y en el
balance de iones positivos y negativos en el aire ambiente interior de una vivienda, que puede
producirse en el caso de instalaciones que de calefacción / refrigeración basadas en la
circulación de aire a través de conductos.
Pero además serviría para mejorar el diseño, el cálculo y la fabricación tanto de los equipos y
sistemas empleados en este tipo de instalaciones; y por supuesto, de la instrumentación
destinada a medir estos parámetros.
El procedimiento de ensayo contempla la medición de la concentración máxima de iones
positivos en las salidas de la instalación de calefacción de una vivienda pasiva, en cada una
de las tres velocidades de funcionamiento con que cuentan este tipo de intercambiadores, a
lo largo de doce meses, de manera que se consideren los cambios de temperatura y humedad
relativa ambientales en este periodo de tiempo.
Memoria 2014 94
Durante este tiempo se controlarán tanto las temperaturas interiores y exteriores, así como el
comportamiento térmico de la edificación, con el fin de validar los registros obtenidos por los
equipos de medición, en relación con el funcionamiento del intercambiador.
Se hace constar que el equipo solicitante tiene una amplia experiencia en trabajos
relacionados con la construcción sostenible, la Bioconstrucción y las instalaciones, y desde
hace más de cinco años asesora, desarrolla y ejecuta proyectos relacionados con este tipo
de edificaciones y sus instalaciones.
2.3 Tareas realizadas.
A lo largo del mes de Noviembre de 2013 se estudió el proyecto y la construcción de la
vivienda objeto de monitorización y se instalaron los dispositivos de control encargados de
registrar los parámetros definidos en el alcance del proyecto.
A partir de ese mes y hasta finales del mismo mes en el presente 2014 se han efectuado
mediciones en continuo de temperatura y humedad relativa del aire ambiente interior y
exterior.
Los registros se han realizado en varias zonas de la vivienda, incluyendo el punto de entrada
del aire de suministro y el retorno.
Además se han llevado a cabo mediciones periódicas de las concentraciones de anhídrido
carbónico (CO2) y de iones positivos (cationes) e iones negativos (aniones) a lo largo del
mismo intervalo de tiempo.
Por último se tomaron datos relativos a las velocidades de funcionamiento del sistema de
calefacción, con el fin de evaluar la posible influencia de este parámetro en el desequilibrio de
iones del aire interior.
Para el registro de los parámetros higrotérmicos del aire interior / exterior se han empleado
data loggers de la firma Testo modelo 174; la medición del contenido de CO2 se efectuó con
un dispositivo Wohler modelo CDL-210; y para las concentraciones cationes / aniones se
utilizó un ionómetro de la firma AlphaLab Inc.
2.4 Resultados obtenidos.
Mediante los equipos descritos en el apartado anterior se han obtenido un gran número de
mediciones a lo largo de los doce meses que ha ocupado el ensayo. De esta forma se ha
conseguido analizar la calidad del aire interior tanto en los meses más fríos (es decir, con la
velocidad máxima del intercambiador), como en los más cálidos (o lo que es lo mismo, con el
sistema desconectado).
Así ha podido comprobarse que en ningún caso los sistemas de climatización con
intercambiadores de calor inciden en el desequilibrio de aniones / cationes del aire interior, al
tiempo que garantizan una efectiva renovación del ambiente, incluyendo unos valores
realmente bajos de la concentración de CO2.
Memoria 2014 95
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
Comprobada la completa independencia del sistema de intercambio de aire con recuperación
de calor, respecto del equilibrio de aniones / cationes, sólo quedarían por estudiar las razones
que explicarían los cambios de concentración registrados a lo largo del periodo del tiempo
comprendido entre la instalación de los equipos y la retirada de los mismos.
En principio se considera que esta fase del análisis, que se intentará llevar a cabo en los
próximos meses, serviría para resolver cualquier tipo de duda relativa a la eficacia del tipo de
sistema de climatización objeto del presente proyecto. Y por supuesto aportaría una valiosa
información sobre las causas que provocan este tipo de cambios en la concentración de
aniones / cationes.
Con independencia de lo anteriormente expuesto, en el futuro se medirán otros contaminantes
igualmente presentes de forma habitual en el aire interior de las viviendas modernas (dioxinas,
formadehído, isocianato, disolventes, benzeno, PCB´s, etc.) y se analizará la eficacia de los
sistemas de climatización por intercambiador de calor en relación con estos compuestos.
2.6 Divulgación de los resultados.
Además del Desayuno Tecnológico de fecha 14/11/2014 en el que bajo se expusieron los
resultados globales del proyecto bajo la ponencia “Análisis de la calidad del aire interior en
viviendas de consumo casi nulo (NZEB)”, en los próximos meses se prepararán dos artículos
para presentar en sendas revistas indexadas, en el que se resumirán los datos asociados a
las mediciones de CO2 y a la concentración de aniones / cationes.
Posteriormente, habida cuenta de la absoluta actualidad del proyecto, se presentarán los
mismos resultados a diversos congresos relacionados con la eficiencia energética y la
sostenibilidad.
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 3.750 €
Otras fuentes Referencia proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Alicia Zamora Delgado
Tareas
Elección e instalación de equipos de medición Visitas de inspección y toma de datos de campo Análisis de los registros obtenidos Colaboración en evaluación final y conclusiones
Período del 1 de junio al 31 de octubre
Memoria 2014 96
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 7
1. DATOS DEL PROYECTO Título: Inteligencia Artificial Distribuida para la Gestión de la Demanda de Agua en el
Municipio de Gijón
Investigador responsable: David de la Fuente García
Tfno: 98 518 2147 E-mail: [email protected]
Otros investigadores: Raúl Pino Díez, Borja Ponte Blanco
Empresas o instituciones colaboradoras.
Empresa Municipal de Aguas de Gijón
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
Las presiones ejercidas por la escasez de recursos y el respeto al medio ambiente, entre otras
razones, han supuesto una gran amenaza tanto para la calidad como para la disponibilidad
del agua en las grandes ciudades, provocado una evolución desde unas políticas hídricas
clásicas basadas en el aumento de la de la oferta hacia unas políticas hídricas orientadas a
gestionar la demanda. En este contexto, potenciado por las circunstancias actuales que
rodean la economía española, se resalta la importancia de la Gestión de la Demanda de Agua,
dada su trascendencia en la gestión municipal, al tratarse del recurso natural más importante.
Se trata de llevar el agua a los puntos en los que se necesita, en la cantidad adecuada, con
la presión requerida y en el momento preciso, utilizando para ello la menor cantidad de
recursos. Una variable fundamental en este proceso, es incuestionablemente, la previsión de
la demanda de agua. Sin embargo, ya no basta con previsiones medio o largoplacistas, ni
incluso cortoplacistas. La gestión eficiente de este recurso exige la disponibilidad continua de
previsiones inmediatas, con carácter horario, fiable.
Este proyecto propone la aplicación de modernas técnicas de Inteligencia Artificial para la
Gestión de la Demanda de Agua en el municipio de Gijón, con el objetivo de desarrollar una
herramienta que permita optimizar la gestión municipal. Éste ha sido el objetivo principal del
proyecto. Más en concreto, se ha utilizado la Inteligencia Artificial Distribuida para crear una
herramienta software orientada a la toma de decisiones en la gestión. Esta herramienta replica
el Sistema de Abastecimiento de Aguas del municipio de Gijón, formado por cuatro fuentes
de suministro naturales (Acuífero Somió – Deva – Cabueñes, Manantial de Llantones,
Manantial de Arrudos y Perancho, y Agua de CADASA) y cinco depósitos próximos al cliente
(La Perdiz, Roces, Cerillero, Castiello y La Olla), además de la Estación de Tratamiento de
Aguas Potables de La Perdiz, unidos todos ellos por una red de distribución que en total
alcanza los 1.000 kilómetros de longitud. Su núcleo son modernas tecnologías de previsión,
Memoria 2014 97
como Redes Neuronales Artificiales, para estimar la demanda de agua con periodicidad
horaria en función de los datos pasados. A partir de información continua sobre el nivel de las
distintas fuentes de suministro y depósitos, el sistema determinará el ajuste óptimo de la red,
de forma que se optimice una determinada función objetivo, garantizando la eficiencia del
sistema.
La duración total del proyecto ha sido de un año y el plan de trabajo se dividió en seis tareas.
Tras una primera fase de estudios preliminares sobre la materia, se llevó a cabo un detallado
estudio para determinar la función a optimizar en el sistema. A partir de ahí, se llevó a cabo el
diseño, desarrollo e implementación del Sistema Multiagente que, replicando el Sistema de
Abastecimiento de Aguas de Gijón, disponga de capacidad para evaluar alternativas y
seleccionar la óptima. Sobre el sistema base, se incorporaron, en primer lugar, las
herramientas de previsión y, en segundo, el algoritmo genético que resuelva el problema de
transporte que surge ante la necesidad de transportar agua desde varias fuentes de suministro
hasta el consumidor final, a través de varios depósitos intermedios.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
El objetivo general del proyecto ha sido la construcción de un Sistema Inteligente de ayuda
en la toma de decisiones respecto a la Gestión de la Demanda de Agua en el Municipio de
Gijón, que optimice la gestión, cumpliendo con un nivel de servicio determinado y minimizando
los costes. Es decir, se trata de desarrollar una herramienta informática que tomando como
referencia el Sistema de Abastecimiento de Aguas de la ciudad de Gijón, y asumiendo como
datos de entrada información continua sobre el nivel de los distintos depósitos, datos
meteorológicos y datos sobre las demandas en los últimos periodos, determine el ajuste
óptimo de la red en cada momento (bombeo de agua desde los depósitos, caudales en el
sistema de transporte, almacenamiento de los tanques, etc), para que el agua llegue a los
puntos en los que es requerida, con la presión adecuada y en el momento oportuno. De este
objetivo general, surgen tres objetivos específicos:
1. La utilización de avanzadas herramientas de previsión, como Redes Neuronales
Artificiales, para la elaboración de previsiones horarias de la demanda con un mínimo
error, en función de los datos pasados disponibles.
2. La investigación en torno a la bibliografía existente sobre Gestión de la Demanda de
Agua contrastada con la información proporcionada por la Empresa Municipal de Aguas
de Gijón, para determinar un índice, en forma de función matemática (función de fitness
P), significativo de la gestión, que se buscará optimizar.
3. El uso de modernas herramientas de optimización, como Algoritmos Genéticos, para
resolver el problema de transporte generado ante la necesidad de desplazar grandes
cantidades de agua desde las fuentes de suministro hasta los depósitos y desde éstos
hasta los puntos de consumo, con el objetivo de optimizar la red en torno a una nueva
función de fitness relacionada con el transporte (función de fitness T).
Memoria 2014 98
Este proyecto surgió del interés de la Empresa Municipal de Aguas de Gijón
(http://agua.gijon.es/) en estas nuevas técnicas, con el objetivo de evaluar la viabilidad de la
implantación de un sistema de este tipo. En este contexto, se puede considerar que tanto el
objetivo general como los objetivos específicos del proyecto ‘Inteligencia Artificial Distribuida
para la Gestión de la Demanda de Agua en el Municipio de Gijón’ se han cumplido.
2.3 Tareas realizadas.
A continuación, se describen brevemente las principales tareas realizadas en el proyecto. A
las planificadas inicialmente se ha decidido añadir la tarea 3, con un estudio energético del
sistema de distribución, así como la adición de la tarea 7, específicamente para la
experimentación y estudio de resultados.
Tarea 1: Estudios Preliminares sobre la Materia (Duración: 2 meses - Enero y Febrero de
2014).
Conllevó, por un lado, una detallada revisión sobre la bibliografía más relevante y reciente que
une los conceptos de Inteligencia Artificial y la Gestión de la Demanda de Agua y, por otro,
sobre las características específicas del Sistema de Abastecimiento de Aguas de Gijón, sobre
el que se ha desarrollado la herramienta.
Tarea 2: Determinación de la Función P de Fitness (Duración: 2 meses, Febrero y Marzo de
2014).
Supuso un amplio análisis de alternativas para tratar de expresar matemáticamente la función
de costes a optimizar con la aplicación, cuantificando los parámetros que influyen en la
decisión.
Tarea 3: Estudio Energético del Sistema de Abastecimiento (Duración: 3 meses, de Marzo a
Mayo de 2014).
Se tradujo en la familiarización con el software EPANET para posteriormente la creación de
un modelo de simulación que replique la red de suministro del municipio de Gijón, verificado
con pruebas de funcionamiento, con el objetivo de complementar el trabajo realizado a través
del Sistema Multiagente. Se realizaron simulaciones en régimen permanente y régimen
extendido con objeto de valorar críticamente la red.
Tarea 4: Desarrollo de un Sistema Multiagente Simple (Duración: 3 meses, de Abril a Junio
de 2014).
Conllevó la construcción, como comienzo en el desarrollo de la aplicación, de un Sistema
Multiagente sencillo que replique el Sistema de Abastecimiento de Aguas de Gijón, solo
incluyendo los métodos de previsión más sencillos (medias móviles y alisados exponenciales),
y sin la función T de fitness, de forma que no optimizará el transporte, sino que repartirá la
demanda equitativamente entre las distintas fuentes de suministro, por un lado, y los distintos
depósitos, por otro. Sí que incluye la función global a optimizar (función P de fitness),
determinada en el paso anterior. Además, se verificó y se validó el Sistema Multiagente
Desarrollado y su funcionamiento.
Tarea 5: Incorporación de las Herramientas Avanzadas de Previsión (Duración: 3 meses, de
Julio a Septiembre de 2014).
Memoria 2014 99
Incorporó al sistema desarrollado previamente herramientas de previsión más avanzadas
(técnicas ARIMA, y Redes Neuronales) en la búsqueda de una mejor solución. Además, la
comparación entre ellas, permitió extraer conclusiones sobre lo adecuada que es cada una
en la previsión de series temporales como las demandas de agua, con una doble periodicidad:
horaria, por un lado, y, semanal, por otro.
A modo de resumen, la figura 1 describe el diagrama de flujo del funcionamiento del programa
de previsión basado en Redes Neuronales Artificiales, y la figura 2 muestra la estructura
general de las redes construidas, donde m es el delay considerado y n es el número de
neuronas que hay en la capa oculta. Nótese que el sistema busca en cada momento la
estructura óptima de la red, de acuerdo al esquema Multi-Layer Perceptron (MLP).
Figura 1: Diagrama de flujo del funcionamiento del programa de previsión.
Memoria 2014 100
Figura 2: Estructura general de las redes neuronales construidas.
Tarea 6: Incorporación del Algoritmo Genético para Optimizar el Problema de Transporte
(Duración: 3 meses, de Septiembre a Noviembre de 2014).
Incluyó en el sistema el Algoritmo Genético que determina la combinación más apropiada
entre fuentes de suministro y depósitos para hacer llegar el agua a los puntos de consumo,
minimizando una determinada función T de fitness, y así asegurando un transporte eficiente
del agua. Supone el último paso en el desarrollo del Sistema Multiagente.
La figura 3 representa de forma esquemática el Sistema Multiagente, desarrollado en la
plataforma JADE (y con conexión con MatLab, con una base de datos, con el usuario y con el
sistema físico), con los principales agentes que lo forman y las relaciones entre ellos. En la
documentación citada en el apartado 2.6 se explica con más detalle la funcionalidad de los
agentes.
Figura 3: Esquema general del Sistema Multiagente definitivo.
Memoria 2014 101
Tarea 7: Experimentación y Análisis de Resultados (Duración: 3 meses, de Septiembre a
Noviembre de 2014).
Una vez el Sistema Multiagente definitivo se validó y verificó, se realizaron pruebas
principalmente en torno a tres ámbitos: (1) precisión del sistema de previsión; (2) reducción
de costes de bombeo y almacenamiento; y (3) resolución del problema de transporte. Así, se
ha comparado el rendimiento del sistema respecto a otras alternativas más simples, con el
objetivo de extraer conclusiones sobre la viabilidad e interés del mismo.
Tarea 8: Difusión de Resultados (Duración: 6 meses, de Julio a Diciembre de 2014).
Abordó todas las cuestiones necesarias para difundir los resultados del proyecto de modo
correcto, adecuando los mecanismos para tener el máximo impacto. En el apartado 2.6 se
describen con más detalle.
De esta forma, la duración total del proyecto ha sido de un año y el plan de trabajo se dividió
en ocho tareas. La tabla 1 esquematiza la planificación de las actividades a través del
diagrama de Gantt del proyecto.
Tarea ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
1 X X
2 X X
3 X X X
4 X X X
5 X X X
6 X X X
7 X X X
8 X X X X X X
Tabla 1: Diagrama de Gantt del Proyecto.
2.4 Resultados obtenidos.
Los resultados obtenidos se clasifican en los cuatro apartados siguientes: (1) Resultados del
sistema de previsión, (2) Resultados del problema de almacenamiento y bombeo, y (3)
Resultados del problema de transporte.
(1) Resultados del sistema de previsión.
Se ha evaluado el sistema de previsión desarrollado en 20 instantes distintos de la serie
temporal de partida, que representa las demandas horarias de agua del municipio de Gijón a
lo largo de 23 meses. Los errores correspondientes a cada uno de los métodos implementados
(Redes Neuronales, Métodos Estadísticos y Métodos Naïve) por cada una de las pruebas se
encuentran expuestos en la tabla 2, donde se encuentran destacados, para cada caso, el
menor error cometido de cada uno de los tres métodos: en color azul el Fitness MAPE (error
de ajuste, que utiliza el sistema para la selección de la mejor previsión) y en color rojo el
Forecasting MAPE (error de previsión que comete el sistema al trabajar en tiempo real,
considerando el error absoluto porcentual medio de las 12 siguientes previsiones). La
Memoria 2014 102
estructura óptima de cada uno de los métodos por cada test evaluado es la que se muestra
en la tabla 3.
A modo de ejemplo, en la figura 4 se ha representado el período de validación y de previsión
correspondiente a un día laborable (un viernes correspondiente al test 9). Se observa cómo
los tres métodos de previsión siguen la forma de la curva original. No obstante, los mejores
resultados son los obtenidos mediante métodos ingenuos y Redes Neuronales.
Test
Redes Neuronales M. Estadísticos M. Naïve
Fitness MAPE
Forecasting MAPE
Fitness MAPE
Forecasting MAPE
Fitness MAPE
Forecasting MAPE
1 3.43 2.59 2.87 2.82 4.60 3.36
2 0.73 2.37 2.36 2.90 0.71 2.83
3 0.66 3.26 2.07 1.65 0.83 0.96
4 0.61 0.33 1.94 1.87 0.76 0.60 5 0.66 0.89 1.10 2.53 0.99 1.00
6 0.39 0.43 1.73 2.28 0.90 0.78
7 0.53 0.65 1.26 1.55 0.83 2.22
8 0.62 0.59 1.77 2.54 0.96 0.93 9 0.62 0.42 2.68 1.54 0.79 0.57
10 2.04 2.54 2.38 1.32 0.74 1.06
11 0.50 0.89 2.01 3.16 0.35 1.35
12 3.73 1.57 2.42 1.72 1.83 1.11 13 0.74 1.06 1.97 2.85 3.47 3.59
14 0.91 1.34 2.84 2.71 0.74 1.17 15 0.91 2.95 2.77 2.84 1.34 1.59
16 1.26 3.29 1.66 2.18 2.21 4.02
17 2.73 6.45 2.40 3.47 0.89 3.71
18 0.79 2.41 2.94 2.91 1.07 2.44 19 0.82 1.58 2.85 2.83 1.30 6.21
20 1.67 2.44 1.97 2.95 4.47 3.57
Media 1.22 1.90 2.20 2.44 1.49 2.15 Tabla 2: Errores obtenidos para cada uno de los tres métodos en las 20 pruebas realizadas.
Test
Redes Neuronales M. estadísticos M.
Naïve
Delays 𝒎
Neuronas 𝒏
Estructura Modelo Orden Modelo
1 5 18 21-18-1 ARMA 3 2
2 1 12 9-12-1 ARMA 9 2
3 1 2 9-2-1 ARMA 8 2
4 2 8 12-8-1 ARMA 8 2
5 3 6 15-6-1 ARMA 5 2
6 3 4 15-4-1 ARMA 10 3
7 1 20 9-20-1 ARMA 10 1
8 3 16 15-16-1 ARMA 7 2
9 3 6 15-6-1 ARMA 10 2
10 2 18 12-18-1 ARMA 8 2
Memoria 2014 103
Test
Redes Neuronales M. estadísticos M.
Naïve
Delays 𝒎
Neuronas 𝒏
Estructura Modelo Orden Modelo
11 1 2 9-2-1 ARMA 6 3
12 1 10 9-10-1 ARMA 10 2
13 1 6 9-6-1 ARMA 10 2
14 1 10 9-10-1 ARMA 9 2
15 2 14 12-14-1 ARMA 2 2
16 2 16 12-16-1 AR 4 2
17 1 8 9-8-1 IVAR 2 2
18 1 2 9-2-1 IVAR 3 2
19 1 6 9-6-1 ARMA 7 2
20 1 14 9-14-1 AR 3 2 Tabla 3: Estructuras óptimas calculadas para cada una de los 20 tests.
Figura 4: Resultados obtenidos para la previsión de un día laborable (test 9, viernes).
En la figura 5 se representa de forma gráfica los resultados obtenidos para el periodo de
validación y de previsión de un sábado (en concreto, el test 13). En este caso, las previsiones
no mantienen la exactitud de la que se ha hablado en los días laborables. De media, las Redes
Neuronales son las que mantienen un error más bajo, es decir, son las que siguen con mayor
exactitud la forma de la curva original, representada en color negro.
Memoria 2014 104
Figura 5: Resultados obtenidos para la previsión de un sábado (test 13).
Por último, la figura 6 enseña los pronósticos realizados para el tercer caso diferenciado en el
pronóstico de demandas horarias de aguas: un día festivo (test 17). Nuevamente, el mejor
resultado obtenido procede de Redes Neuronales.
Figura 6: Resultados obtenidos para la previsión de un domingo (test 17)
A modo de resumen comparativo, puede concluirse que cada uno de los tres métodos ha
probado comportarse de manera adecuada en los siguientes casos:
- Los Métodos Ingenuos dan muy buenos resultados las semanas en las que
prácticamente no hay variación entre los datos de un día a otro.
- Los Métodos Estadísticos dan resultados más elevados pero siempre están dentro de
un margen de error, por tanto, para días especiales, la implementación de estos
métodos garantiza que los errores de pronóstico no se saldrán del valor máximo
(3.5%).
- Las Redes Neuronales son las que suelen devolver pronósticos más precisos, sobre
todo los días laborables y los domingos, pero para los casos anteriormente citados es
necesario complementarlas con los otros dos métodos para la obtención de un buen
pronóstico durante cualquier momento de la semana.
Memoria 2014 105
(2) Resultados del problema de almacenamiento y bombeo.
El sistema de previsión es el verdadero núcleo del Sistema Multiagente, pero no es el objetivo
final del mismo sino un medio. Se trata de que el sistema genere una reducción en los costes
asociados a la gestión, lo cual precisa de la disponibilidad inmediata de previsiones fiables.
Unos de los costes asociados a la planificación derivan del bombeo de agua y del
almacenamiento del mismo. Según el modelo considerado, ambos conllevan un coste
determinado. En concreto, se han realizado los siguientes 10 test, en los días especificados
en la tabla 4 de la serie de partida. Nótese que se han escogido días de distinta clase.
Test Pronóstico Desde Hasta
1 16/04/09 Jueves 12 16/04/09 Jueves 23
2 17/04/09 Viernes 8 17/04/09 Viernes 19
3 08/05/09 Viernes 8 08/05/09 Viernes 19 4 16/09/09 Martes 5 16/09/09 Martes 16
5 12/09/09 Sábado 8 12/09/09 Sábado 19
6 28/10/09 Miércoles 10 28/10/09 Miércoles 21
7 30/10/09 Viernes 16 30/10/09 Viernes 3
8 15/12/09 Martes 4 15/12/09 Martes 15
9 29/03/10 Lunes 12 29/03/10 Lunes 23
10 12/05/10 Miércoles 12 12/05/10 Miércoles 23 Tabla 4: Test realizados.
La tabla 5 muestra, en cada uno de los 10 tests, tanto el error cometido (MAPE) como el coste
de gestión para cada método de previsión. Estos datos están tomados para un periodo de 12
horas. Con claridad se puede observar como la reducción del error deriva en una disminución
significativa de los costes asociados al bombeo y almacenamiento del agua. De esta forma,
el Sistema Multiagente actúa como fuente combativa de ineficiencias, que desemboca en la
reducción de costes en la gestión municipal del agua.
Los documentos citados en el apartado 2.6 recogen más pruebas interesantes al respecto.
Test Redes Métodos Estadísticos Métodos Ingenuos MAPE Coste (um) MAPE Coste (um) MAPE Coste (um)
1 1,40 924 3,16 2867 2,17 1636
2 1,31 1103 1,69 1602 2,83 2670
3 3,08 20705 2,08 1691 3,62 3183
4 0,33 584 1,86 2709 1,87 736 5 1,57 1091 1,72 1055 1,72 797
6 1,12 609 2,16 2119 2,25 1850
7 1,44 1602 4,45 3384 3,04 2934
8 3,99 13113 2,25 3223 4,04 5626
9 2,42 2147 2,89 2341 2,46 2207
10 0,43 540 2,28 2066 2,28 843 Tabla 5: Resultados obtenidos para cada modelo.
Memoria 2014 106
(3) Resultados del problema de transporte.
Para la combinación óptima de suministro para una hora concreta, se formuló un modelo
matemático con una función objetivo correspondiente al coste y unas restricciones físicas.
Si se simulase por ejemplo con los datos del régimen permanente modelizado en el programa
Epanet se obtendría la solución que se resume en la tabla 6, que corresponde a una demanda
global de 2812 m3/h. Ha de tenerse en cuenta que las líneas con caudales nulos se deben a
la existencia de otras alternativas más económicas, lo que no descarta su uso en situaciones
excepcionales de suministro (averías de líneas, etc.).
Para facilitar la interpretación y visualización de los resultados se representaron gráficamente
a partir del esquema general de transporte. Las elecciones de la solución pueden variar
ligeramente en función de la demanda procesada en ese periodo.
Figura 7: Resumen de líneas en activo.
Roces
Trasvase de CADASA
CastielloAcuífero
Somió-Deva-Cabueñes
Manantial Llantones
Manantial Arrudos y Perancho
Cerillero
La Arena
La Calzada
Centro
El Coto
Llano
Montevil
Moreda
Natahoyo
Pumarín
Tremañes
Nuevo Gijón
Somió
El Bibio
Viesques
Jove
Cabueñes
C. Bernueces
Laviada
Poligono
Ceares
Contrueces
Roces
65,99
13,05
17,87
90,53
56,41
215,87
126,24
205,53
77,53
153,37
129,44
79,99
105,13
424,72
509,8
220,05
318,66
54,02
28,95
194,91
33,27
38,82
Caudales en
Memoria 2014 107
Línea Caudales (m3/h)
X11: Somió-Castiello 536,59
X12:Somió-Roces 1.413,72
X21: Arrudos-Castiello 0
X22: Arrudos-Roces 0
X32: Llantones-Roces 1078,77
X33: Llantones-Cerillero 81
X42: CADASA-Roces 0
X43: CADASA-Cerillero 0
Y11: Castiello-Viesques 65,99
Y12: Castiello-C. Bernueces 13,05
Y13: Castiello-Cabueñes 17,87
Y14: Castiello-Somió 90,53
Y15: Castiello-El Bibio 56,41
Y16: Castiello-La Arena 215,87
Y17: Castiello-El Coto 126,24
Y18: Castiello-Ceares 205,53
Y19: Castiello-Contrueces 77,53
Y26: Roces-La Arena 0
Y27: Roces-El Coto 0
Y28: Roces-Ceares 0
Y29: Roces-Contrueces 0
Y210: Roces-Laviada 153,37
Y211: Roces-Polígono 129,44
Y212: Roces-Roces 79,99
Y213: Roces-Montevil 105,13
Y214: Roces-Centro 424,72
Y215: Roces-Llano 509,08
Y216: Roces-Pumarín 220,05
Y217: Roces-La Calzada 318,66
Y218: Roces-Nuevo Gijón 54,02
Y219: Roces-Tremañes 28,95
Y220: Roces-Natahoyo 194,91
Y316:Cerillero-Pumarín 0
Y317: Cerillero-La Calzada 0
Y318:Cerillero-Nuevo Gijón 0
Y319: Cerillero-Tremañes 0
Y320:Cerillero-Natahoyo 0
Y321: Cerillero-Moreda 33,27
Y322: Cerillero-Jove 38,82
Precio 48.333 u.m. Tabla 6: tabla de resultados.
Memoria 2014 108
Téngase también en cuenta que los números se refieren al caudal enviado o bombeado desde
los orígenes de las líneas y que habría que aplicarles el 11% de pérdidas para conocer lo que
realmente se recibe al final de cada tramo.
Las líneas en color gris de la figura 7 corresponden a aquellas que han sido “cerradas” o “no
están en uso”, correspondientes a los caudales nulos de la tabla 6. El modelo consigue
abastecer totalmente los barrios que las conectan desde otras líneas alternativas más
rentables provenientes de otro depósito, prescindiendo de las opciones menos económicas.
Vemos por ejemplo, como el agente descarta utilizar la conducción de los Arrudos y de
CADASA dependiendo exclusivamente de las fuentes del acuífero Somió-Deva-Cabueñes y
la conducción de Llantones. Sin embargo cuando la demanda es suficientemente grande,
algunas de las líneas pueden alcanzar su caudal límite, como por ejemplo, el tramo que va
desde Somió-Deva-Cabueñes a Roces que alcanza el tope de 1413,72 m3/h. Entonces es
cuando hay que recurrir a líneas adicionales a la saturada, que en el caso del depósito de
Roces será la de la conducción de Llantones con otros 1087,77 m3/h adicionales.
Para las líneas de distribución (de caudales Yjk) esta situación es mucho más inusual ya que
la demanda está más dispersa entre los barrios, soportando estas tuberías finales mucho
menos caudal. En estos casos el empleo de una conducción implicará la anulación de la otra
para ahorrar en costes. Con todo, en los casos con dos alternativas no siempre estará la línea
de distribución más económica en uso, pues por ejemplo si para abastecer el barrio limítrofe
de Pumarín, surgiese una avería en la línea de Roces (más económica), entonces se podrá
recurrir a la que va desde Cerillero a precio de un mayor coste de operación.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
El proyecto “Inteligencia Artificial Distribuida para la Gestión de la Demanda de Agua en el
Municipio de Gijón” fue llevado a cabo por miembros del Grupo de Ingeniería de Organización
de la Universidad de Oviedo (http://gio.uniovi.es/) -que adaptaron metodologías conocidas y
con experiencia acreditada a una cadena de suministro con unas características muy
peculiares como la de la Gestión de la Demanda de Agua- con el apoyo de la Empresa
Municipal de Aguas de Gijón (http://agua.gijon.es/). Como se mencionó anteriormente, el
objetivo del proyecto no era el desarrollo de un sistema real, sino el de un prototipo que
permitiese evaluar la viabilidad de la implantación de un sistema de gestión en tiempo real del
citado municipio, a través de las consecuencias (ahorros, retos, limitaciones y dificultades)
que este provocaría.
De esta forma, se abre una vía de colaboración entre el Grupo de Ingeniería de Organización
de la Universidad de Oviedo y la Empresa Municipal de Aguas de Gijón, que se ampliará en
el futuro dentro de la misma línea: la aplicación de nuevas técnicas de Inteligencia Artificial en
la Gestión Municipal de la Demanda de Agua. Por ejemplo, uno de los siguientes retos es el
desarrollo de un sistema de apoyo a la sectorización que la compañía está planeando llevar
a cabo durante los próximos años, con el objetivo de aumentar el control de los caudales de
agua a lo largo de la extensa red de distribución, lo que permita reducir las pérdidas y controlar
los fraudes en la facturación. Es probable que, entre otras fuentes de financiación, este
Memoria 2014 109
proyecto se enmarque en una nueva convocatoria de los Proyectos de Investigación del
Instituto Universitario de Tecnología de Asturias.
2.6 Divulgación de los resultados.
El sistema de previsión de la demanda de agua, basado en técnicas de Inteligencia Artificial,
desarrollado en este proyecto se presentó a través de una ponencia en el congreso
International Conference on Industrial Engineering and Operations Management - ICIEOM
2014 (http://www.cio2014.org/), celebrado del 23 al 25 de julio de 2014 en la ciudad de Málaga.
Además, el artículo presentado (“Agent-based System for Hourly Water Demand Forecasting”,
escrito por Borja Ponte, David de la Fuente, Raúl Pino y Rafael Rosillo) fue galardonado en la
citada conferencia con el Premio a la Mejor Investigación (Best Research Award).
Por otro lado, una aplicación del sistema de previsión en la reducción de una de las principales
fuentes de ineficiencias en la gestión de la cadena de suministro, con el título de “The Bullwhip
Effect in Water Demand Management: Taming It through an Artificial Neural Networks-Based
System”, escrito por Borja Ponte, Laura Ruano, David de la Fuente y Raúl Pino, fue
seleccionado por la revista Journal of Water Supply: Research and Technology – Aqua
(http://www.iwaponline.com/jws/), de la editorial IWA Publishing e incluida en la prestigiosa
base de datos de Web of Science (https://www.accesowok.fecyt.es). El artículo estará
disponible on line desde enero del próximo 2015.
Además, la investigación llevada a cabo desembocó en la elaboración de dos Proyectos Fin
de Carrera de la titulación de Ingeniería Industrial, que pueden consultarse en la Biblioteca de
Proyectos de la Escuela Politécnica de Ingeniería de Gijón
(http://www.epigijon.uniovi.es/index.php/proyectos-fin-de-carrera): “Aplicación de técnicas de
inteligencia artificial a la previsión de la demanda y a la gestión de la cadena de suministro”,
presentado por Laura Ruano en julio de 2014 y calificado con “10 – Matrícula de Honor”, y
“Sistema inteligente para la gestión instantánea de la demanda de agua en un municipio de
300 000 habitantes”, presentado por David Villar en septiembre de 2014 y calificado con “9.5
– Sobresaliente”.
En lo relacionado con los próximos pasos en relación con la divulgación de los resultados, se
ha elaborado un artículo, que cubre todo lo realizado en el proyecto, denominado “Intelligent
Decision Support System for Real-Time Water Demand Management”, que se enviará a una
revista de alto impacto, incluida en la misma base de datos, para su evaluación. Además,
parte del trabajo se presentará en julio de 2015 en Las Vegas (Nevada, Estados Unidos) en
la International Conference on Artificial Intelligence – ICAI 2015, dentro de las conferencias
simultáreas organizadas por The World Conference in Computer Science, Computer
Engineering and Applied Computing - WORLDCOMP 2015 (http://www.world-academy-of-
science.org/worldcomp14/ws). Por otro lado, el Trabajo Fin de Máster de Daniel Rodríguez
Díaz será presentado en junio de 2015.
Memoria 2014 110
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros
gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 3.750 €
Otras fuentes Referencia
proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Daniel Rodríguez Díaz
Principales tareas - Soporte informático en el desarrollo multiagente
del sistema.
Período Del 15 de marzo al 14 de agosto
Personal Becario
Nombre David Villar Quirós
Principales tareas
- Estudio detallado del Sistema de Gestión del Agua
en el municipio de Gijón.
- Diseño conceptual del modelo multiagente.
Período Del 15 de marzo al 14 de agosto
Personal Becario
Nombre Laura Ruano Amengual
Principales tareas - Implementación del sistema avanzado de
previsión.
Período Del 15 de marzo al 14 de agosto
Memoria 2014 111
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 8
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Optimización y fabricación de prototipo de distractor endo-ano-rectal con acceso
transanal.
Investigador responsable: José Manuel Sierra Velasco
Tfno: 98 518 2420 E-mail: [email protected]
Otros investigadores: José Luís Cortizo, José Ignacio Rodríguez García, Pablo Suárez.
Empresas o instituciones colaboradoras.
Socinser21, S.L.
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
Se trata básicamente de una colaboración entre personal del área de Ingeniería Mecánica de
la Universidad de Oviedo y del área de Cirugía también de la Universidad de Oviedo, para el
desarrollo de instrumental adecuado para facilitar la Microcirugía Endoscópica Transanal
(TEM). En la actualidad los procedimientos están basados en equipos que insuflan CO2 para
conseguir la expansión del recto y así facilitar la exploración e intervención. Sin embargo esta
presión se puede perder por diversos motivos (de procedimiento cuando es preciso succionar
un sangrado por ejemplo), es preciso aspirar humos y se alarga el proceso. Por ello es
preferible fiar la expansión a un mecanismo que la mantenga durante toda la operación sin
que las continuas aspiraciones provoquen el colapso de la pared rectal.
Existen diversos equipos comercializables, pero muchos de ellos tienen ciertos problemas de
funcionamiento o bien son excesivamente caros, dado que muchos incorporan sistemas de
visión y accesorios que en los quirófanos ya están a disposición de los cirujanos y cuyo coste
es muy elevado, y no sería necesario que los incorporase el dispositivo expansor.
Uno de los miembros del equipo investigador, D. José Ignacio Rodríguez, es Cirujano y al
tiempo profesor de la Universidad de Oviedo, y dirige el Centro de entrenamiento Quirúrgico
y Transferencia Tecnológica (CEQtt), donde se proponen nuevos procedimientos quirúrgicos
y se prueba y valida el instrumental utilizado en los mismos.
El nuevo instrumental que se pretende desarrollar, facilitaría estos procedimientos (TEM), el
diseño final será probado y validado en el CEQtt, si los resultados son innovadores y fiables
como se espera, el diseño será objeto de patente a través de la Universidad de Oviedo, el
dispositivo se dará a conocer en cursos de formación impartidos por el CEQtt, el desarrollo de
la colaboración (Ingeniería-Cirugía), será dado a conocer en congresos a través de
comunicaciones o artículos publicados por el equipo investigador. Y de momento está
Memoria 2014 112
sirviendo como nexo de unión entre dos áreas distintas dela Universidad de Oviedo, que
pueden realizar trabajos conjuntos de investigación, innovadores en el desarrollo de
instrumental quirúrgico.
Hay también un contacto con una empresa local, SOCINSER 21,
que está colaborando en tareas de asesoramiento y ha mostrado interés en el futuro desarrollo
de un equipo comercializable del distractor expandible endorrectal objeto del proyecto.
Para el desarrollo del instrumental, se parte del amplio conocimiento que se tiene de las
técnicas y equipos existentes en el CEQtt, se llevará a cabo un estudio de patentes y equipos
comerciales a través de bases de datos electrónicas e internet, y se contrastaran los equipos
existentes con las ideas originales planteadas. Se diseñarán prototipos virtuales (modelado
3D), se valoraran los diseños propuestos y de entre los seleccionados se pasará a realizar
prototipos funcionales, para lo cual se dispone de medios de fabricación propios, para el
mecanizado de piezas en taller, e incluso con la posibilidad de realizar piezas por prototipado
rápido en ABS, con las impresoras 3D, de las que se dispone en el área de Ingeniería
Mecánica.
En una fase posterior se harán prototipos finales, reutilizables y se probaran en el CEQtt.
En proyecto ha sido autorizado por el Comité Ético de Investigación Clínica del Principado de
Asturias. (Se adjunta autorización).
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
El objetivo es el diseño de un prototipo de Distractor Endo-Ano-Rectal (en adelante DEAR)
caracterizado por ser:
• De funcionamiento mecánico
• Reutilizable
• Uso simple
• Económico
• Fiable
Que se materialice primero en un modelo virtual, y un prototipo funcional para evaluación, que
sea patentable (por tanto innovador).
Ya se ha llevado a cabo un planteamiento previo y un estudio de patentes, que nos hace
confiar que el nuevo diseño propuesto tenga viabilidad.
2.3 Tareas realizadas.
Las tareas de diseño levadas a cabo, han dado lugar a un diseño de un modelo 3D, que ha
permitido la fabricación de tres prototipos, cada uno evolución del anterior, mejorando cada
vez materiales y mecanismos, de modo que finalmente hemos obtenido un equipo
presentable, funcional, y que ha podido ser chequeado en el Bioterio de la Universidad de
Memoria 2014 113
Oviedo y en otros centros clínicos por el Doctor José Ignacio Rodríguez, en diversos cursos
de formación impertidos por él mismo.
Resultado directo de las tareas llevadas a cabo podríamos citar:
- 1.- Diseño y fabricación de tres prototipos funcionales del equipo de distractor.
- 2.- Se ha obtenido la autorización para los ensayos del mismo dentro de un proyecto
de investigación por el Servicio de Cirugía General y del Aparato Digestivo del Hospital
de Cabueñes-Gijón.
- 3.- Se ha solicitado su patente a través de la OTRI de la Universidad de Oviedo, y se
han presentado varias ponencias en congresos nacionales.
2.4 Resultados obtenidos.
De estas tareas realizadas finalmente se han obtenido unos resultados que podemos
resumir en:
- 1.- Se ha procedido a la solicitud de patente a través de la OTRI de la Universidad de
Oviedo, bajo la denominación de “Dispositivo distractor mecánico endocavitario”, que
ha sido aceptada a trámite por la OEPM, y está en proceso de evaluación, con
protección desde fecha 21.03.2014
- 2.- El equipo ha sido enviado por la Universidad a la empresa UNIVALUE, encargada
de buscar una empresa interesada en su explotación comercial.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
La colaboración con el doctor José Ignacio, ha sido un gran hallazgo para el grupo de
profesores de Ingeniería mecánica, y ha abierto una línea de investigación muy interesante,
centrada en el desarrollo de equipamiento quirúrgico.
En esta misma línea se ha solicitado un nuevo proyecto para la anualidad 2015.
2.6 Divulgación de los resultados.
En los anexos a esta memoria de resultados, se adjuntas las ponencias, patente y artículos
de prensa relacionados, que enumeramos de forma resumida a continuación:
- 1.- Se han enviado dos ponencias a sendos congresos, en uno de los cuales ha
recibido el reconocimiento obteniendo el premio a la mejor presentación oral del
congreso.
- 2.- Se ha presentado dentro de unas jornadas de divulgación organizada por el IUTA,
en la que han intervenido tres de los investigadores del proyecto, José Ignacio
Rodríguez, Pablo Suárez y José M. Sierra,
Memoria 2014 114
- 3.- Finalmente, en la presentación de los proyectos del IUTA 2014 celebrada en
Diciembre de 2014, el proyecto ha sido reconocido también con el premio a la mejor
ponencia, presentada por Pablo Suárez Méndez.
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros
gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 3.750 €
Otras fuentes Referencia
proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Pablo Suárez Méndez
Tareas Diseño, modelado 3D, y participación directa en
la fabricación y pruebas.
Período del 1 de marzo al 31 de julio
Memoria 2014 115
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 9
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Influencia de la geometría y tipo de fijación en el comportamiento biomecánico de las
reconstrucciones del ligamento cruzado anterior, mediante la utilización de métodos
numéricos y experimentales.
Investigadora responsable: Inés Peñuelas Sánchez
Tfno: 98 518 1980 E-mail: [email protected]
Otros investigadores: Cristina Rodríguez González, Tomás García Suárez
Empresas o instituciones colaboradoras.
Clínica Cemmar (Centro de Especialidades Médicas Maestro y Rodríguez).
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
La intervención para la reconstrucción del ligamento cruzado anterior (LCA) puede realizarse
utilizando dos posibles sustitutos del ligamento: los obtenidos del propio paciente y los
denominados autoinjertos. Los primeros se obtienen, generalmente, del tendón del músculo
semitendinoso, del recto interno o del ligamento rotuliano, mientras que los segundos son
obtenidos de cadáveres. La utilización de estos diferentes grupos de tendones no ha mostrado
diferencias significativas en cuanto a la calidad de la reconstrucción LCA, por lo que las
variables principales que determinarán el éxito de la reconstrucción habrá que buscarlas entre
la experiencia del cirujano, la curva de aprendizaje, la técnica quirúrgica o el tipo de fijación.
Debido al importante número de fijaciones existentes en el mercado, la elección de la misma
es un punto de debate en torno a la longevidad de los resultados, con implicaciones en la
rehabilitación (punto de vista clínico), en la resistencia a fatiga de los implantes (punto de vista
biomecánico) y en el precio (punto de vista crematístico). Así mismo, el perfecto conocimiento
de los diferentes tipos de implantes parece una obligación para el cirujano ortopédico, ya que
se enfrenta a la elección entre un amplio arsenal terapéutico, que cada año se amplia y mejora
gracias a la competencia entre las diferentes empresas. Habiéndose demostrado las nulas
diferencias entre el tipo de injerto a utilizar en la reconstrucción del LCA, y dado que las
técnicas quirúrgicas se encuentran muy estudiadas y estandarizadas, parece lógico pensar
que la variable principal de éxito de la reconstrucción estriba en el tipo de fijación utilizada.
Aunque es muy habitual el uso de sistemas de fijación intratúnel, mediante los denominados
tornillos interferenciales, existe la duda respecto a la fijación directa que este tipo de tornillos
produce entre la plastia y el túnel óseo. El principio básico y primordial es la máxima
compresión de dicha plastia contra el hueso, pero sin producir un efecto deletéreo de rotura
Memoria 2014 116
de la misma por aplastamiento, sección con el filete del tornillo, etc. El equilibrio para lograr la
máxima compresión con el mínimo daño en el tendón se consigue jugando con las variables
diámetro de tornillo, diámetro de túnel y diámetro de plastia, entre otras. Dado que el diámetro
de la plastia viene impuesto por la envergadura del paciente, para una plastia dada serán las
geometrías y configuración del tornillo y túnel algunas de las variables que juegan un papel
fundamental en la consecución de un grado de fijación óptimo.
La estrecha colaboración entre el Dr. Maestro y el equipo Investigador desde hace años, se
ha traducido en la realización de un amplio programa experimental en el que se han obtenido
numerosos datos y resultados muy interesantes. No obstante, el gran número de variables
que intervienen en la óptima consecución de una reconstrucción LCA, hace inviable su estudio
únicamente mediante técnicas experimentales. Por ello, en el presente proyecto se pretende
llevar a cabo un programa numérico pseudo-experimental (simulación numérica de técnicas
experimentales) que permita analizar la influencia de las diferentes variables que afectan al
comportamiento y éxito de estas reconstrucciones, así como la caracterización mecánica de
las mismas.
Esta mejora de las reconstrucciones LCA se traducirá en importantes beneficios para todos
los pacientes que se ven sometidos a este tipo de intervenciones, en especial deportistas cuya
recuperación es un factor primordial para su futura práctica deportiva. Este es el caso de
futbolistas tanto amateurs como profesionales o esquiadores, entre otros, en los que este tipo
de lesiones son muy frecuentes.
De este modo, el objetivo fundamental del proyecto será determinar la geometría y
configuración idóneas de túnel y tornillo para un diámetro de plastia dado. Para ello se
evaluará el comportamiento biomecánico del conjunto hueso-plastia-fijación, mediante
análisis numérico utilizando el método de los elementos finitos (MEF) y se comparará con
resultados experimentales obtenidos a partir de muestras in vitro de reconstrucciones llevadas
a cabo con diferentes relaciones de diámetro tornillo/túnel.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
El objetivo fundamental del proyecto es determinar la geometría y configuración idóneas de
túnel y tornillo a utilizar en cada reconstrucción LCA para un diámetro de plastia dado. Para
ello se ha evaluado el comportamiento biomecánico del conjunto hueso-plastia-fijación,
mediante análisis numérico utilizando el método de los elementos finitos (MEF) y se ha
comparado con resultados experimentales obtenidos a partir de muestras in vitro de
reconstrucciones llevadas a cabo con diferentes relaciones de diámetro tornillo/túnel.
El grado de consecución de los objetivos planteados es del 100%.
2.3 Tareas realizadas.
Durante la ejecución del proyecto, se han realizado las siguientes tareas:
1) Estudio bibliográfico.
2) Selección de materiales, configuraciones y geometrías de estudio.
Memoria 2014 117
3) Análisis numérico del comportamiento mecánico del conjunto hueso-plastia-fijación.
4) Comparación con resultados experimentales.
5) Análisis conjunto de resultados y elaboración del informe final.
Además de los miembros del equipo investigador, para la realización de estas tareas se ha
contado con dos becarios y con la colaboración del Doctor Antonio Maestro.
El grado de ejecución del proyecto es del 100%.
2.4 Resultados obtenidos.
Los principales resultados obtenidos mediante el presente proyecto, se resumen en los
siguientes:
1) En cuanto a la relación de diámetros óptima entre tornillo interferencial y túnel, interesa que
el tornillo sea ligeramente superior al diámetro del túnel – Figura 3 -.
2) En lo relativo a la longitud del tornillo, es preferible la utilización de tornillos largos frente a
tornillos cortos de cara a asegurar una buena fijación de la reconstrucción, pero evitar daños
en el ligamento.
3) En cuanto a la geometría de la rosca del tornillo, es conveniente utilizar tornillos de material
termoplástico PEEK, con rosca trapecial de paso y flanco elevados. Esto asegura que la
compresión tanto en el hueso como en el ligamento es adecuada y evita que se afloje la unión
– Figura 4.
Para la consecución de estos resultados se han realizado numerosas simulaciones numéricas
de reconstrucciones en las que se han considerado dos materiales diferentes para el tornillo
(Ácido Poliláctico (PLA) y Polieteréteracetona (PEEK)), dos formas diferentes de fijar el tendón
(por uno o dos lados) – Figura 1 -, tres longitudes diferentes de tornillo, tres relaciones
diámetro del tornillo frente a diámetro del túnel (menor, igual y mayor que la unidad) y tres
tipos de rosca diferentes (dos trapeciales con distinto flanco y paso, y una rosca triangular) –
Figura 2 -. En todos los casos se han considerado dos zonas en el hueso (hueso cortical y
hueso esponjoso), para acercarse al comportamiento mecánico del mismo en una
reconstrucción real.
Memoria 2014 118
Figura 1: Injerto sencillo y doble
Figura 2: Roscas consideradas
Memoria 2014 119
Figura 3: Resultados de tensiones de compresión sobre el ligamento en función de las relaciones de
diámetros entre tornillo y túnel
Figura 4: Resultados de tensiones de compresión sobre el ligamento en función del tipo de rosca y
valores medios en la zona de ligamento estudiado
Memoria 2014 120
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
Como continuación lógica del proyecto, y a tenor de los interesantes resultados obtenidos, se
pretende continuar con la caracterización mecánica de los distintos elementos que intervienen
en la reconstrucción del LCA, es decir, de hueso, plastia y tornillo interferencial. Para ello se
dispondrá de muestras in vitro de todos los elementos que conforman la unión, así como de
muestras de reconstrucciones llevadas a cabo con diferentes relaciones de diámetro
tornillo/túnel. Por otra parte, y una vez determinada la geometría y configuración idóneas de
túnel y tornillo a utilizar en cada reconstrucción LCA para un diámetro de plastia dado (a partir
de los resultados obtenidos mediante el proyecto llevado a cabo en 2014), se procederá a la
modelización y simulación numérica de estos elementos y del comportamiento biomecánico
del conjunto hueso-plastia-fijación, mediante análisis numérico utilizando el método de los
elementos finitos (MEF). La combinación de las técnicas experimentales y numéricas,
permitirá optimizar la reconstrucción para cada caso particular.
2.6 Divulgación de los resultados.
Los resultados obtenidos en el proyecto llevado a cabo en 2014, han sido enviados al
congreso internacional 9th European Solid Mechanics Conference (ESMC 2015), que se
realizará en julio de 2015, bajo el título “Effect of size ratio and type of interference screws
used in ACL reconstruction. Numerical simulation and experimental validation”. Por otra parte
se está escribiendo un artículo para enviarlo a la revista internacional, indexada en el JCR,
“The Knee”.
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 3.375 €
Otras fuentes Referencia
proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Cristian Leal Fernández
Tareas
Ha participado activamente en todas las actividades y
tareas del proyecto, salvo en la realización del informe
final. El mayor tiempo lo ha dedicado a la realización
de las simulaciones numéricas, gestión de resultados
y análisis de los mismos.
Período del 1 de mayo al 31 de octubre
Personal Becario
Nombre Jorge Menéndez Fernández
Tareas Ha participado en el análisis de resultados y en la
realización del informe final.
Período del 1 de noviembre al 31 de diciembre
Memoria 2014 121
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 10
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Nuevos biosensores electromagnéticos tipo Predictor®
Investigadora responsable: Montserrat Rivas Ardisana
Tfno: 98 518 2387 E-mail: [email protected]
Otros investigadores: José Ángel García Díaz, José Carlos Martínez García, Rosario Díaz
Crespo, Laura Elbaile Viñuales, Francisco J. Carrizo Medina.
Empresas o instituciones colaboradoras.
Dismed S.A. y Fundación Prodintec
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
Los test con Tiras de Flujo Lateral (TFL), como el Predictor®, son ensayos bioquímicos
sencillos, rápidos, sensibles y altamente específicos. No obstante, su utilidad está restringida
a pruebas positivo/negativo como los conocidos test de embarazo. Este proyecto propone una
evolución de esta técnica para conseguir una técnica cuantitativa. De esta forma se amplía su
utilidad a los cientos de analitos de interés clínico de los que es necesario conocer su cantidad,
como por ejemplo el colesterol, la glucosa, marcadores tumorales, etc… La concentración de
estas sustancias se determina actualmente por ensayos inmunoenzimáticos igualmente
sensibles y específicos que las TFL, pero más laboriosos, caros y lentos que éstas.
Extender la aplicación de las TFL reduciría el tiempo de espera desde la recogida de fluido
biológico (sangre, orina u otros) hasta la obtención del diagnóstico, abarataría los costes de
los análisis y permitiría su aplicación sin requerir personal especializado ni laboratorios
altamente equipados, como en el domicilio o en zonas catastróficas.
En este proyecto se han realizado dos modificaciones respecto a las TFL convencionales.
1) Añadir nanopartículas superparamagnéticas funcionalizadas a las TFL, en lugar de las
habituales nanopartículas no-magnéticas.
2) Desarrollar un sensor electromagnético para detectar en tiempo real la señal
magnética debida a dichas partículas presentes en la TFL.
Las nanopartículas superparamagnéticas tienen unas características que las hacen muy útiles
en sensorización de sustancias biológicas, como su poderoso magnetismo, su tamaño
nanométrico y su superficie químicamente activa. Debido a esto, el reto de su detección es un
tema candente en la bibliografía científica contemporánea. Entre las varias técnicas descritas,
Memoria 2014 122
en este proyecto se ha profundizado en una nueva técnica identificada recientemente por los
solicitantes de este proyecto (Nanotechnology 24 245501 2013), cuya sensibilidad ha probado
ser suficiente para el objetivo propuesto y cuyo elemento sensor es extremadamente barato
y accesible.
El biosensor en combinación con la técnica TFL se ha evaluado para la detección del antígeno
específico de próstata, Prostate Specific Antigen, o PSA, con resultados muy positivos,
apuntándose de cara a futuras investigaciones varias líneas de mejora de la sensibilidad del
método.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
El objetivo deseado a largo plazo es desarrollar un método rápido de detección de sustancias
bioquímicas que además mejore la sensibilidad y portabilidad de los actuales, manteniendo
bajos costes de fabricación y facilidad de manejo.
Para este proyecto los objetivos iniciales concretos eran integrar un sistema electromagnético
de detección de nano partículas superparamagnéticas con Tiras de Flujo Lateral (TFL),
avanzar en la comprensión de la interacción física entre nanomateriales y sensores, y lograr
una sensibilidad del sistema suficiente para la cuantificación de sustancias de interés clínico.
En efecto, se implementó un sistema de posicionamiento de los elementos que componen las
TFL sobre distintos elementos sensores (ver imagen inferior). En todos los casos las TFL son
de usar y tirar, mientras que los sensores se reutilizan para un gran número de TFL.
Fig. 1 Tres instantes de una prueba realizada con una TFL adherida a la superficie de un sensor electromagnético.
Respecto al estudio de la interacción física entre las nanoestructuras magnéticas y el sensor
se han realizado pruebas para analizar la influencia de las dimensiones del circuito sensor en
la distribución de corriente en su interior. Se han acumulado evidencias de que la reducción
de la sección transversal de las pistas favorece la sensibilidad y resolución por unidad de área.
En este estudio, dicha reducción dimensiones de las pistas del dispositivo ha estado
condicionada por las limitaciones del equipo de fabricación (que tiene su límite en pistas de
250 µm de anchura). Por este motivo se decidió adquirir una impresora de circuitos (LPKF
ProtoMAT E33) capaz de reducir en un orden de magnitud las dimensiones de las pistas.
Memoria 2014 123
Aunque no estaba entre los objetivos previstos, se puso en funcionamiento el nuevo equipo,
y se fabricaron nuevos sensores con mayor sensibilidad.
Por último, sobre la detección con muestras biológicas se han realizado pruebas de
funcionalización de distintas nanopartículas contra PSA. Si bien en este punto los resultados
son aún provisionales, podemos confirmar la eficacia del método propuesto, con previsiones
de llegar a detectar cantidades de interés clínico (en torno a 0.01 ng/mL de PSA).
2.3 Tareas realizadas.
Las tareas realizadas durante el transcurso del proyecto han sido las siguientes:
Valoración de distintas muestras de nanopartículas funcionalizadas: composición
química, diámetro, propiedades magnéticas y difusión a través de la membrana.
Preparación de las Tiras de Flujo Lateral (TFL): deposición de anticuerpos, de
nanopartículas funcionalizadas, bloqueo de la membrana, y montaje sobre sistema de
detección.
Estudio teórico de la interacción entre las nanopartículas magnéticas y el sensor.
Puesta en funcionamiento de equipo de fabricación de sensores (LPKF ProtoMAT E33)
y diseño de nuevos sensores.
Medidas en tiempo real de la señal magnética en TFL.
2.4 Resultados obtenidos.
La menor cantidad de nanopartículas detectada hasta la fecha es de 200 ng. Como la masa
de una nanopartícula promedio es 2.7·10-21 kg y la masa de una única proteína PSA es 33
kDa = 5.5·10-23 kg, si suponemos un marcaje idóneo 1:1 entre analito y marcador, nuestro
límite teórico de detección de PSA está actualmente en 4 ng.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
Una de las limitaciones observadas durante la experimentación fue la elevada indeterminación
de distintas medidas, ya que el posicionamiento de las TFL se hacía a mano. Se hace
necesario por lo tanto un sistema de microposicionamiento de las muestras.
También es necesario realizar detección con muestras biológicas reales (que serán
proporcionadas por el Hospital Universitario Central de Asturias), pero al ser los productos
necesarios difíciles de manejar (como la sangre, por cuestiones de higiene y seguridad), o
especialmente caros (el precio de 500 µg de anticuerpo está en torno a 1000 €), esta parte de
la investigación se realizará al final del proyecto.
Memoria 2014 124
2.6 Divulgación de los resultados.
Publicaciones científicas:
Autores: M. Rivas, D. Lago-Cachón, J.C. Martínez-García, J.A. García, A.J. Calleja. Título: Eddy-current sensing of superparamagnetic nanoparticles with spiral-like copper
circuits. Revista: Sensors and Actuactors A: Physical Referencia: M. Rivas et al., Sensor Actuat A-Phys, 216 123 (2014) Enlace: http://goo.gl/mlaCnZ
Autores: D. Lago-Cachón, M. Rivas, C. López-Larrea, A. López-Vázquez, G. Martínez-
Paredes, J.A. García. Título: HeLa cells separation using MICA antibody conjugated to magnetite nanoparticles. Revista: Physica Status Solidi C Referencia: Phys. Status Solidi C 11, No. 5-6, 1043 (2014)
Enlace: http://goo.gl/SmAuWP
Autores: J.C. Martínez-García, M. Rivas, D. Lago-Cachón, J.A. García. Título: First-order reversal curves analysis in nanocrystalline ribbons Revista: Journal of Physics D: Applied Physics Referencia: J.C. Martínez-García et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 47 015001 (2014) Enlace: http://goo.gl/Xq8xvm
Autores: J.C. Martínez-García, M. Rivas, D. Lago-Cachón, J.A. García. Título: FORC differential dissection of soft biphase magnetic ribbons. Revista: Journal of Alloys and Compounds Referencia: J. All. Comp. 615-S1, S276 (2014) Enlace: http://goo.gl/nkfQxM
Otros foros:
Título: Detección ultrarrápida mediante marcaje magnético Congreso: Foro Universidad – Empresa “Claves para innovar” Fecha: 14 de febrero de 2014. Tipo de comunicación: Póster. Enlace: http://goo.gl/I70YRX
Memoria 2014 125
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros
gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 3.375 €
Otras fuentes Referencia
proyecto/contrato
MAT2012-
33405 7.500 € 3.300 € 4.100 €
Personal Becario
Nombre David Lago Cachón
Tareas
Valoración de distintas muestras de
nanopartículas funcionalizadas. Composición
química, diámetro, propiedades magnéticas y
difusión a través de la membrana.
Preparación de las Tiras de Flujo Lateral (TFL):
deposición de anticuerpos, de nanopartículas
funcionalizadas, bloqueo de la membrana, y
montaje sobre sistema de detección.
Estudio teórico de la interacción entre las
nanopartículas magnéticas y el sensor.
Puesta en funcionamiento de equipo de
fabricación de sensores (LPKF ProtoMAT E33)
y diseño de nuevos sensores.
Medidas en tiempo real de la señal magnética
en TFL.
Período del 1 de junio al 31 de octubre
Memoria 2014 126
Memoria 2014 127
Memoria 2014 128
Memoria 2014 129
Memoria 2014 130
Memoria 2014 131
Memoria 2014 132
Memoria 2014 133
Memoria 2014 134
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 11
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Sistema de Construcción Flexible para Viviendas
Investigador responsable: Ángel Martín Rodríguez
Tfno: 98 518 2621 E-mail: [email protected]
Otros investigadores: Miguel A. Serrano López, Juan José del Coz Díaz, Francisco Suárez
Domínguez.
Empresas o instituciones colaboradoras.
Modultec, Arquitecto Pablo Martín Hevia.
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
El proyecto propone el desarrollo de un nuevo modelo de sistema constructivo, cuya finalidad
es construir viviendas unifamiliares por medio del ensamblaje de elementos sencillos
prefabricados e industrializados y que además, el mencionado sistema, presente una gran
facilidad de montaje entre sus diferentes elementos. Este modelo está basado en el sistema
RTA (Ready To Assembly). También tiene la pretensión de permitir modificaciones a lo largo
de la vida útil del edificio y por tanto deberá presentar una facilidad de desmontaje y
acoplamientos de nuevos elementos.
El sistema presenta las siguientes características:
Sistema de construcción modulado
El edificio estará constituido por elementos sencillos que podrán ser montados y
desmontados, con relativa facilidad.
Construcción en seco
Sistema con posibilidad de variaciones “ampliaciones - disminuciones” de los espacios
de la vivienda unifamiliar.
Montaje “con muy poca” mano de obra cualificada.
Elementos livianos en su mayor parte transportados por una sola persona y en alguna
ocasión por dos personas.
Número relativamente pequeño de elementos sencillos diferentes (estimación: 120
piezas)
Memoria 2014 135
Fabricación “Off-Site” de los elementos.
Montaje “On site”.
Presenta un gran control de calidad en cuanto al proceso constructivo.
Permite utilizar una gran variedad de materiales para envolventes.
Se puede incorporar una gran variedad de materiales y espesores, para conseguir el
en cuanto a aislamiento térmico y acústico necesario, en función de las diferentes
localizaciones del edificio.
Permite acoplar carpinterías de diferente tipología, manteniendo la modulación
necesaria.
Las instalaciones se pueden acoplar fácilmente.
El sistema constructivo no necesita cortes para acoplar los diferentes elementos.
Lema: “No sierra y si llave inglesa”.
Los beneficiarios de este proyecto podrían ser una gran cantidad de empresas locales,
principalmente del sector del metal y de la construcción, que disponen de tecnología necesaria
para fabricar los diferentes componentes del sistema. Por otra parte este sistema propone una
producción en masa que llevaría a abaratar los costes de producción y de construcción, con
lo cual la última beneficiaria sería la toda sociedad.
Los resultados esperables podemos decir que inicialmente se espera realizar 3 patentes y
posteriormente poner en práctica la realización del sistema.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
Construir viviendas unifamiliares de un modo semejante al montaje de un mueble tipo RTA.
Ready To Assembly (IKEA). Además con la posibilidad de cambiar de diseño a lo largo de la
vida útil del edificio.
2.3 Tareas realizadas.
Propuesta del sistema global, como conjunto.
División del sistema global en diferentes subsistemas a saber:
1 Cimentación.
2 Estructura.
3 Envolvente externa “Cerramiento”.
4 Envolvente interna “Acabados Interiores”.
5 Carpinterías
6 Espacios y Conductos para el tendido de instalaciones.
7 Escalera.
Memoria 2014 136
8 Tabiques Móviles.
9. Juntas.
10 Cubierta.
Construcción de modelos geométricos para cada uno de los elementos o piezas.
Combinación y ensamblaje de los diferentes elementos para formar un subsistema.
Combinación y ensamblaje de los diferentes subsistemas para formar una edificación
unifamiliar.
2.4 Resultados obtenidos.
Los resultados obtenidos son una serie de piezas elementos que tienen la particularidad de
poder ensamblarse entre sí de una manera fácil, no requiriendo mano de obra especializada.
La geometría de estos elementos es sencilla, permitiendo su fácil fabricación, así como su
transporte al poderse almacenar en cajas, como elementos 2D
Los resultados obtenidos están en fase de diseño geométrico.
El proceso de obtención de patentes resulta largo y laborioso.
La propuesta de poner en práctica la realización del sistema requiere financiación adicional.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
El proyecto es complejo y de larga duración.
Se requiere realizar un prototipo a escala real para contrastar el perfecto funcionamiento del
sistema.
Memoria 2014 137
Materializar los diferentes elementos piezas que se proponen como soluciones y proponer
diferentes materiales para su construcción.
Se requiere más tiempo y financiación para continuar con los trabajos.
2.6 Divulgación de los resultados.
Pendiente presentación en congreso
Pendiente artículo en revista de impacto.
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros
gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 3.375 €
Otras fuentes Referencia
proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Diego Lozano Moreno
Tareas
Construcción de modelos geométricos para
cada uno de los elementos o piezas.
Combinación y ensamblaje de los diferentes
elementos para formar un subsistema.
Combinación y ensamblaje de los diferentes
subsistemas para formar una edificación
unifamiliar.
Período del 1 de marzo al 30 de noviembre
Memoria 2014 138
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 12
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Análisis modal de la pasarela peatonal del parque de Moreda.
Investigador responsable: Manuel López Aenlle
Tfno: 98 518 2057 E-mail: [email protected]
Otros investigadores: Pelayo Fernández Fernández.
Empresas o instituciones colaboradoras.
Ayuntamiento de Gijón
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
El objetivo del proyecto es la caracterización dinámica de la pasarela peatonal que cruza
desde la Avenida de Portugal hasta el parque de Moreda, en el ayuntamiento de Gijón. Para
ello se realizarán ensayos modales sobre la estructura utilizando sensores de aceleración de
alta sensibilidad y posteriormente se determinarán los parámetros modales (frecuencias
naturales, modos de vibración e índices de amortiguamiento) mediante técnicas de
identificación modal. Se realizarán ensayos antes de iniciarse las obras y se repetirán una vez
finalizadas.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
OBJETIVOS INICIALES
Realizar ensayos modales sobre la pasarela peatonal.
Determinar parámetros modales mediante técnicas de análisis modal operacional.
Verificar el cumplimiento de la normativa vigente.
Disponer de información experimental para validar y readaptar modelos numéricos.
GRADO DE CONSECUCIÓN Se han cumplido en su totalidad todos los objetivos previstos.
Memoria 2014 139
2.3 Tareas realizadas.
Análisis del diseño de la pasarela peatonal del parque de Moreda.
Modelo numérico simplificado de la estructura de la pasarela.
Preparación de los ensayos modales: Número de sensores, posición de los sensores,
parámetros de ensayo, etc.
Ensayos modales operacionales sobre la pasarela.
Análisis de los resultados mediante software de análisis modal.
Comparación de los resultados con los criterios propuestos por las normas vigentes.
Redacción del informe final.
Ensayos en la torre de la Universidad Laboral.
2.4 Resultados obtenidos.
El análisis modal operacional es una técnica que puede ser aplicada para la validación
de modelos numéricos y para comprobar si las estructuras cumplen los criterios de
confort exigidos por las normativas.
La pasarela peatonal del parque de Moreda no cumple la normativa vigente en cuanto
a rangos de frecuencias naturales a evitar ni tampoco en lo que se refiere a niveles
máximos de aceleración.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
Realización de una nueva campaña de ensayos para verificar que la estructura
reforzada cumple con los criterios establecidos por las normas en cuanto a rangos de
frecuencias naturales y niveles máximos de aceleración.
Modelización numérica de la torre de la Universidad Laboral y validación a partir de
los ensayos experimentales.
2.6 Divulgación de los resultados.
Informe de los trabajos realizados entregado al Ayuntamiento de Gijón.
Se enviará un artículo una revista, previa autorización del Ayuntamiento de Gijón para
publicar los resultados.
Memoria 2014 140
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros
gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 2.625 €
Otras fuentes Referencia
proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Ismael García García
Tareas
- Análisis del diseño de la pasarela peatonal del parque de Moreda.
- Preparación de los ensayos modales: Número de sensores, posición de los sensores, parámetros de ensayo, etc.
- Ensayos modales operacionales sobre la pasarela.
- Análisis de los resultados mediante software de análisis modal.
Período del 16 de marzo al 15 de mayo y del 1 de
septiembre al 15 de octubre
Memoria 2014 141
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 13
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Diseño e implementación de un entorno colaborativo on-line multidispositivo para la
gestión y desarrollo de las diferentes etapas de un proyecto de ingeniería.
Investigador responsable: Pablo Pando Cerra
Tfno: 98 518 1948 E-mail: [email protected]
Otros investigadores: Pedro Ignacio Álvarez Peñín, Jorge Bonhomme González, Victoria
Mollón Sánchez, Bernardo Busto Parra
Empresas o instituciones colaboradoras.
TUINSA NORTE S.A.
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
El actual panorama de crisis económica en la que vivimos obliga a las empresas del sector
metal, referentes en el municipio de Gijón y de Asturias, a reinventarse día a día para
adaptarse a las nuevas necesidades del cliente en la que los costes, respuesta a cliente y
plazos de fabricación deben ser cada vez más ajustados. Rodearse de herramientas
tecnológicas que generen valor añadido y minimicen estos problemas resulta el entorno
perfecto de trabajo.
En la empresa actual, adquiere cada vez más importancia el control de gestión, dado que los
recursos son escasos, los procesos son complejos, y cada vez es más crítica la información
que se requiere para una correcta toma de decisiones. En un entorno profesional, las TIC
aportan herramientas específicas, qué, al incluirlas en el día a día de la empresa, son unas
excelentes aliadas para mejorar la gestión del trabajo. Las Tecnologías de la Información y la
Comunicación son aliadas de la eficacia debido a que aportan a los usuarios herramientas
específicas para la gestión del tiempo y de la información. En definitiva, resulta fundamental
contar con la información oportuna para tomar las mejores decisiones en el momento
adecuado. En esta situación las nuevas Tecnologías de la Información son muy relevantes.
Permiten obtener, procesar y controlar mucha más información que los medios manuales.
El presente proyecto pretende implementar una plataforma on-line que permita la gestión y
desarrollo de las diferentes etapas en el diseño-fabricación de un producto industrial dando
apoyo a los diferentes departamentos implicados hasta su entrega a cliente. Además, se
implementará como un entorno colaborativo que defina un feed-back continuo entre los
diferentes departamentos de la empresa combinando el empleo tanto de las estaciones de
trabajo habituales como el uso de dispositivos móviles.
Memoria 2014 142
La Plataforma estará formada por seis módulos: Administrador (gestión de cuentas y permisos
de usuario y coordinación general de los diferentes módulos de la Plataforma), Organizador
(gestión del espacio reservado a cada Proyecto de Ingeniería y de los documentos asignados
a dicho Proyecto), Dibujo (acceso y modificación a los documentos gráficos del Proyecto,
inserción de elementos desde las librerías gráficas desarrolladas para la Plataforma), Taller
(acceso a la documentación durante la fabricación del producto para notificar modificaciones
en ellos), Tester (mecanismos de evaluación de los resultados obtenidos durante los
Proyectos de Ingeniería, comunicación de incidencias y generación de informes) y
Seguimiento (Control y análisis de las diferentes etapas del Proyecto).
Los beneficios que se pretenden obtener con el desarrollo de esta Plataforma, aparte de una
posible comercialización del producto, son la reducción de tiempos en la elaboración de los
planos de producción, facilitar la coordinación entre personas, optimizar los controles
normativos y de calidad, así como mejorar los procesos de disconformidades. De esta forma
se lograría un ahorro de costes, un aumento de la productividad y, por tanto, una mejora de
la competitividad de la empresa.
En resumen, esta Plataforma pretende transformar la manera de trabajar y gestionar recursos,
agilizando las comunicaciones, sustentando el trabajo en equipo y perfeccionando las etapas
de diseño de un producto, todo ello a través de la Integración informatizada de Ingeniería-
Producción-Calidad.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
Este proyecto plantea diseñar una Plataforma colaborativa instalada en un servidor remoto a
la que se pueda acceder desde diferentes medios (estaciones de trabajo, dispositivos móviles)
y que facilite la gestión y desarrollo de la documentación necesaria en los Proyectos de
Ingeniería de una empresa (documentos y planos), así como dar el adecuado tratamiento a
cada tipo de información que se está generando.
Por todo esto, tanto desde el Área de Expresión Gráfica en la Ingeniería como desde la
empresa Tuinsa Norte S.A. se ha propuesto desarrollar una aplicación que facilite la
realización de todas estas tareas con la mayor eficacia posible.
Los objetivos buscados en este proyecto serán los siguientes:
A. Desarrollar una Aplicación Interactiva en un entorno colaborativo que facilite el proceso de
realización de un Proyecto de Ingeniería empleando las oportunidades que ofrecen
actualmente las tecnologías de la comunicación y la información (TIC).
A.1. Definir la Base de Datos que soporte la Plataforma que se quiere desarrollar.
A.2. Desarrollar la estructura de la Plataforma informática para que aúne tanto la gestión
y administración de Proyectos de Ingeniería como la coordinación entre Departamentos
de la empresa (Módulo Administrador de la Plataforma).
A.3. Implementar las herramientas necesarias para generar los espacios de control y
seguimiento de los Proyectos de Ingeniería (Módulo Organizador de la Plataforma).
Memoria 2014 143
A.4 Desarrollar las herramientas que se integrarán en las aplicaciones comerciales de
Dibujo Asistido por Computador que utiliza la empresa para la realización de los planos
del Proyecto (Módulo de Dibujo de la Plataforma).
A.5. Generar aplicaciones que permitan la comunicación de los Departamentos
encargados del desarrollo de los productos con el resto de departamentos participantes
en el Proyecto de Ingeniería (Módulo Taller de la Plataforma).
A.6. Implementar herramientas para la evaluación y control de calidad de los Proyectos
de Ingeniería y su interconexión en el resto del proceso de realización del mismo (Módulo
Tester de la Plataforma).
A.7. Establecer mecanismos de seguimiento del estado actual de los Proyectos de
Ingeniería que se están desarrollando (Módulo Seguimiento de la Plataforma)
B. Analizar si el empleo de esta aplicación mejora la gestión y administración de los Proyectos
de Ingeniería.
B.1. Analizar los resultados obtenidos con la integración de la Plataforma colaborativa en
el proceso de realización de un Proyecto de Ingeniería (tiempos, productividad, etc.).
B.2. Analizar el grado de satisfacción con el uso de la Plataforma mediante la evaluación
del mismo.
B.3. Estudiar si favorece una mejor coordinación entre los departamentos implicados en
la realización de un Proyecto de Ingeniería.
B.4. Detectar cuáles son las condiciones de trabajo más adecuadas para despertar el
interés y motivar el empleo de esta aplicación.
B.5. Examinar si permite la puesta en marcha de medidas estratégicas para la mejora de
la realización de un Proyecto de Ingeniería.
C. Dar a conocer esta experiencia para futuras acciones relacionadas con este proyecto
(comunicaciones, artículos, Tesis doctorales, futuras ampliaciones del proyecto, etc.).
2.3 Tareas realizadas.
Se indican a continuación el grado de cumplimiento de los objetivos propuestos inicialmente
con este proyecto:
A. Desarrollar una Aplicación Interactiva en un entorno colaborativo que facilite el proceso de
realización de un Proyecto de Ingeniería empleando las oportunidades que ofrecen
actualmente las tecnologías de la comunicación y la información (TIC).
Se ha procedido a la implementación de la Plataforma colaborativa a la que hemos
denominado GESPROY y que se detalla en el apartado 2.4 de esta memoria.
En primer lugar, se ha diseñado una Base de Datos robusta que soporta la gran cantidad de
datos que se almacenarán durante el uso de esta Plataforma. En la actualidad consta de 49
tablas de datos generales, más las que se generan de forma automática al dar de alta nuevos
proyectos para su gestión y coordinación.
Memoria 2014 144
A continuación, se implementó un Entorno Web que sirviera de Motor del sistema. Desde
dicho entorno se pueden realizar funciones como:
Control de cuentas de acceso y asignación del nivel de permiso que se le otorga a
cada usuario para acceder a los diferentes elementos de la Plataforma.
Creación de la estructura adecuada para alojar todos los elementos necesarios en la
gestión de un proyecto industrial (carpetas y documentos).
Control sobre los documentos generados mediante herramientas de bloqueo de
edición.
Facilitar el acceso a versiones anteriores de los documentos para el análisis
comparativo de los mismos.
Planificar las tareas asociadas a cada proyecto (Generación de Diagramas Gantt)
Acceder y gestionar formatos de documentos (plantillas).
Gestionar herramientas de apoyo (librerías de bloques) a la realización de planos.
Gestionar y organizar tanto los datos de los clientes como las ofertas que se realizan
a dichos clientes.
Generar informes y análisis estadísticos de los datos almacenados en la Plataforma.
En combinación con el entorno Web se han desarrollado unos plugins que permiten interactuar
con la documentación generada en el proyecto desde herramientas comerciales
habitualmente utilizadas para la realización de dichos documentos. Se han desarrollado los
siguientes plugins:
WordApp: permite crear y modificar documentos de texto asociados a un determinado
proyecto, así como transferirlos a la Plataforma o descargar la última versión de los
mismos.
AutoCADApp: permite crear y modificar documentos gráficos (planos) asociados a un
determinado proyecto, así como transferirlos a la Plataforma o descargar la última
versión de los mismos.
Se está desarrollando un plugin similar para Microsoft Excel, pero todavía no ha sido
totalmente testeado para su uso dentro del entorno diseñado. Asimismo, se pretenden
implementar plugins similares para su uso en dispositivos móviles (Tablets, teléfonos móviles,
etc.).
B. Analizar si el empleo de esta aplicación mejora la gestión y administración de los Proyectos
de Ingeniería.
La implementación de las herramientas informáticas y su compleja interconexión ha retrasado
en cierta medida la finalización de este objetivo. Actualmente se está procediendo a la toma
de datos mediante el uso de esta herramienta. Para ello, tenemos la colaboración de la
empresa “Tuinsa Norte S.A.” que nos ha permitido integrar la Plataforma desarrollada dentro
del funcionamiento habitual de la empresa. Se están evaluando las posibilidades de mejora
que su uso puede aportar durante la realización y ejecución de los proyectos de la empresa y
Memoria 2014 145
esa información debería ofrecer datos que nos permitan mejorar en aspectos como puede ser
la coordinación, la toma de decisión o la optimización de tiempos y recursos.
C. Dar a conocer esta experiencia para futuras acciones relacionadas con este proyecto
(comunicaciones, artículos, Tesis doctorales, futuras ampliaciones del proyecto, etc.).
Fruto de la colaboración con Tuinsa Norte S.A., un trabajador de esta empresa está realizando
una Tesis Doctoral que pretende continuar con la investigación realizadas en este proyecto
con el objeto de desarrollar, analizar y evaluar estrategias y acciones que ayuden a la mejora
en la gestión de Proyectos.
Asimismo, a partir de los resultados que se obtendrán con el uso de las herramientas
desarrollada se pretenden enviar tanto comunicaciones al próximo congreso del área como
publicaciones a revistas de impacto en este ámbito de conocimiento.
2.4 Resultados obtenidos.
El principal resultado obtenido ha sido la implementación de una Plataforma que permita
gestionar y controlar los diferentes elementos que intervienen durante la realización y
ejecución de un Proyecto de Ingeniería. La Plataforma se ha estructurado a partir de un motor,
que será un entorno Web, que interactuará con diferentes clientes (plugins) instalados en las
aplicaciones comerciales que habitualmente se utilizan en una empresa (Figura 1). De esta
forma, no se crearán herramientas propias de edición de documentos, sino que se
aprovechará la potencialidad que ofrecen estas herramientas comerciales pero controladas y
coordinadas desde el repositorio de información que estará alojado en el entorno Web. Esta
forma de trabajar tiene una gran ventaja: en cualquier momento sería posible integrar una
nueva herramienta comercial al sistema desarrollado, bastaría simplemente con implementar
un plugin similar a los ya creados para otras herramientas. Por tanto, el sistema es flexible
puesto que con pequeñas modificaciones se puede adaptar a las necesidades concretas y
reales de cada empresa.
Memoria 2014 146
SERVIDOR
WordAPP
AutoCADAPP
ExcelAPP
Etc.
WordAPP
AutoCADAPP
ExcelAPP
Etc.
WordAPP
AutoCADAPP
ExcelAPP
Etc.
Plugings
Para
Tablets...
Plugings
Para
PDAs...
Figura 1. Elementos que participan en la Plataforma GESPROY.
Figura 2. Módulos de GESPROY.
El entorno Web está estructurado en módulos (Figura 2), pudiendo fácilmente incorporar
nuevos módulos en función de las necesidades futuras de la Plataforma. Actualmente consta
de los siguientes:
Gestión de Usuarios: Desde este módulo se pueden definir y organizar los
departamentos de los que consta la empresa que utiliza esta Plataforma (Figura 3) así
como crear, modificar y eliminar usuarios (Figura 4). También se podrá gestionar el
acceso a los proyectos que tendrá disponible cada usuario (Figura 5).
Memoria 2014 147
Figura 3. Gestión de Departamentos.
Figura 4. Gestión de Usuarios.
Figura 5. Asignación de proyectos a usuarios de GESPROY.
Proyectos: Este módulo dispone de herramientas para crear la estructura (carpetas y
documentos) necesaria para alojar toda la documentación generada durante la
realización y ejecución de los proyectos que realice la empresa (Figura 6). Asimismo,
Memoria 2014 148
habilita al administrador del sistema para controlar en tiempo real los permisos de
edición de cada documento que se ha generado en cada proyecto (Figura 7) y el
acceso a versiones anteriores de cada documento (Figura 8), evitando de esta forma
que varios usuarios intenten modificar al mismo tiempo un determinado documento.
Finalmente, este módulo se completa con herramientas para planificar la ejecución de
los proyectos mediante la generación de diagramas de Gantt (Figura 9) y con
herramientas para gestionar plantillas de documentos para uso común entre los
usuarios.
Figura 6. Organización de la estructura de un proyecto en GESPROY.
Figura 7. Herramienta de control de la edición de los documentos generados.
Memoria 2014 149
Figura 8. Acceso a versiones anteriores (Historial) de un documento.
Figura 9. Generación de diagramas de Gantt para la planificación de proyectos.
Herramientas de Dibujo: Dispone de herramientas para diseñar librerías de bloques
que pueden ser empleados durante la realización de los planos asociados a los
proyectos (Figura 10). Actualmente solo están disponibles librerías para su uso en
AutoCAD pero podrían perfectamente adaptarse para otras aplicaciones de Dibujo
Asistido por Computador.
Memoria 2014 150
Figura 10. Construcción de una librería de Bloques en GESPROY para su uso con AutoCAD.
Gestión Comercial: Este módulo permite tener información muy detallada sobre los
clientes de la empresa (Figura 11), incluyendo herramientas para la gestión de visitas
a cada uno de ellos (Figura 12) y de las ofertas realizadas y su estado actual (Figura
13).
Figura 11. Gestión de clientes en GESPROY.
Memoria 2014 151
Figura 12. Control de visitas a clientes.
Figura 13. Estado de las oferta realizada a un cliente.
Seguimiento: El último módulo desarrollado actualmente en GESPROY permite
generar informes y análisis estadísticos en tiempo real de la información almacenada
en la Plataforma (Figura 14).
Figura 14. Herramienta de informes de GESPROY.
Memoria 2014 152
El entorno Web tiene diferentes formas de acceso en función de los permisos asignados al
usuario. Se han definido los siguientes modos de acceso: Administrador (acceso total),
Responsable (acceso a las herramientas de Proyectos), Trabajador (acceso a algunas
herramientas de Proyectos), Comercial (acceso a las herramientas comerciales) y Cliente
(acceso a la visualización de la planificación y seguimiento de unos determinados proyectos).
Cada usuario tendrá un acceso personalizado y, por tanto, solo podrá visualizar aquellas
partes del entorno Web que tenga asignadas.
Para complementar el funcionamiento del entorno Web se han desarrollado una serie de
plugins que se instalan en aplicaciones comerciales que se utilizan habitualmente en
empresas de Ingeniería, con el objeto de aprovechar la funcionalidad de dichas herramientas
en la generación y actualización de los documentos asociados a cada proyecto en GESPROY.
De esta forma, se evita la implementación de herramientas específicas que en ningún caso
podrían competir en cuanto a recursos y utilidades con las que disponen las aplicaciones
comerciales pero se facilita la interacción y conectividad de dichas aplicaciones con la
Plataforma desarrollada.
Actualmente, hay dos plugins en funcionamiento, pero el sistema es muy flexible para que
posteriormente se puedan incorporar nuevas aplicaciones comerciales a la estructura. Para
ello bastaría simplemente con diseñar un plugin para dicha aplicación similar a los ya
desarrollados.
El primer plugin implementado fue WordApp. Se ha desarrollado para su instalación en
Microsoft Word y para usarlo es necesario en primer lugar autentificar al usuario (Figura 15).
De esta forma, el usuario podrá seleccionar y visualizar los documentos de texto de los
proyectos a los que tenga permiso de acceso (Figura 16). Una vez que el usuario descargue
un documento, podrá editarlo y posteriormente subir los cambios al servidor siempre y cuando
ese documento no esté bloqueado por otro usuario en ese momento.
Figura 15. Conexión plugin Word con GESPROY.
Memoria 2014 153
Figura 16. Seleccionar documento de GESPROY para editar.
Similar planteamiento tiene el otro plugin desarrollado, AutoCADApp, solo que en este caso
es para la manipulación de documentos gráficos (planos) desde un programa de Dibujo
Asistido por Computador como es AutoCAD. El usuario debe en primer lugar identificarse pero
en este caso, además de acceder a los documentos disponibles para dicho usuario,
descargará las librerías de bloques que tenga asignadas (Figura 17). De esta forma, el usuario
podrá hacer uso de ellas para la realización de planos. Una vez editados, los planos podrán
subirse al servidor siempre y cuando no estén bloqueados por otro usuario en ese momento.
Figura 17. Plugin de AutoCAD para interactuar con GESPROY.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
Las grandes posibilidades que el uso de este entorno puede proporcionar para la gestión y
ejecución de los proyectos industriales dentro de la empresa ha llevado a los investigadores
que han realizado este proyecto a continuar con las mejoras y ampliaciones que se pueden
realizar dentro de la Plataforma.
Esa fue una de las razones por las que un trabajador de la empresa que ha colaborado en
este proyecto (Tuinsa Norte S.A.) ha decidido continuar investigando en este campo y
actualmente está realizando una Tesis Doctoral en la que pretende analizar metodologías y
estrategias de mejora continua en la empresa que favorezcan una mejor toma de decisiones
y una optimización del tiempo de realización de un proyecto mediante el control en tiempo real
Memoria 2014 154
de las actividades, los tiempos de dedicación de los trabajadores, los costes generados y los
recursos disponibles.
A continuación se muestran algunas capturas (Figuras 18, 19 y 20) de la versión renovada de
GESPROY que está implementando para su Tesis Doctoral y en la que está incluyendo
nuevas herramientas para el control horario y de tareas de todos los elementos implicados en
la realización y ejecución de un proyecto y que le servirá de base para los análisis estadístico
que pretende hacer de todos los datos adquiridos con la integración de su plataforma dentro
del modelo productivo de la empresa.
Figura 18. Herramienta de gestión para análisis de tipos de Obra.
Figura 19. Herramientas de Planificación de tareas en proyecto y descarga de datos.
Memoria 2014 155
Figura 20. Herramientas análisis en tiempo real de los pedidos de un proyecto.
2.6 Divulgación de los resultados.
El 10 de Octubre de 2014 se participó en un Desayuno Tecnológico organizado por el Instituto
Universitario de Tecnología Industrial de Asturias (IUTA) y el Centro Municipal de Empresas
de Gijón, y que con el título “Herramientas innovadoras para la gestión” pretendía mostrar a
los presentes nuevas posibilidades para una gestión eficiente de las empresas. En dicho
desayuno se hizo una presentación la Plataforma desarrollada (GESPROY), de las múltiples
posibilidades que su uso podía ofrecer a las empresas de Ingeniería y de la línea de
investigación que se ha continuado a partir de los resultados que se estaban obteniendo con
este proyecto.
Asimismo, se están preparando una serie de comunicaciones que se presentarán en el
próximo congreso del Área tendrá lugar en Junio de 2015 y que consistirá en la presentación
de los productos desarrollados así como de los resultados obtenidos durante la fase de ensayo
que se está realizando actualmente en Tuinsa Norte S.A. . Del mismo modo, se pretenden
publicar los resultados obtenidos tanto en este Proyecto como en la Tesis Doctoral que se
está actualmente realizando en revistas de impacto relacionadas con esta materia.
Memoria 2014 156
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros
gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 2.625 €
Otras fuentes Referencia
proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Aránzazu Quiroga Alonso
Tareas
Diseño de la Base de Datos de la Plataforma;
Definición y desarrollo de la estructura del entorno
Web así como de las diferentes ventanas de las
que se compone dicho entorno; Colaboración en
la implementación de los plugins que conectan el
entorno Web con las herramientas comerciales
con las que se elaboran la documentación de los
Proyectos de Ingeniería.
Período del 1 de abril al 15 de julio
Memoria 2014 157
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 14
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Estudio, cálculo y desarrollo de puentes modulares. Investigador responsable: Juan José del Coz Díaz Tfno: 98 518 2042 E-mail: [email protected] Otros investigadores: Alfonso Lozano Martínez-Luengas, Mar Alonso Martínez, Antonio Navarro Manso, Felipe Pedro Álvarez Rabanal Empresas o instituciones colaboradoras.
AST Ingeniería S.L, Modultec Modular Systems S.A., OTA Ingeniería SL, Agrupación Empresarial para la Industrialización de la Construcción en Asturias AIC, Club Asturiano de la Innovación – Innovasturias.
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
El objetivo del presente proyecto es estudiar, calcular y desarrollar puentes modulares
elaborados con perfiles laminados y chapas plegadas de acero. La creación de puentes
metálicos modulares se desarrolló en la década de 1940, con el diseño de los puentes Bailey
inventados por los ingleses, durante la Segunda Guerra Mundial para el paso de vehículos
militares, los cuales eran montados en corto tiempo y reutilizables. En los últimos años, este
tipo de puentes han tenido un buen nicho de mercado en los países en vías de desarrollo,
tales como los Latinoamericanos, y han ayudado al desarrollo social de diferentes
comunidades en la creación de vías de acceso, principalmente a través de donaciones
internacionales e inversiones de Gobiernos locales, por su factibilidad técnica y económica
frente a otras soluciones más costosas de puentes (hormigón, etc.), lo que ha permitido
atender a las necesidades de la población y mejorar su calidad de vida. Existen puentes
modulares que, en la actualidad, tienen más de 60 metros de vano por los que transitan más
de 600.000 personas al día.
Es preciso apuntar que las carreteras de un país son las infraestructuras más importantes en
su desarrollo económico y social, ya que a través de éstas se realiza la comunicación terrestre.
Por tanto, la aplicación de puentes modulares es un complemento primordial en ellas. Aún,
cuando, por su longitud, los puentes representan una porción pequeña de la red de carreteras,
constituyen eslabones viales vitales, que garantizan su continuidad y permiten un ahorro muy
importante en el trazado de las carreteras.
Memoria 2014 158
Hasta el momento, los puentes metálicos modulares eran estructuras de acero formadas por
un conjunto de paneles que se unen mediante tornillos o eslabones. Para conseguir diferentes
resistencias estructurales se colocan en filas simples, dobles o triples, en el plano horizontal,
y en la misma forma en el plano vertical, de acuerdo con los requerimientos de longitud y
capacidad soportante. Son montados en tiempos cortos, sobre acantilados profundos,
estructuras de paso dañadas, ríos o vaguadas, como puentes económicos o en emergencias
con el fin de habilitar el paso de vehículos, adaptando su apoyo a las bases existentes de la
vía interrumpida o sobre estribos diseñados para su colocación.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
Los objetivos que se han alcanzado en este proyecto son el diseño de puentes modulares
capaces de abarcar diferentes rangos de luces, comprendidas entre los 25 y 60 metros de
vano, elaborados en diferentes elementos estructurales ligeros con buen comportamiento en
términos de resistencia y rigidez reduciendo el peso del conjunto. Para ello se han realizado
diseños en celosía y se ha utilizado, para el tablero del puente, una patente sobre un forjado
aligerado de una de las empresas colaboradoras.
Los objetivos tecnológicos de este proyecto han sido principalmente los indicados en los
siguientes puntos:
- Diseño de estructuras para puentes modulares de luces entre 25 y 60 m.
- Cálculo estructural de los puentes diseñados.
- Estudio numérico mediante el método de los elementos finitos (MEF) de los
componentes estructurales del puente modular diseñado.
Para alcanzar estos objetivos se han llevado a cabo varias actividades principales.
En primer lugar, se ha realizado un diseño de la estructura más apropiada para los puentes
modulares, dependiendo de los anchos y las luces que se van a utilizar. Esta actividad se ha
basado en diseños anteriores de estructuras ligeras y resistentes.
En segundo lugar, se ha realizado el pre-dimensionamiento de la estructura diseñada con el
fin de cumplir las condiciones en estado límite de servicio y estado límite último.
Finalmente, se han realizado simulaciones numéricas mediante el método de los elementos
finitos que han permitido verificar el comportamiento estructural de los puentes pre-
dimensionados, así como optimizar y parametrizar algunos elementos del conjunto.
Estas actividades se descomponen en tareas específicas que en su conjunto describen el
desarrollo del proyecto.
Memoria 2014 159
2.3 Tareas realizadas.
Las tareas que se han llevado a cabo en este proyecto para alcanzar los objetivos tecnológicos
del mismo son las expuestas a continuación:
- Diseño geométrico del forjado y la celosía que componen los puentes modulares
utilizando perfiles normalizados y chapa de acero plegada. El diseño geométrico del
forjado se basa en la configuración de chapa delgada de acero plegada debido a que
sus características resistentes y su gran ligereza lo hacen un elemento muy útil para
la construcción modular industrializada. Respecto a la celosía, el diseño realizado se
corresponde con una celosía tipo Warren simple para las luces menores, hasta 25 m.
(ver Figura 1.a) ) y de tipo Warren compuesta para luces más elevadas, hasta 60 m.
(ver Figura 1.b) )
Figura 1. a). Celosía tipo Warren simple.
Figura 1. b). Celosía tipo Warren doble.
- Pre-dimensionamiento de las celosías tipo Warren construida con perfiles
normalizados de acero para todos los casos de carga considerados. En este caso,
será necesario homogeneizar los perfiles para los diferentes puntos de la celosía con
el fin de alcanzar una solución uniforme que permite el ensamblaje de todos los
perfiles. En esta tarea se han obtenido los esfuerzos a los que se encuentra sometida
cada sección, y para cada esfuerzo se busca la solución más coherente.
Figura 6. Elementos de la celosía y principales esfuerzos sobre dichos elementos.
- Cálculo de los elementos estructurales de la celosía para dos condiciones de
carga, estructura en servicio biapoyada y estructura durante su lanzamiento, en
voladizo. Las dos condiciones de carga son mostradas en la figura 3.
Memoria 2014 160
Figura 7. Posición de la celosía simple en servicio, biapoyada isostática.
Figura 8. Posición más desfavorable para la celosía simple durante el lanzamiento, voladizo.
En el caso de estructura en posición de servicio en la que la estructura se encuentra
biapoyada, las cargas consideradas sobre la estructura son las siguientes:
o Sobrecarga de uso, especificada por el CTE.
o Sobrecarga de nieve, especificada por el CTE.
o Cargas propias de la estructura relativas al peso del forjado y al peso de la
celosía. El peso del forjado incluye la chapa plegada de acero, las vigas
transversales y la capa asfáltica. Mientras que el peso de la celosía incluye el
peso de todas las barras de acero o perfiles normalizados que componen el
conjunto de la estructura. El valor de esta carga varía en función de la luz del
puente a construir.
Respecto al proceso de lanzamiento de la estructura, las cargas aplicadas durante el
lanzamiento son menores puesto que el puente se lanza con el forjado sin cargar.
Asimismo, durante el lanzamiento del puente tampoco se incluye la sobrecarga de uso.
En conclusión, las cargas consideradas en el cálculo de la estructura durante su
lanzamiento son:
Memoria 2014 161
o El peso de la celosía, considerando que esta carga depende de la luz del
puente a estudiar.
o El peso de la estructura del forjado, compuesto por vigas transversales y chapa
delgada de acero plegada. En este caso, no se considera la capa asfáltica, ya
que como ya se ha comentado, la estructura se lanza sin la carga de asfalto.
En base a lo anterior, se han realizado varios estudios analizando varias luces y varios
anchos para los puentes. En la Tabla 2 se incluyen las configuraciones estudiadas en este
proyecto.
Tabla 2. Casos de carga estudiados.
Biapoyada Lanzamiento
Luz (m.) 25 60 25 60
Ancho
(m.) 3.15 4.2 3.15 4.2 3.15 4.2 3.15 4.2
- Validación de los cálculos mediante modelos numéricos de elementos finitos
con los que es posible obtener los estados de tensión y deformación de los elementos
estructurales que componen los puentes modulares. En esta tarea se ha llevado a
cabo el cálculo por el método de los elementos finitos del forjado industrializado de
chapa delgada plegada y los diferentes diseños de celosía obtenidos en las tareas
anteriores. Para ello, en primer lugar, se ha realizado un modelo numérico mediante
APDL en ANSYS con el que se han obtenido los esfuerzos sobre el forjado. En
segundo lugar, se ha realizado un modelo de barras mediante ANSYS Workbench en
el que se han obtenido los esfuerzos sobre los diferentes elementos de la celosía. Los
Figura 9. Posición de la celosía doble en servicio, biapoyada isostática.
Figura 10. Posición más desfavorable para la celosía doble durante el lanzamiento, voladizo.
Memoria 2014 162
modelos numéricos realizados permiten obtener un procedimiento de cálculo válido
para diseños posteriores. Estos modelos dan lugar a una solución versátil útil para
posteriores cálculos estructurales de este tipo de puentes modulares.
Figura 11. Mallado de elementos finitos de la geometría de la celosía simple.
Figura 12. Detalle de la malla de elementos finitos de la celosía simple.
2.4 Resultados obtenidos.
Los resultados obtenidos son expuestos en base a los diferentes objetivos de este proyecto.
En primer lugar, se ha diseñado la geometría de la celosía alcanzando un diseño estructural
de barras que aporta gran resistencia sin aportar gran peso al conjunto. El diseño
seleccionado es una estructura tipo Warren simple o compuesta dependiendo de las luces.
En segundo lugar, el pre-dimensionamiento de las celosías tipo Warren. Esta celosía es una
estructura de barras compuesta por tirantes, elementos en la parte inferior de la celosía,
pares, aquellas barras que se ubican en la zona superior de la celosía y diagonales, barras
que unen las barras superiores y las inferiores, ver Figura 2. El pre-dimensionamiento de la
celosía se lleva a cabo para los diferentes diseños expuestos en la Tabla 2. Los resultados
obtenidos han sido diferentes para cada uno de los casos de carga estudiados. A
continuación, se explican los resultados obtenidos en algunos de los casos de carga
estudiados.
2.4.1 cálculo de los pares de la celosía
Los pares de la celosía han sido calculados en base a la barra más desfavorable. Debido a
las restricciones de montaje, todas la barras inferiores de la celosía, pares, poseen las mismas
dimensiones por lo que la barra sometida a mayores esfuerzos será la que imponga la
dimensión del conjunto de pares de la celosía. Estas barras se calculan como barras
sometidas a compresión y pandeo, así como comprobación a flecha mínima local. Los
resultados obtenidos en el pre-dimensionamiento son indicados en ¡Error! No se encuentra
el origen de la referencia.¡Error! No se encuentra el origen de la referencia..
Memoria 2014 163
Tabla 3. Pre-dimensionamiento de los perfiles de los pares en las celosías.
Biapoyada Voladizo
Luz (m) 25 25 60 60
Ancho (m) 3.15 4.20 3.15 4.20
Par (perfil
tipo)
Doble
UPE240
Doble
UPE240
Doble
UPE330
Doble
UPE330
Figura 13. Pares de la celosía.
2.4.2 cálculo de los tirantes de la celosía
Los tirantes de la celosía han sido calculados en base a la barra más desfavorable. Debido a
las restricciones de montaje, todas las barras superiores de la celosía, los tirantes, deben ser
de las mismas dimensiones por lo que la barra sometida a mayores esfuerzos será la que
imponga la dimensión del conjunto de tirantes de la celosía. Estas barras se calculan como
barras sometidas a tracción y flexión, así como comprobación a flecha mínima local. Los
resultados obtenidos en el pre-dimensionamiento son indicados en la ¡Error! No se
encuentra el origen de la referencia..
Tabla 4. Pre-dimensionamiento de los perfiles de los tirantes en las celosías.
Biapoyada Voladizo
Luz (m) 25 25 60 60
Ancho (m) 3.15 4.20 3.15 4.20
Tirante
(perfil tipo)
Doble
UPE240
Doble
UPE240
Doble
UPE330
Doble
UPE330
Figura 14. Tirantes de la celosía.
Memoria 2014 164
2.4.3. cálculo de las diagonales de la celosía
Las diagonales de la celosía se han calculado considerando las cargas a las que éstas se
encuentran sometidas. Para ello, ha sido necesario tener en cuenta dos aspectos importantes:
- Por un lado, los esfuerzos que deben soportar las diagonales de la celosía son
alternativos dependiendo de su orientación, variando entre compresión y tracción.
- Por otro lado, los esfuerzos a los que están sometidas las diagonales varían a lo largo
de la celosía dependiendo de la distancia a la que dichas diagonales se encuentren
de los apoyos.
En base a estas consideraciones, se han calculado las diagonales a tracción y compresión
con el fin de obtener un pre-dimensionamiento para las mismas.
Tabla 5. Pre-dimensionamiento de las diagonales de las celosías.
Biapoyada Voladizo
Luz (m) 25 25 60 60
Ancho (m) 3.15 4.20 3.15 4.20
Diagonal S0
(perfil tipo)
Tubular
140x8
Doble
UPE240
Doble
UPE330
Doble
UPE330
Diagonal S1
(perfil tipo)
Tubular
140x8
Doble
UPE240
Doble
UPE330
Doble
UPE330
Diagonal S2
(perfil tipo)
Tubular
140x8
Doble
UPE240
Doble
UPE330
Doble
UPE330
Diagonal S3
(perfil tipo)
Tubular
140x8
Doble
UPE240
Doble
UPE330
Doble
UPE330
Figura 15. Diagonales de la celosía.
2.4.4 resultados del estudio numérico de las celosías
Los modelos numéricos desarrollados han permitido obtener una solución versátil de los
cálculos realizados en el pre-dimensionamiento de la celosía. En este apartado se indican los
diferentes modelos estudiados para cada una de las situaciones planteadas en el proyecto,
varios anchos y varias luces. Así como las soluciones obtenidas para cada una de las hipótesis
de carga.
Memoria 2014 165
CELOSÍA SIMPLE (25 m.)
(a) Cargas aplicadas
(b) Resultados deformación, estructura biapoyada
(c) Resultados deformación, estructura en voladizo
Memoria 2014 166
CELOSÍA DOBLE (60 m.)
(a) Cargas aplicadas
(b) Resultados deformación, estructura biapoyada
(c) Resultados deformación, estructura en voladizo
Memoria 2014 167
2.4.5 diseño del tablero del puente
El estudio de un tablero aligerado para el puente modular ha sido uno de las actividades de
este proyecto. Para ello, ha tenido gran importancia la contribución de una de las empresas
colaboradoras, AST Ingeniería, por medio de una de sus patentes.
Esta empresa del Principado de Asturias posee desde 2011 la patente europea “Steel floor
Lightweight Technical Component” EP 2365149A2. Esta patente protege un forjado ligero que
puede ser utilizado como un elemento de fabricación industrializada y aplicable a todo tipo de
construcciones. La principal característica de este componente es su ligereza y por ello, su
aplicación en el caso concreto de este proyecto.
Figura 16. Imagen extraída de la patente original.
En base a la citada patente, se ha realizado el diseño del puente modular para los diferentes
anchos y luces estudiadas en el proyecto. El estudio del forjado se ha llevado a cabo por
medio de un análisis de elementos finitos en el que se ha comprobado el comportamiento
estructural de tensiones y deformaciones del forjado.
Los resultados obtenidos en este estudio se indican a continuación:
Memoria 2014 168
(a)
(b)
Memoria 2014 169
Figura 17. Forjado aligerado para ancho de 3.15 m.: (a) deformaciones; (b) tensiones.
(a)
(b)
Memoria 2014 170
Figura 18. Forjado aligerado para ancho de 4.20 m.: (a) deformaciones; (b) tensiones.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
Como líneas de trabajo futuras relacionadas con este proyecto quedarían principalmente las
comentadas a continuación:
En primer lugar, sería muy interesante realizar un prototipo a escala de uno de los puentes
modulares con el fin de verificar su comportamiento estructural, así como su posibilidad de
construcción y puesta en servicio. Este proyecto ha permitido realizar un diseño y cálculo
estructural del puente modular como estructura, pero un aspecto importante de los mismos es
su montaje y puesta en servicio. Un prototipo a escala de estas estructuras permitiría
comprobar la versatilidad del conjunto y conocer los mejores métodos de unión entre
elementos. Asimismo, este prototipo a escala podría ser estudiado aerodinámicamente con el
fin de comprobar que, pese a ser un elemento ligero, garantiza las condiciones de estabilidad
en aerodinámica civil.
En segundo lugar, la estructura diseñada quizá pueda ser optimizada si se estudia la influencia
de alguno de los parámetros principales. Para ello, sería interesante utilizar el método del
diseño de experimentos (DOE). El diseño alcanzado por este proyecto es, a juicio del equipo
investigador, versátil, resistente y rentable económicamente. Sin embargo, se podría hacer un
estudio más profundo intentando buscar geometrías o elementos que permitan mejorar este
comportamiento.
Finalmente, el uso de otros materiales para la fabricación de los puentes modulares, aspecto
planteado inicialmente, se descartó por cuestiones económicas. Sin embargo, es posible que
se pueda realizar un estudio más exhaustivo que permita tanto el uso de otro tipo de
materiales para la construcción de puentes de estas características, como la fabricación de
puentes mixtos con varios materiales que satisfagan las necesidades de cada situación. En
este proyecto, se ha llevado a cabo el estudio de un material genérico, acero 355, que sería
aplicable a la gran mayoría de los casos en los rangos estudiados. Sin embargo, a partir de
los modelos numéricos desarrollados será posible estudiar otras soluciones, tales como
puentes de madera, puentes mixtos, etc.
2.6 Divulgación de los resultados.
El proyecto ha sido divulgado en la prensa regional por medio de un artículo en la sección de
Innovasturias del periódico “El Comercio” el pasado 14 de diciembre de 2014. Por medio de
este artículo, ha sido posible mostrar a todo tipo de público lector el proyecto subvencionado,
así como expresar nuestra gratitud a las entidades financiadoras y empresas colaboradoras.
Memoria 2014 171
Memoria 2014 172
3. MEMORIA ECONÓMICA
Financiación Personal Inventariable Fungible Otros
gastos
IUTA SV-14-GIJÓN-1. 2.625 €
Otras fuentes Referencia
proyecto/contrato
Personal Becario
Nombre Roxana Fernández Freire
Tareas
Diseño de la geometría del puente modular (forjado
y celosía) y pre-dimensionamiento de los principales
elementos del mismo. Elaboración de documentos e
informes.
Período del 1 de abril al 6 de junio,
Personal Becario
Nombre Abrahaam Barbeira Juste
Tareas
Modelos numéricos de cálculo de los elementos del
puente en sus diferentes configuraciones.
Interpretación de resultados y mejora del diseño.
Elaboración de documentos e informes y divulgación
científica de los resultados obtenidos (presentación
IUTA y artículo en prensa)
Período del 1 de septiembre al 31 de diciembre
Memoria 2014 173
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2014
MEMORIA DEL PROYECTO Nº 15
1. DATOS DEL PROYECTO
Título: Vehículo híbrido IWD (Individual-Wheel Drive) con motores eléctricos en rueda y
alimentación por tres fuentes de energía: baterías, supercondensadores y pila de combustible.
Desarrollo de control de dinámico
Investigador responsable: Pablo Luque Rodríguez y Daniel Álvarez Mántaras
Tfno: 98518 2059/1910 E-mail: [email protected] / [email protected]
Otros investigadores: Johan Wideberg, Carlos Bordons, David Marcos
Empresas o instituciones colaboradoras.
Universidad de Sevilla:
Grupo de Ingeniería e Infraestructura de los Transportes:
Johan Wideberg
Grupo de Ingeniería de Sistemas y Automática:
Carlos Bordons
David Marcos
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO
2.1 Resumen ejecutivo.
Basándose en los trabajos realizados en años anteriores, tanto del grupo de trabajo del área
de Ingeniería de los Transportes de la Universidad de Oviedo, como de los grupos de la
Universidad de Sevilla, los investigadores disponen de un vehículo eléctrico con tracción en
las cuatro ruedas, mediante motores en rueda.
Adicionalmente, en la anualidad 2013, se ha estado trabajando en el desarrollo de un modelo
numérico desarrollado mediante la técnica de simulación multicuerpo (Multibody Simulation),
así como su implementación en un software comercial como su validación experimental
mediante ensayos en campo.
Este modelo supone una plataforma sobre la que implementar y probar las estrategias de
control dinámico objeto de desarrollo en las actividades del presente proyecto durante la
anualidad 2014.
Es por tanto que el objetivo, para los trabajos realizados en la anualidad 2014 el diseño, implementación y ensayo de un controlador de los cuatro (4) motores eléctricos de tracción del FOX, con el objetivo de optimizar la respuesta dinámica del vehículo maximizando la eficiencia energética.
Memoria 2014 174
Esto implica el desarrollo de estrategias de control en función de las especificaciones técnicas a concretar, para posteriormente implementar los desarrollos realizados para el control del prototipo virtual (modelo multibody del FOX programado en ADAMS), mediante el software MatLab-Simulink. Será objeto de las tareas a realizar en la anualidad 2015, la implementación de las estrategias validadas en el prototipo real del FOX, y su ajuste final y procesos de reingeniería.
2.2 Objetivos iniciales del proyecto y grado de consecución.
El objetivo general del presente proyecto se puede enunciar como el diseño, implementación
y ensayo de un controlador de los cuatro (4) motores eléctricos de tracción del FOX, con el
objetivo de optimizar la respuesta dinámica del vehículo maximizando la eficiencia energética.
Para la consecución de este objetivo general, se plantea la consecución de los siguientes
objetivos tecnológicos:
Definición de la estrategia básica de control
Identificación de las variables utilizadas para el control dinámico del vehículo
Desarrollo de técnicas de instrumentación o identificación de las variables de control
Programación de la estrategia de control en el entorno MatLab-Simulink, para la
regulación del prototipo virtual implementado en ADAMS
Realización de pruebas y ajuste final de los parámetros de control
2.3 Tareas realizadas.
El presente proyecto surge como continuación a las actividades realizadas en el ámbito del
proyecto Vehículo híbrido IWD (Individual-Wheel Drive) con motores eléctricos en rueda
y alimentación por tres fuentes de energía: baterías, supercondensadores y pila de
combustible, con actividades realizadas en los años 2013 y 2014 en colaboración entre la
Universidad de Oviedo y la Universidad de Sevilla.
Como resumen de las actividades realizadas se puede indicar que, fruto de la colaboración
entre las citadas entidades, se han venido realizado trabajos para el diseño, simulación por
ordenador, construcción y validación experimental en el campo de los vehículos eléctricos.
Estos trabajos, se materializan sobre un vehículo eléctrico con cuatro motores en rueda,
denominado FOX, financiado en parte por el Ministerio de Economía y Competitividad a través
del proyecto DPI2010-21589-C05.
El vehículo FOX está montado sobre el chasis de un coche de competición Silver Car S2,
ligeramente modificado para la colocación de los nuevos dispositivos. Además, se le ha
instalado un segundo asiento, y los elementos de la suspensión han sido reemplazados por
otros hechos a medida para los motores en rueda. El carenado es el mismo que monta el
modelo original. Se puede ver una imagen del vehículo, ya montado, en la figura 1.
Memoria 2014 175
Figura1. Vehículo eléctrico FOX.
El vehículo está propulsado por cuatro motores en rueda brushless DC, de 7 kW cada uno
(figura 2). La alimentación de los mismos se hace a partir de seis módulos de baterías
LiFeMnPO4, de 12'8 V y 100 Ah, conectados en serie. Entre el conjunto de las baterías y los
cuatro motores hay sendos convertidores de potencia. A estos llegará la consigna de par o
velocidad (según el modo de funcionamiento) para cada motor.
El vehículo FOX está fabricado específicamente como plataforma de ensayo para distintos
controladores tanto de gestión de potencia como de control del par en cada rueda. Para el
ajuste de parámetros y la validación del mismo se necesitan una serie de sensores. Estos
medirán el comportamiento del vehículo, y de algunos elementos en particular. Además es
conveniente medir las consignas del conductor, pues de esta forma será más fácil predecir el
comportamiento del vehículo. En el caso del acelerador, su medida es necesaria, ya que, al
tratarse de un vehículo eléctrico, esta señal, procesada, será la que se envíe a los
controladores de los motores.
Figura 2. Motor en rueda.
El vehículo dispone de una serie de sensores que por un lado, permiten conocer el estado de
distintas variables internas del mismo y por otro, proporcionan información de las acciones del
conductor.
Sensores del recorrido de la suspensión (figura 3). Se colocan en paralelo a los
amortiguadores, midiendo de esta forma la compresión de los mismos en cada
Memoria 2014 176
momento. De esta manera se puede estimar la fuerza vertical en cada rueda,
imprescindible para modelar los esfuerzos en las ruedas. Características principales:
Tipo de medición: divisor de tensiones.
Resistencia nominal: 6kΩ (trasero), 1 kΩ (delantero).
Fuerza de actuación: 2'45 N (horizontal)
Alcance: hasta 150 mm
Máx. velocidad de trabajo: 10 m/s (trasero), 1 m/s (delantero)
Figura 3. Sensor de recorrido
Unidad de Medición Inercial (IMU). La IMU utilizada es del modelo 3DM-GX3-35
del fabricante Microstrain. Mide las aceleraciones lineales y angulares para los tres
ejes, así como el campo magnético. Incluye además un receptor GPS, con el que
se tendrá una medida externa de la posición. Características principales:
Rangos: Acelerómetros, ±5g; Giróscopos, ±300º/s;
magnetómetro, ±2'5 Gauss; GPS, ±4g, 500 m/s.
Error de alineación, ±0.05°.
Precisión GPS (velocidad) 0'1 m/s.
Otros sensores instalados para monitorización de las acciones del conductor
Lectura del acelerador. Señal de 0 a 5 voltios, proporcional a la posición del pedal.
Potenciómetro de lectura del freno. Características principales:
Resistencia nominal: 5 kΩ
Alcance: 10mm
Potenciómetro de lectura del giro del volante.
Memoria 2014 177
Sensores del recorrido de la suspensión. Características principales:
Resistencia nominal: 10 kΩ
Precisión: 0'034%
Adicionalmente se cuenta con otros sistemas de medición externos:
Básculas por rueda. Estos sensores se han usado únicamente durante la validación
del modelo, para obtener el peso que soporta cada rueda.
En 2013 se han realizado tareas dedicadas a desarrollar y validar un modelo numérico para
simulación por ordenador de la dinámica vehicular, que sirva como base para el desarrollo de
estrategias de control independiente de los motores eléctricos de tracción.
Figura 4. Modelo completo desarrollado en ADAMS ® El modelo numérico del comportamiento dinámico del vehículo ha sido desarrollado e
implementado en la plataforma ADAMS/View ®, de MSC Software (figura 4). Para ello se ha
hecho un modelo en CAD del vehículo, utilizando el software SolidWorks, a partir del diseño
en tres dimensiones del chasis, aportado por el fabricante. El modelo desarrollado se muestra
en la figura 4. La configuración cinemática del modelo consta de un total de:
40 cuerpos
15 juntas de revolución
16 juntas esféricas
3 juntas de traslación
4 juntas homocinéticas
13 juntas fijas
Memoria 2014 178
Se han incluido unas masas de ajuste de los parámetros inerciales para ajustar los valores
reales del vehículo, incluyendo los elementos de carrocería no considerados en el modelo
CAD y el resto de elementos, sensores y sistemas embarcados en el vehículo.
El modelo final tiene un total de 14 grados de libertad. La caracterización dinámica se
caracteriza por la modelización de diversos elementos incluidos en el vehículo real, como son
los muelles helicoidales, amortiguadores telescópicos y ruedas neumáticas. Para la
simulación de las ruedas neumáticas se ha caracterizado el comportamiento de los
neumáticos utilizando la denominada Magic Formula de Pacejka. Los parámetros
identificativos han sido obtenidos por ajuste de las curvas dinámicas procedentes del
fabricante Avon.
Figura 5. Detalle modelo de suspensión delantera Los brazos de la suspensión han sido considerados como rígidos y unidos por juntas esféricas
al bastidor multitubular del vehículo, considerando que, debido al estado del vehículo, no
existen holguras ni fricciones adicionales, con lo que las juntas han sido consideradas como
ideales.
El sistema de suspensión delantera (figura 5) modelizado es un mecanismo de doble brazo
por rueda, denominado de paralelogramo deformable, con elementos elásticos (muelles
helicoidales) y disipativos (amortiguadores hidráulicos telescópicos) accionados por unas
bieletas biarticuladas. Los muelles y amortiguadores se consideran lineales en la zona de
trabajo habitual y el proceso de ajuste estático y dinámico permitirá determinar las precargas
estáticas de los elementos elásticos. La dirección se realiza mediante una cremallera
accionada por una timonería unida al volante de dirección.
La configuración cinemática de la suspensión trasera está compuesta por dos brazos,
articulados sobre el bastidor. El brazo superior de cada paralelogramo está conectado
adicionalmente a las torretas de suspensión fijas al bastidor por un conjunto muelle-
amortiguador concéntricos, con características dinámicas inicialmente desconocidas, que
deberán se determinadas en las fases de ajuste.
Memoria 2014 179
Figura 6. Detalle modelo de suspensión trasera Para la simulación del modelo se han incluido diversas entradas, tanto del control cinemático
como del control dinámico del vehículo. La cinemática está controlada esencialmente por el
movimiento de la dirección. El control viene impuesto por el movimiento del volante de
dirección.
El control dinámico del vehículo, en lo relativo a la motricidad (tracción/frenado) viene regulado
por el par en cada una de las ruedas. En función del control real implementado en el vehículo,
se ha optado por un reparto igual del par en las cuatro ruedas. Para imponer el par se
implementa un regulador tipo PID, en el que se introducen los valores de velocidad y
aceleración longitudinal.
Para garantizar la fidelidad a la realidad de la respuesta dinámica del vehículo se han incluido
unas masas representativas de los ocupantes en los puestos de conductor y acompañante,
con los valores másicos correspondientes.
Para la validación del modelo implementado en ADAMS, se plantea un programa experimental
basado en la realización de ensayos estáticos y dinámicos con el vehículo real. La realización
del programa experimental implica la utilización de una instrumentación descrita
anteriormente.
El programa experimental realizado se basa en la realización de dos tipos de pruebas:
1. Estáticas: Mediante la aplicación de cargas y/o desplazamientos controlados se
obtiene información para el ajuste de diversos parámetros del modelo de simulación
implementado:
a. Reparto de peso por rueda y posicionamiento del centro de gravedad
b. Posición inicial en orden de marcha (alturas, cabeceo y balanceo) de vehículo
c. Precargas de muelles helicoidales
d. Desmultiplicación de sistema dirección.
e. Rigidez de suspensión equivalente en rueda.
Memoria 2014 180
2. Dinámicas: La realización de ensayos dinámicos con el vehículo instrumentado, se
obtiene información que permite el ajuste y validación del modelo desarrollado. Los
ensayos realizados
a. Aceleración en recta y curva
b. Frenada en recta y curva
c. Slalom
d. Curvas circulares con velocidad constante/creciente
e. Trayectorias combinadas
A modo de ejemplo (figuras 7 y 8), se muestra la simulación de una maniobra combinada de
slalom +curvas_circulares + slalom + curva_frenado
Figura 7. Maniobra combinada Tras el proceso de ajuste final del modelo, se constata que se reproduce adecuadamente las
variables más representativas del movimiento vehicular (trayectoria, velocidades y
aceleraciones), así como la respuesta dinámica de elementos significativos como son la
suspensión, dirección y neumáticos.
Figura 8. Validación de velocidad simulación frente a ensayo real tomada como referencia Como conclusión de la realización de los trabajos durante 2013, se puede indicar que se ha
desarrollado un modelo dinámico (prototipo virtual) de un vehículo eléctrico con motores en
Memoria 2014 181
las cuatro ruedas, en la plataforma ADAMS®. En el modelo se han incluido todos los
elementos del vehículo real, como muelles helicoidales, amortiguadores telescópicos y ruedas
neumáticas. El modelo ha sido validado experimentalmente en el vehículo real, mostrando la
bondad del ajuste. Se dispone por tanto de un simulador dinámico detallado que puede ser
usado como banco de pruebas para mejora del vehículo y para el ensayo previo de
controladores de tracción y estabilidad.
El modelo en ADAMS (prototipo virtual) será empotrado en el entorno Matlab-Simulink, y a
partir del mismo se desarrollarán controladores para el reparto de par en los cuatro motores.
Estos controladores pueden diseñarse teniendo en cuenta diversos criterios, como la
eficiencia energética, la seguridad o las prestaciones. Asimismo, se le añadirán los modelos
de los dispositivos de potencia, de manera que se puedan modelar distintas estrategias de
gestión de potencia. Finalmente estos algoritmos serán utilizados en el vehículo FOX.
Durante el año 2014 se ha desarrollado un controlador en tiempo real para su aplicación sobre
el modelo virtual desarrollado en ADAMS. El control de la dinámica del vehículo se realizará
mediante la creación de un controlador en tiempo real a través de MATLAB/Simulink.
El objetivo del sistema de control es el control de la respuesta dinámica del vehículo por medio
de la actuación sobre los pares en rueda. Para determinar la actuación necesaria es necesario
generar una dinámica deseada mediante un modelo simplificado y compararla con la dinámica
real. Las entradas de este modelo son las ordenes transmitidas por el conductor, la velocidad
deseada por este (bien directamente o bien mediante las señales de los pedales de acelerador
y freno) y el ángulo de volante.
Las variables monitorizadas para determinar la actuación del control son la velocidad de
guiñada (yaw rate), y el ángulo de deriva lateral (slip angle). Un primer nivel del control lee
estas señales comparándolas con las teóricas y decide si es necesaria la actuación del
sistema. Un segundo nivel calcula el momento corrector que habría que aplicar y se generan
los pares a aplicar en rueda Por último un sistema controla que el par a aplicar a la rueda no
sea superior a las capacidades del neumático en ese momento.
Para el diseño e implementación del sistema de control se tiene en cuenta la numerosa
literatura técnica que hay relacionada con los conocidos como sistemas de control de
estabilidad del vehículo, VSC (Vehicle Stability Control), o sistemas de control de la dinámica
del vehículo, VDC (Vehicle Dynamics Control), estos sistemas son objeto de estudio tanto a
nivel académico como industrial (Wang & Longoria, 2006).
Una de las cosas a tener en cuenta a la hora de desarrollar cualquier sistema de control es el
propio conductor, si el sistema es muy invasivo puede provocar rechazo e inseguridad en el
conductor pues este notará una pérdida del poder de decisión sobre el vehículo y tendrá la
sensación de ser él quien está ayudando al sistema en vez de al revés (Mirzaei, 2010). En
(Chung & Yi, 2006) se propone la posibilidad de basar el sistema en una serie de umbrales
que puedan ser seleccionados por el conductor en base a sus preferencias o a su propio nivel
Memoria 2014 182
como conductor. En cualquier caso un buen sistema de control debería intervenir lo menos
posible y sólo cuando sea necesario.
Se distinguen dos grandes grupos de estudios, aquello sobre vehículos que incorporan algún
tipo de sistema de dirección activa tanto en el eje delantero como en el trasero (Ando &
Fujimoto, 2010) y aquellos cuya actuación se centran el control directo del momento de
guiñada, sistema cuyas siglas en inglés son DYC (Direct Yaw-Moment Control) (Geng,
Mostefai, & Hori, 2009). Los sistemas de dirección activa resultan ser eficaces cuando los
valores de aceleración lateral del vehículo son pequeños y se está en la zona lineal del
comportamiento del neumático, cuando aumenta la aceleración lateral el neumático entra en
su zona de comportamiento no lineal y la dirección pierde efectividad a la hora de inducir un
momento de giro en el vehículo por lo que la aplicación directa de un momento de giro, DYC,
mejora sustancialmente la dinámica del vehículo, una combinación de ambos sistemas es
estudiada en (Karbalaei, A.Ghaffari, R.Kazemi, & Tabatabaei, 2007).
La aplicación directa de un momento de guiñada externo, independiente del ángulo de giro y
de las fuerzas laterales se generará en (Van Zanten et al., 1998) mediante la distribución
transversal de las fuerzas de frenado, una estrategia llamada frenado diferencial y que puede
ser implementada utilizando los elementos de un sistema anti bloqueo de frenos, presentes
en la mayoría de vehículos. En vehículos equipados con motores en rueda se puede
evolucionar este sistema basándolo en el control del par aplicado en cada rueda, en lugar de
aplicar una frenada diferencial (Esmailzadeh et al., 2010). Esta evolución cuenta con la ventaja
de poder aplicar pares de aceleración y no sólo de frenada por lo que el sistema no se
encuentra tan limitado.
Para el cálculo de la dinámica de referencia lo más habitual es la utilización de un modelo
simplificado bidimensional del vehículo conocido como modelo de bicicleta, es un modelo de
dos grados de libertad: ángulo de giro del volante y velocidad del vehículo. En este modelo se
simplifica un vehículo de cuatro ruedas transformándolo en uno de dos ruedas en el que se
supone igual ángulo de giro de las ruedas e iguales fuerzas de los neumáticos entre el lado
derecho e izquierdo, figura 9, La dinámica se describe mediante el sistema de ecuaciones (1):
{𝑚 𝑎𝑦 = 𝐹𝑥𝑓 sin 𝛿𝑓 + 𝐹𝑦𝑓 cos 𝛿𝑓 + 𝐹𝑦𝑟
𝐼𝑧�̇� = 𝑙𝑓𝐹𝑥𝑓 sin 𝛿𝑓 + 𝑙𝑓𝐹𝑦𝑓 cos 𝛿𝑓 − 𝑙𝑟 𝐹𝑦𝑟 + 𝑁 (1)
Siendo 𝑚 la masa del vehículo, 𝑎𝑦 la aceleración lateral, 𝐹𝑥 y 𝐹𝑦 las fuerzas longitudinal y
transversal respectivamente, 𝐼𝑧 el momento de inercia del vehículo respecto del eje z, 𝛿𝑓 el
ángulo de giro de las ruedas, 𝛾 la velocidad de guiñada, 𝑁 el momento inducido y los
subíndices f y r se refieren a la parte delantera y trasera (front, rear).
Memoria 2014 183
Figura 9. Modelo de bicicleta del vehículo. Como se ha visto, y comentado previamente, las dos variables a monitorizar serán la velocidad
de guiñada y el ángulo de deriva lateral. El uso del ángulo de deriva lateral como variable de
control está especialmente indicado en el caso de superficies deslizantes o con bajo
coeficiente de fricción en las cuales la deriva puede aumentar sin producirse una variación en
la velocidad de guiñada o la aceleración lateral que alertase al sistema de una desviación
sobre la dinámica deseada (van Zanten et al., 1998). El problema reside en que no se trata
de un parámetro fácilmente medible por lo que es necesaria la utilización de un estimador. De
hecho para estimar el ángulo de deriva lateral se suele estimar previamente la velocidad
lateral, 𝑣𝑦, del vehículo y posteriormente calcular el ángulo de deriva lateral, 𝛽, como el arco
tangente de la velocidad lateral entre la velocidad longitudinal (Gutiérrez, Romo, & González,
2011).
Basándose en un modelo cinemático se propone la ecuación (2) en la que los parámetros son
obtenibles por medio de sensores extensamente empleados. Tanto la velocidad longitudinal
como la velocidad de guiñada y la aceleración lateral son parámetros habitualmente
monitorizados en vehículos comerciales.
𝑎𝑦 = �̇�𝑦 + 𝑣𝑥𝑟 (2)
En cuanto a la distribución de pares en rueda (que generaran fuerzas longitudinales) esta se
puede realizar mediante varios tipos de sistemas, en (SAKAI, SADO, & HORI, 2002) se
expone el método de la distribución uniforme en el cual se cumple que la suma de las fuerzas
longitudinales es igual a la fuerza tractora total y la suma del producto de cada una de ellas
por su distancia al eje central del vehículo (la mitad del ancho de vía) es igual al momento de
guiñada generado, ecuaciones (3) y (4).
𝐹𝑥1 + 𝐹𝑥2 + 𝐹𝑥3 + 𝐹𝑥4 = 𝐹𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (3)
−𝐴𝑣𝑑
2∗ 𝐹𝑥1 +
𝐴𝑣𝑑
2𝐹𝑥2 −
𝐴𝑣𝑡
2 𝐹𝑥3 +
𝐴𝑣𝑡
2𝐹𝑥4 = 𝑀𝑧 (4)
Memoria 2014 184
Siendo la rueda 1 la rueda delantera izquierda, la 2 delantera derecha, la 3 trasera izquierda
y la 4 trasera derecha. Avd es el ancho de vía delantero, Avt el trasero y Mz el momento de
guiñada tomándose como positivo el sentido horario.
En otro estudio, (Gutiérrez, Romo, & González, 2011), se propone un distribución en función
de si el vehículo se encuentra en aceleración o en frenada, es decir si actúa el sistema de
tracción o el de frenado, y si se trata de una situación de subviraje o de sobreviraje. La
estrategia a seguir se resume en la tabla 1.
Subviraje Sobreviraje
Sistema de
Tracción
Acelerar la rueda exterior
delantera. Frenar la rueda
trasera interior (disminuir par
de tracción)
Acelerar la rueda interior
delantera. Frenar la rueda
exterior trasera (disminuir
par de tracción)
Sistema de
Frenado
Frenar rueda delantera
interior. Acelerar rueda
trasera exterior (disminuir par
de frenado)
Frenar rueda delantera
exterior. Acelerar rueda
trasera interior (disminuir
par de frenado)
Tabla 1.- Estrategia de actuación (Gutiérrez, Romo, & González, 2011).
El último nivel, antes de transmitir el par a las ruedas, es el sistema que comprobará que el
par a transmitir a la rueda no sea superior a su capacidad en ese momento. El sistema de
control de tracción trata de limitar el par en rueda de manera que se mantenga el deslizamiento
de la rueda dentro de uno valores determinados, de tal manera que la transmisión de fuerzas
entre el vehículo y la superficie de contacto sea lo más óptima posible, especialmente en
superficies deslizantes con bajo coeficiente de fricción donde el límite del neumático es más
bajo y el vehículo es más propenso al deslizamiento. Un efectivo sistema de control de
tracción, además de mantener bajo control el deslizamiento de las ruedas, es capaz de
proporcionar información a otros sistemas sobre las características de la superficie por la que
se rueda, (Yin, Oh, & Hori, 2009).
A la hora de desarrollar un sistema de control de tracción existen algunos problemas a
solucionar. Por un lado la velocidad longitudinal del vehículo es difícil de medir y el coeficiente
de fricción no es medible, al menos de forma directa. Habitualmente se utilizan las ruedas no
motrices del vehículo para calcular la velocidad del vehículo, lo cual no es posible en vehículo
que cuenten con tracción integral. Por ello se suelen incorporar acelerómetros para el cálculo
de la velocidad, estos acelerómetros a su vez presentan algunos problemas y la incorporación
de sensores ópticos o magnéticos no es económicamente viable. Por ello es interesante el
desarrollo de un sistema que no requiera ni información sobre la velocidad del vehículo ni
sobre las condiciones de la carretera como el propuesto por (Yin, Oh, & Hori, 2009) y conocido
como Maximum Transmissible Torque Estimation (MTTE), es decir, Estimación del Máximo
Par Transmisible y que se expone a continuación. En este sistema se prescinde de la
complicada relación entre el coeficiente de fricción y el coeficiente de deslizamiento de rueda,
Memoria 2014 185
considerando únicamente la relación dinámica entre chasis y rueda basada en las siguientes
consideraciones:
La relación cinemática entre rueda y chasis es fija y conocida para cualquier situación
rueda-carretera.
Durante la fase de aceleración, considerando la estabilidad y el desgaste de los
neumáticos, es más importante un control correctamente gestionado de la diferencia
de velocidad entre rueda y chasis que la mera búsqueda de la máxima aceleración.
Si las aceleraciones del chasis y la rueda están bajo control también lo estará la
diferencia de velocidades entre chasis y rueda, es decir el coeficiente de deslizamiento
de la rueda.
2.4 Resultados obtenidos.
Sistema de control desarrollado
El sistema de control consta de dos partes, la primera se trata de un control de la velocidad
longitudinal que, mediante un controlador de tipo PID, mantiene la velocidad del vehículo en el
valor deseado. La segunda parte se trata de un sistema de control de estabilidad que a su parte
consiste en varios subsistemas y niveles de control que pretenden mejorar la maniobrabilidad y la
estabilidad lateral del vehículo mediante la aplicación de un par de giro generado a través de la
aplicación diferencial de par en rueda.
En el sistema de control de estabilidad se encuentran tres niveles de control, el primero es el
supervisor, el segundo es el control superior y el tercero el llamado control inferior. El supervisor
determina si el sistema está activado o no y el modo de control. El control de nivel superior se
encarga de determinar la dinámica deseada para el vehículo en función del modo activado,
compararla con la dinámica real y general las fuerzas correctoras necesarios. El control de nivel
inferior recibe la señal del control superior y genera las señales correspondientes a cada actuador
para generar las fuerzas solicitadas por el controlador previo, además cuenta con un sistema de
control de tracción que evitará el deslizamiento de los neumáticos. En la figura 11 se encuentra un
esquema del control.
Figura 11. Esquema del control propuesto
Tras la creación del modelo en Adams/Car (figura 12) y la implementación del sistema de control
en Matlab/Simulink, se realizarán una serie de simulaciones de maniobras dinámicas para
comprobar la efectividad del sistema.
Las maniobras a realizar son 3:
Memoria 2014 186
Una entrada senoidal de volante, simulando un cambio de carril.
La maniobra conocida como Fish Hook, en la cual se realiza una doble entrada de volante.
Un cambio de adherencia en la carretera mientras el vehículo describe una curva.
Figura 12 Imagen del modelo de vehículo
Para el cálculo de las características de los neumáticos, el programa Adams/Car posee un módulo
adicional, Tire, que permite extraer las características del modelo o los modelos de neumáticos
empleados en la construcción del modelo de vehículo (figuras 13 y 14).
Figura 13- Relación entre Fx y pseudodeslizamiento del neumático delantero.
Memoria 2014 187
Figura 14 Fuerza lateral frente a deriva del neumático delantero.
La implementación del sistema de control se realiza en MatLab/Simulink, y se une al modelo
numérico del vehículo desarrollado en ADAMS/Car. A modo de ejemplo se muestran las siguientes
figuras:
Figura 15. Diagrama de bloques de la selección del modo de control.
Memoria 2014 188
Figura 16. Diagrama del controlador de par.
Tras la implementación del sistema de control se realiza un amplio programa experimental
con el modelo virtual desarrollado en ADAMS, ante diversas condiciones operativas de
velocidad y maniobras, como se muestra en las siguientes figuras.
Figura 17 Desplazamiento lateral en los tres ensayos de cambio de carril
Memoria 2014 189
Figura 18. Evolución de la velocidad de guiñada con y sin control a 100 km/h/ Cambio de carril
Como conclusiones se puede indicar que:
Se ha logrado la creación de un modelo adecuado de un vehículo con tracción
independiente a las cuatro ruedas, un modelo realista gracias a un programa
informático de gran detalle y precisión.
Se ha logrado implementar un sistema de control de estabilidad que mejora el
comportamiento dinámico y la seguridad del vehículo estudiado.
Se han llevado satisfactoriamente a cabo la simulación de una serie de maniobras de
conducción que permiten comprobar la efectividad del sistema de control propuesto.
Se demuestra pues que los vehículos que cuentan con motores incorporados en rueda
presentan una serie de posibilidades muy interesantes en cuanto a su control
dinámico, ya que permiten el control individualizado directo de cada una de las ruedas
del vehículo, ofreciendo un nuevo abanico de posibilidades en cuanto a sistemas de
control frente a los vehículos que cuentan con un único motor central, cuyo rango de
actuación individualizada se reduce a la aplicación de par a través del sistema de
frenos.
2.5 Trabajos o necesidades futuras.
El siguiente paso lógico del proyecto debe ser el ensayo del sistema propuesto sobre un
prototipo real en lugar de una simulación informática. Se comprobaría así la adecuación del
modelo y la eficacia real del control. Si bien la simulación ofrece una gran cantidad de ventajas
en cuanto a rapidez y coste, siempre será necesario el ensayo real de cualquier tipo de
sistema ya que es posible que los modelos introducidos no sean un reflejo completo de la
Memoria 2014 190
realidad debido, entre otras causas, a que siempre se introducen ciertas simplificaciones o
aproximaciones que desvían al modelo de la realidad.
El sistema presentado de control se basa en la actuación sobre el par transmitido a cada
rueda, no obstante se pueden incorporar más elementos para lograr un control dinámico
unificado como puede ser la incorporación de una dirección activa en el eje delantero, incluso
en el trasero, que junto a la actuación sobre el par en rueda logre mejorar el comportamiento
del vehículo.
Otra posible actuación sería la mejora de los modelos simplificados propuestos, creando un
sistema que se adaptase a diferentes situaciones no contempladas en el actual como puede
ser tener en cuenta efectos de transferencia de carga por balanceo o cabeceo o de diferentes
situaciones de carga estática ya que un vehículo generalmente no se encuentra cargado
siempre de la misma manera (pasajeros, equipaje, etc.). Para ello podría generarse un control
adaptativo que tuviese en cuenta estas variables.
2.6 Divulgación de los resultados.
El interés de los mencionados trabajos está avalado por la aceptación de las ponencias en
congresos que se referencian a continuación:
Desarrollo y validación experimental de un modelo dinámico para un vehículo
eléctrico con motores en las ruedas, autores: David Marcos, Carlos Bordons, Johan
Wideberg, Daniel A. Mántaras y Pablo Luque - XXXIV Jornadas de Automática.
Terrassa, 4 al 6 de Septiembre de 2013 ISBN: 978‐84‐616‐5063‐7
Development and Experimental Validation of a Dynamic Model for Electric
Vehicle with In Hub Motors, autores: Johan Wideberg, Carlos Bordons, Pablo Luque,
Daniel A. Mántaras, David Marcos, Husain Kanchwala - XI Congreso de Ingeniería del
Transporte (CIT 2014) Santander 2014 – Enviado para publicación en Special Issue of
Procedia Social and Behavioral Sciences
Obtaining Desired Vehicle Dynamics Characteristics with Independently
Controlled In-Wheel Motors: State of Art Review, autores: Johan Wideberg, Carlos
Bordons, Pablo Luque, Daniel A. Mántaras, David Marcos, Husain Kanchwala –
Revista TRANSPORTATION REVIEWS – Enviado para publicación Agosto 2014 –
Código TTRV-2014-0133
3. MEMORIA ECONÓMICA
Este proyecto no ha contado con financiación por parte del IUTA.
Memoria 2014 191
Actividades formativas y/o divulgativas financiadas por el Convenio
Específico de Colaboración entre el Ayuntamiento de Gijón y la
Universidad de Oviedo (IUTA 2014)
ACTIVIDADES DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA
OTROS GASTOS/MAT.
FUNGIBLE1
1. Introducción al análisis de datos con R (I.P. Emilio Torres) 200 €
2. Introducción a la programación del lenguaje estadístico R (I.P. Emilio Torres) 200 €
3. Acción de divulgación del proyecto Affective-centered user experiences y puesta en marcha de su fase experimental (I.P. Ramón Gallego) 333,63 €
4. Master en Sistemas de Gestión Certificables (I.P. Elena Marañón Maison) 0 €
5. Jornada sobre Aplicaciones de las técnicas de Simulación 3D y equipos de prototipado rápido: experiencias (I.P. Inés Peñuelas Sánchez) 450 €
6. Jornadas de resultados de proyectos IUTA 2014 237,47 €
7. Desayunos tecnológicos 1.837,68 €
8. Plan de Apoyo a la divulgación científica y tecnológica 2.919,68 €
TOTAL 6.178,46 €
1 La subvención a cursos es una ayuda en concepto de otros gastos, material fungible o remuneración de conferenciantes. Sin embargo, no se llevará a cabo ningún curso que no se pueda autofinanciar con el dinero de la matrícula u otros ingresos.
Memoria 2014 192
ACTIVIDADES DIVULGATIVAS Y FORMATIVAS 2014
MEMORIA DE LA ACTIVIDAD FORMATIVA Nº 1
1. DATOS DE LA ACTIVIDAD
Título: Introducción al análisis de datos con R
Investigador responsable: Emilio Torres Manzanera
Tfno: 98 518 2197 E-mail: [email protected]
Lugar y fecha de celebración: 10, 11 y 12 de noviembre en el Aula B-8 del Aulario Norte del
Campus de Gijón
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA ACTIVIDAD
2.1 Descripción de la actividad
El análisis de datos se ha convertido en un conocimiento necesario en una sociedad de la
información como la nuestra. El programa de software libre R es un instrumento de análisis
muy potente que permite a las empresas, centros tecnológicos e investigadores realizar
numerosas aplicaciones en breve tiempo y sin apenas gastos.
Este curso introduce el entorno de programación R realizando análisis descriptivos,
bivariantes y contrastes de hipótesis utilizando datos de empresa reales.
2.2 Duración
12 horas repartidas en tres días en un horario de 9:30 a 13:00 horas.
2.3 Público asistente
3 personas, una de ellas vinculada a la Universidad de Oviedo
2.4 Ponentes o conferenciantes
El Dr. Emilio Torres Manzanera profesor de la Universidad de Oviedo
2.5 Metodología utilizada y material entregado
Las clases fueron presenciales en un aula de informática. Se fueron desarrollando ejemplos
y aplicaciones en el ordenador al tiempo que se resolvían las dudas de los alumnos. El
material entregado consistió en ficheros informáticos con la parte teórica del curso y los
programas informáticos ejecutados.
Memoria 2014 193
2.6 Valoración de la actividad.
Se da una valoración positiva.
3. DESGLOSE DE GASTOS DE LA ACTIVIDAD FORMATIVA Nº1
PROVEEDOR CONCEPTO IMPORTE Nº
FACTURA
Intr
od
ucció
n a
l
aná
lisis
de d
ato
s
co
n R
Emilio Torres Manzanera
Remuneración al conferenciante
200 €
TOTAL GASTOS 200 €
Memoria 2014 194
Memoria 2014 195
ACTIVIDADES DIVULGATIVAS Y FORMATIVAS 2014
MEMORIA DE LA ACTIVIDAD FORMATIVA Nº 2
1. DATOS DE LA ACTIVIDAD
Título: Introducción a la programación del leguaje estadístico R
Investigador responsable: Emilio Torres Manzanera
Tfno: 98 518 2197 E-mail: [email protected]
Lugar y fecha de celebración: 17, 18 y 19 de noviembre en el Aula B-8 del Aulario Norte del
Campus de Gijón
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA ACTIVIDAD
2.1 Descripción de la actividad
La potencia del lenguaje de R se obtiene especialmente cuando se utiliza un entorno de
programación en vez de interfaces de usuario.
Este seminario presenta los fundamentos de programación con R, incidiendo en técnicas de
análisis relacionadas con Big Data. Se introduce la programación de R, el análisis estadístico
básico y avanzado, los principales paquetes y módulos de programación, así como técnicas
de inteligencia analítica.
2.2 Duración
12 horas repartidas en tres días en un horario de 9:30 a 13:00 horas.
2.3 Público asistente
5 personas, dos de ellas vinculadas a la Universidad de Oviedo
2.4 Ponentes o conferenciantes
El Dr. Emilio Torres Manzanera profesor de la Universidad de Oviedo
2.5 Metodología utilizada y material entregado
Las clases fueron presenciales en un aula de informática. Se fueron desarrollando ejemplos
y aplicaciones en el ordenador al tiempo que se resolvían las dudas de los alumnos. El
material entregado consistió en ficheros informáticos con la parte teórica del curso y los
programas informáticos ejecutados.
Memoria 2014 196
2.6 Valoración de la actividad
Positiva. En este curso, a petición de un alumno, descubrimos situaciones muy interesantes
relacionadas con el análisis de imágenes por satélite.
3. DESGLOSE DE GASTOS DE LA ACTIVIDAD FORMATIVA Nº2
PROVEEDOR CONCEPTO IMPORTE Nº
FACTURA
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Emilio Torres Manzanera
Remuneración al conferenciante
200 €
TOTAL GASTOS 200 €
Memoria 2014 197
Memoria 2014 198
ACTIVIDADES DIVULGATIVAS Y FORMATIVAS 2014
MEMORIA DE LA ACTIVIDAD DIVULGATIVA Nº 3
1. DATOS DE LA ACTIVIDAD
Título: Affective Centered User Experience: El paradigma de la computación afectiva aplicado
a la valoración de experiencias de usuario.
Investigador responsable: Ramón Gallego Santos
Tfno: 98 518 2257 E-mail: [email protected]
Entidades colaboradoras: Grupo de Investigación I3G (Investigación e Innovación en
Ingeniería Gráfica), Área de Expresión Gráfica en la Ingeniería, Escuela Politécnica de
Ingeniería, Campus de Gijón, Universidad de Oviedo
Otros participantes: Carlos Fuentes García, Ingeniero Técnico Industrial especialidad
Mecánica (U. de Oviedo
Lugar y fecha de celebración: Los días 28 y 29 de octubre en el Edificio Polivalente del
Campus de Gijón
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA ACTIVIDAD
2.1 Descripción de la actividad
Esta investigación, liderada por el grupo I3G de la Universidad de Oviedo en colaboración con
algunos de los agentes más importantes de la Milla del Conocimiento de Gijón, busca el
desarrollo de una tecnología pionera en el campo de la consultoría emocional que permita
crear líneas de negocio de alto valor añadido en el sector cultural y audiovisual.
La actividad busca la participación de todas aquellas personas que quieran acercarse
mediante la colocación de unos paneles llenos de fotografías con distintos estímulos en las
cuales los participantes indicarán la emoción que les suscita. Con esta actividad se pretende
dar a conocer los beneficios de esta línea de investigación y facilitar la participación de
voluntarios en la fase experimental.
2.2 Duración
2 días en horario de mañanas de 10:30 a 14:00 h
Memoria 2014 199
2.3 Repercusión de la actividad en los medios
Memoria 2014 200
Memoria 2014 201
3. DESGLOSE DE GASTOS DE LA ACTIVIDAD FORMATIVA Nº3
PROVEEDOR CONCEPTO IMPORTE Nº FACTURA
Aff
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ASTURLET Carteles y dípticos
132,40 € Fact nº: FOV/6680
BUROTECA Material oficina para actividad 115,69 €
Fact nº: 2.177/F
ELECTRÓNICA EDIMAR
Electrodos 85,54 €
Fact nº: 1406297
TOTAL GASTOS 333,63 €
Memoria 2014 202
Memoria 2014 203
ACTIVIDADES DIVULGATIVAS Y FORMATIVAS 2014
MEMORIA DE LA ACTIVIDAD FORMATIVA Nº 4
1. DATOS DE LA ACTIVIDAD
Título: Master en Sistemas de Gestión Certificables: ISO 9001, ISO 14001 y OHSAS 18001.
Investigadora responsable: Elena Marañón Maison
Tfno: 98 518 2027 E-mail: [email protected]
Lugar y fecha de celebración: 3 de octubre de 2014 a 24 de julio 2015
Entidades colaboradoras: Club Asturiano de Instituto Asturiano de Prevención de Riesgos
Laborales, AENOR, Lloyds Register, Principado de Asturias, Astureco, Formastur, J3 Innovare
Europa, CSC, Vaciero…
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA ACTIVIDAD
2.1 Descripción de la actividad
Conocedores de las demandas profesionales que tienen las empresas a nivel global y en
particular, en nuestra Región, y preocupados por ofrecer una completa formación en distintas
disciplinas que consideramos estratégicas en el presente y futuro de las organizaciones, tanto
públicas como privadas, el Club Asturiano de Calidad junto con la Universidad de Oviedo ha
diseñado un programa formativo completo en las áreas de la Calidad, Medio Ambiente y
Prevención que permitirá al alumno desempeñar cualquier puesto de responsabilidad en el
área de la Gestión y Dirección de la Calidad, el Medio Ambiente y la Prevención y Seguridad.
En un principio, la Calidad fue considerada como el único aspecto relevante con el fin de
satisfacer las necesidades y las expectativas de los clientes, pero pronto surgió una
preocupación por la conservación del medio ambiente y la adopción de medidas para la
reducción y control del impacto medioambiental, contribuyendo así a un desarrollo
ambientalmente sostenible, económicamente viable y socialmente responsable. Junto a ello
aparece la “obligación” de disponer de unas medidas efectivas de seguridad para uno de los
principales actores de la empresa: su personal. La gestión de Sistemas de Calidad, Sistemas
de Prevención y Seguridad y Sistemas Medioambientales adecuados y precisos, constituye
una ventaja competitiva y por tanto, uno de los elementos esenciales y necesarios para el
éxito empresarial y el reconocimiento social de la imagen de una Empresa u Organización.
Las organizaciones se enfrentan, por tanto, a nuevos desafíos y precisan de expertos que les
ayuden a diseñar, implantar e integrar la gestión de estos sistemas de manera sostenible y
responsable en la estrategia de la empresa. Luego queda patente la necesidad de disponer
de profesionales formados adecuadamente que puedan acometer estas tareas. En este
Memoria 2014 204
sentido y para dar respuesta a esta demanda actual, se propone la implantación de un Master
Universitario de Sistemas integrados en el marco de la Gestión de la Calidad, Medio Ambiente
y Prevención de Riesgos Laborales.
Se puede ilustrar la anterior argumentación indicando que el incremento anual de las
organizaciones que han optado por trabajar con Sistemas normalizados tanto de Gestión de
Calidad como de Gestión Ambiental ha sido exponencial en los últimos años. El indicador que
podemos utilizar es el número de empresas certificadas (ya que de ellas queda registro en la
empresa certificadora), aunque existen multitud de empresas que trabajando con sistemas y
modelos de Gestión adecuados no han optado a la certificación por razones diversas.
Los datos muestran la implantación de estos sistemas en las organizaciones y por tanto, la
necesidad de profesionales con la capacidad de conocer, implantar y mantener estos
Sistemas de Gestión.
La estructura y contenidos que se han diseñado para este Master permitirá al alumno/a
desempeñar cualquier puesto de responsabilidad en el área de la Gestión y Dirección de la
Calidad, el Medioambiente y la Prevención y Seguridad así como dominar los métodos de
planificación, implantación, control y mejora que requieren la Gestión de los Sistemas de
Calidad y Medio Ambiente. Asimismo, proporcionará al/la estudiante una formación básica
sobre la Metodología de la investigación de accidentes y formará al/la estudiante en el camino
inverso dotando de una formación avanzada que permitirá la puesta en marcha de medidas
preventivas para la reducción de los riesgos laborales.
2.2 Duración
El curso académico 2014-2015 de octubre a julio, comenzando el 3 de octubre de 2014 y
finalizando el 24 de julio de 2015.
2.3 Número de alumnos
Debido a la gran demanda de solicitudes este curso se ha decidido ampliar a 25 alumnos.
2.4 Ponentes o conferenciantes
Beatriz Junquera Cimadevilla UNIOVI
José Luis García Suárez UNIOVI
María Mitre Aranda UNIOVI
Lucía Avella Camarero UNIOVI
Fernando González Astorga UNIOVI
Juan Lucas García González Aenor
Memoria 2014 205
Indalecio Megido Martínez Aenor
Esteban Fernández Rico UNIOVI
Alberto Álvarez Suárez UNIOVI
David Valdés Heugas Colaborador Independiente
José Villanueva Castrillón Colaborador Independiente
Mario Viña Otero Formastur
Fermín Fariña Mayo Lloyds Register
José Luis Romero Gallardo Lloyds Register
Gema Granado Fueyo Astureco PFS Consultores
Elena Marañón Maison UNIOVI
Mónica Álvarez Fernández UNIOVI
Paz Orviz Ibañez
Consejeria de Fomento, Ordenación del Territorio y
Medio Ambiente
Jesús Rodríguez Iglesias UNIOVI
María González Álvarez Arcelor Mittal
Leonor Castrillón Peláez UNIOVI
Luis Negral Álvarez UNIOVI
Pedro Menéndez Calles Acusmed
Beatriz Álvarez Iglesias EDP Energía
Silvia Cortiñas Fernández Ence
Fernando Fdez-Tresguerres Tudela Veguín
Juan Díaz García Asincar
Memoria 2014 206
Estela Zapico Rodríguez Fertiberia
Clara González-Pedraz Muñoz AENOR
Alejandro García Fernández Lloyds Register
Ramón Rubio García UNIOVI
Hernando del Pozo Rayón Acusmed
Paula Nieto Peláez Astureco PFS Consultores
Sonia Llaneza Alonso Consultora ambiental
Jorge Vallina Crespo Formastur
Pilar González Torre UNIOVI
Eduardo García Morilla IAPRL
Esther López González IAPRL
Javier Rodríguez Súarez IAPRL
Minerva Espeso Expósito IAPRL
Yolanda Juanes Pérez IAPRL
José María Santurio Díaz IAPRL
Lourdes Mª Caso García IAPRL
Tomás Sancho Figueroa IAPRL
Mónica Gonzalo Terente IAPRL
Dulce Mª Platero García IAPRL
Antonio L. García Izquierdo UNIOVI
Alejandro Romero García AENOR
Memoria 2014 207
David Martinez Santamaría Lloyds Register
Jose Ramón Iglesias Barcia CAPSA
José Manuel López Rodríguez J3 Innovare
Ignacio Ferrao Rodríguez Colaborador Independiente
Juan Entrerria Galguera J3 Innovare
Monica Pomar González Astureco PFS Consultores
Héctor Rodríguez Balbuena CSC
Pablo Crabiffosse Autoridad Portuaria de
Gijón
2.5 Metodología utilizada y material entregado
Las horas presenciales consisten en clases expositivas, pero fomentando la participación del
alumno en las sesiones con el fin de mejorar el proceso enseñanza-aprendizaje. Partiendo de
esta premisa, además de introducir y desarrollar los conocimientos básicos de las asignaturas, a
la vez que los conceptos y fundamentos necesarios para su comprensión, se realiza un
aprendizaje basado en casos prácticos reales de aplicación de los conocimientos adquiridos.
Por otra parte, las asignaturas exigirán trabajo autónomo del estudiante, sobre todo la asimilación
de los contenidos impartidos en clase y la preparación de informes y trabajos que se le exijan.
Se les ha entregado a comienzos del curso un dispositivo Tablet para poder acceder a la
Plataforma Virtual de la Universidad donde se aloja todo el temario que imparten los docentes
así como un libro de Normas de Aenor donde se recogen las normas más importantes que se
explican en el Módulo de Gestión de la Calidad.
Los alumnos obtendrán, tras pasar un examen el Título de Auditores Jefe para la Certificación de Sistemas de Gestión de Calidad. Acreditado por International Register of Certificated Auditors (IRCA).
2.6 Valoración de la actividad.
La valoración es muy positiva pues este curso se ha visto incrementado el número de solicitudes
para acceder al Master lo que ha obligado a ampliar el número de alumnos a 25 personas.
Memoria 2014 208
2.7 Repercusión de la actividad en los medios.
3. DESGLOSE DE GASTOS DE LA ACTIVIDAD FORMATIVA Nº4
La actividad se autofinancia, por lo que no se solicita ayuda económica directa pero sí apoyo
administrativo del IUTA.
Memoria 2014 209
ACTIVIDADES DIVULGATIVAS Y FORMATIVAS 2014
MEMORIA ACTIVIDAD DIVULGATIVA Nº 5
1. DATOS DE LA ACTIVIDAD
Título: Jornada sobre Aplicaciones de las técnicas de Simulación 3D y equipos de
prototipado rápido: experiencias
Investigadora responsable: Inés Peñuelas Sánchez
Tfno: 98 518 1980 E-mail: [email protected]
Lugar y fecha de celebración: lunes 15 de diciembre en la Sala de Juntas del Edificio
Departamental Oeste del Campus Universitario de Gijón.
Entidades colaboradoras:
CEQTT, Centro de Entrenamiento Quirúrgico y Transferencia Tecnológica.
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA ACTIVIDAD
2.1 Descripción de la actividad
Jornada divulgativa cuyo objetivo fue dar a conocer algunas de las múltiples aplicaciones que
tienen las técnicas de simulación tridimensional combinadas con los sistemas de prototipado
rápido que abarcan desde temas de la salud a proyectos típicos de ingeniería y que son
además de gran utilidad en la docencia gracias a su fácil manejo y clara visualización. Además
se mostraron algunas experiencias de la aplicación práctica de estas técnicas de simulación
tridimensional y prototipado rápido.
2.2 Duración
2 horas de 12:00 a 14:00 h
2.3 Ponentes o conferenciantes
Dr. Jose María Sierra Velasco, Profesro Titular de Universidad del Área de Ingeniería
Mecánica e investigador del IUTA.
Dr. José Ignacio Rodríguez García, responsable del Centro de Entrenamiento Quirúrgico y
Transferencia Tecnológica (CEQTT), Cirujano General y del Aparato Digestivo del Hospital de
Cabueñes. Profesor Asociado del Área de Cirugía.
D. David Testa Alonso, Ingeniero Mecánico.
Memoria 2014 210
D. Pablo Suárez Méndez. Ingeniero Mecánico.
2.4 Metodología utilizada y material entregado
Además de las ponencias se pudo hacer una visualización de maquetas realizadas a partir de
técnicas de prototipado rápido y visita a algunas de las máquinas de prototipado disponibles
en el Área de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Oviedo.
2.5 Repercusión de la actividad en los medios.
Memoria 2014 211
3. DESGLOSE DE GASTOS DE LA ACTIVIDAD FORMATIVA Nº5
PROVEEDOR CONCEPTO IMPORTE Nº FACTURA
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PIXEL SISTEMAS, S.L.
Material para la jornada
450 € Fact nº 767
TOTAL GASTOS 450 €
En esta actividad el gasto real fue algo inferior al inicialmente presupuestado (700 €).
La cantidad sobrante se distribuyó entre otras actividades divulgativas y formativas.
Memoria 2014 212
Memoria 2014 213
Memoria 2014 214
ACTIVIDADES DIVULGATIVAS Y FORMATIVAS 2014
MEMORIA ACTIVIDAD DIVULGATIVA Nº 6
1. DATOS DE LA ACTIVIDAD
Título: Jornada de Resultados de Proyectos IUTA 2014
Investigadora responsable: Montserrat Rivas Ardisana
Tfno: 98 518 2389 E-mail: [email protected]
Lugar y fecha de celebración: 18 de diciembre en la Sala de Grados del Aulario Norte
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA ACTIVIDAD
2.1 Descripción de la actividad
La función de esta jornada es doble: divulgativa y formativa.
Función divulgativa de la tarea del IUTA en apoyo del I+D y la formación especializada, y
también de los resultados generales y concretos de los proyectos financiados a través del
IUTA.
Función formativa de los becarios ponentes que tuvieron la oportunidad de exponer su
trabajo ante un público interesado.
La jornada se dirigió especialmente a representantes de las empresas que han apoyado los
proyectos, a los becarios del IUTA y a otros agentes participantes en los proyectos.
Los becarios de los proyectos subvencionados por el IUTA en la convocatoria 2014 expusieron
sus experiencias y los principales logros conseguidos en una breve presentación (5 minutos
máximo).
Se concedieron premios a las mejores presentaciones, de acuerdo con la valoración de un
comité del IUTA y del público asistente por votación popular.
2.2 Duración
La jornada se desarrolló durante una mañana de 10:00 a 13:00 por lo que tuvo una duración
de 4 horas.
2.3 Público asistente
Asistencia de 39 personas, entre becarios, profesores investigadores y público acompañante.
Memoria 2014 215
2.4 Ponentes o conferenciantes
Hora Ponencia Ponentes Sector*
10:00-10:30 Apertura
Dña. Mª Paz Suárez Rendueles, Sra.
Vicerrectora de Investigación y Campus
de Excelencia Internacional, D.
Fernando Couto Garciablanco, Sr.
Concejal de Desarrollo Económico y
Empleo del Ayuntamiento de Gijón,
Dña. Sandra Velarde Suárez, Directora
del Instituto Universitario de Tecnología
Industrial de Asturias (IUTA).
10:30-11:15 Análisis modal de la pasarela
peatonal del parque de Moreda
(I.P. Manuel López Aenlle)
Ismael García García TMCE
Sistema de construcción flexible
para viviendas (I.P. Ángel Martín
Rodríguez)
Diego Lozano Moreno
Estudio, cálculo y desarrollo de
puentes modulares (I.P. Juanjo del
Coz Díaz)
Abrahaam Barbeira Juste
Análisis de la calidad del aire
interior en viviendas de consumo
casi nulo (I.P. Alfonso Lozano
Martínez - Luengas)
Alicia Zamora
Nuevos biosensores
electromagnéticos tipo Predictor®
(I.P. Montserrat Rivas Ardisana)
David Lago Cachón
11:15:11:50 Mejora de la cadena logística de los
bancos de alimentos (I.P. Jorge
Coque Martínez y Pilar González
Torre)
Marta García Rodríguez y Ana Robles
Gullón
OEEE
Inteligencia artificial distribuida
para la gestión de la demanda de
agua en el Municipio de Gijón (I.P.
David de la Fuente García)
Daniel Rodríguez Díaz y David Villar
Quirós
Investigación y desarrollo de
baterías de flujo para el
almacenamiento de energía en
sistemas de microgeneración
distribuida en entornos urbanos.
(I.P. Juan Manuel Guerrero)
Gabriel Borge Martínez SEEC
Obtención de biogás a partir de la
valorización de residuos
alimentarios (A-BIOWASTE) (I.P.
Elena Marañón Maison)
Laura Megido Fernández MAE
11:50-12:10 Pausa café
Memoria 2014 216
2.5 Metodología utilizada y material entregado
La jornada consistió en presentaciones orales de unos 5 minutos de duración por parte de los
ponentes. Posteriormente se otorgó el premio al primero y al segundo más votado por el
comité y el público asistente. Se entregaron unas memorias USB como obsequio a todos los
ponentes.
2.6 Valoración de la actividad
Hubo una gran participación e interés por parte de los becarios y sus investigadores
principales. Las presentaciones resultaron de gran calidad y profesionalidad.
El primer premio fue otorgado a Pablo Suárez Méndez.
Además de esta jornada general de todos los proyectos, el 2 de diciembre se celebró un taller-
seminario dentro del marco del proyecto Mejora de la cadena logística de los bancos de
alimentos donde se presentaron y validaron los resultados obtenidos a las diferentes
entidades colaboradoras y se propusieron acciones futuras, repitiéndose en una Reunión
informativa el día 17 de diciembre para personas externas al proyecto e interesadas en
colaborar con él.
12:10-12:45 Montaje y test de moto-laboratorio
de prueba de suspensiones (I.P.
Álvaro Noriega González)
Jairo del Blanco Jardón DMF
Procedimiento de calibración in-situ
de brazos de medir por
coordenadas utilizando un patrón
basado en características.
Realización de ensayos de campo
(I.P. Braulio Álvarez Álvarez)
Héctor Patiño Sánchez
Influencia de la geometría y tipo de
fijación en el comportamiento
biomecánico de las
reconstrucciones del ligamento
cruzado anterior, mediante la
utilización de métodos numéricos y
experimentales (I.P. Inés Peñuelas
Sánchez)
Cristian Leal Fernández
Optimización y fabricación de
prototipo de distractor endo-ano-
rectal con acceso transanal (I.P.
José Manuel Sierra Velasco)
Pablo Suárez Méndez
12:45-13:00 Cierre, conclusiones y entrega de
premios
Directora del IUTA
Memoria 2014 217
2.7 Repercusión de la actividad en los medios
Memoria 2014 218
Memoria 2014 219
Memoria 2014 220
Memoria 2014 221
3. DESGLOSE DE GASTOS DE LA ACTIVIDAD FORMATIVA Nº6
PROVEEDOR CONCEPTO IMPORTE Nº FACTURA
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IUT
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014
LEROY MERLÍN
4 Marcos para los
diplomas de los
premiados
32,94 € Fac nº 018-0012-
569206
RAMÓN
FERNÁNDEZ
NICOLÁS
Café jornada 113,63 € Fact nº 47/2014
RAMÓN
FERNÁNDEZ
NICOLÁS
Café Taller Banco
de Alimentos día 56,81 € Fact nº 46/2014
RAMÓN
FERNÁNDEZ
NICOLÁS
Café Reunión
Banco de
Alimentos día
34,09 € Fact nº 45/2014
TOTAL GASTOS 237,47 €
En esta actividad el gasto real fue algo inferior al inicialmente presupuestado (400 €). La cantidad
sobrante se distribuyó entre otras actividades divulgativas y formativas.
Memoria 2014 222
Memoria 2014 223
ACTIVIDADES DIVULGATIVAS Y FORMATIVAS 2014
MEMORIA ACTIVIDAD DIVULGATIVA Nº 7
1. DATOS DE LA ACTIVIDAD
Título: Desayunos Tecnológicos 2014
Investigadora responsable: Sandra Velarde Suárez, Directora del IUTA
Bernardo Veira de la Fuente, Director-Gerente del Centro Municipal de Empresas, Ayto. de
Gijón.
Tfno: 98 518 2101 E-mail: [email protected]
Lugar y fecha de celebración: Parque Científico Tecnológico de Gijón. Regularmente una
vez al mes aunque en noviembre y diciembre se ha trasladado la sede al Espacio Tecnológico
Campus dentro del Campus de Gijón.
Entidades colaboradoras: Universidad de Oviedo, Centro Municipal de Empresas de Gijón,
Ayuntamiento de Gijón y empresas tecnológicas asturianas.
2. MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA ACTIVIDAD
2.1 Descripción de la actividad
El éxito de los DESAYUNOS TECNOLÓGICOS entre la comunidad universitaria y las
empresas asturianas llevó a dar continuidad a este tipo de jornadas de divulgación tecnológica
durante el 2014, con la perspectiva de ser una actividad capaz de crear un espacio de
interactuación entre el mundo empresarial y el mundo universitario, potenciando el concepto
de la Milla del Conocimiento de Gijón, y con la intención de explicar al tejido empresarial
asturiano las posibilidades de investigación, innovación y formación que les puede ofrecer la
Universidad en general, el IUTA en particular, o empresas presentes en la propia actividad.
Con periodicidad mensual, los Desayunos se organizaron por sectores tecnológicos,
intentando contar en cada uno de ellos con dos enfoques distintos: el correspondiente a
proyectos desarrollados dentro del marco del programa municipal de ayudas “Plataformas de
Desarrollo Empresarial” y el de diferentes grupos del IUTA.
Los Sectores a los que se dedicaron los diferentes Desayunos realizados durante el año 2014,
así como las ponencias llevadas a cabo en cada uno de ellos se describen a continuación:
Viernes 14 de febrero: Asistentes online inteligentes: de los e-desks a las SmartCities.
FidelisAssistance: Asistente virtual para los supermercados Masymas.
Asistencia turística mediante la utilización de los datos abiertos de gijon.es.
Memoria 2014 224
Viernes 7 de Marzo: Soluciones innovadoras para el sector Salud.
EVA. Actividades de evaluación de la visión.
TRAMA. Middleware para la creación de Apps multiplataforma orientadas a servicios
de salud y administraciones públicas.
RESCRI. Sistema avanzado de gestión y control de residuos sanitarios mediante
crioconservación.
Viernes 11 de abril: Innovación en la construcción.
Diseño, desarrollo y validación de un sistema distribuido de auscultación continua de
estructuras de edificios en entornos urbanos.
Ready To Assembly. Nuevo sistema de construcción adaptativo para viviendas
unifamiliares.
La monitorizacion remota aplicada a la patología de la construcción.
Viernes 16 de mayo: Aplicaciones Móviles para ciudades inteligentes.
Planificador inteligente para sistemas de producción bajo pedido.
ARAMO: Fabricación Aditiva en la Universidad de Oviedo.
Viernes 13 de Junio: Innovación en el sector de las energías renovables.
Proyecto μTT: Microturbina tubular.
Tú iluminas Gijón.
Viernes 12 de Septiembre: Vigilancia Tecnológica.
Asistente colaborativo para el descubrimiento y divulgación del conocimiento.
Viernes 10 de Octubre: Herramientas innovadoras para la gestión.
Imspiration: Metodologías y herramientas on-line para impulsar la gestión de la
innovación según nuevo estándar europeo CEN/TS 16555-1.
Entorno colaborativo on-line multidispositivo para la gestión y desarrollo de las
diferentes etapas de un proyecto de ingeniería.
Viernes 14 de noviembre: Soluciones constructivas para el ahorro energético.
Sistema constructivo de cerramientos portantes.
La calidad del aire interior en viviendas Passivhaus/Edificios de Consumo Casi Nulo
(NzEB).
Memoria 2014 225
Viernes 12 de diciembre: Sistemas inteligentes para la mejora de la construcción.
Proyecto SMRTV: sistema modular para la reducción de la transmisión de
vibraciones en infraestructuras civiles.
SMART FRONT: novedosa solución constructiva para una fachada inteligente de
aplicación a la eficiencia energética y a edificios de consumo de energía casi nulo
(NZEB).
2.2 Duración
Los desayunos se realizaron un viernes al mes durante 9 meses con una duración aproximada
de 1.5 horas (9:00 a 10:30h), lo que hace un total de algo más de 13 horas.
2.3 Público asistente
El 25% aproximadamente procedía de la Universidad. El 75% de empresas asturianas, tanto
PYMES como grandes, así como otras entidades públicas o privadas vinculadas al sector
empresarial, como centros de empresas, parques tecnológicos, etc.
DESAYUNOS Nº DE
ASISTENTES
14 DE FEBRERO 19
7 DE MARZO 25
11 DE ABRIL 50
16 DE MAYO 27
13 DE JUNIO 25
12 DE SEPTIEMBRE 29
10 DE OCTUBRE 20
14 DE NOVIEMBRE 34
12 DE DICIEMBRE 24
2.4 Ponentes
Como ponentes acudieron representantes de las empresas participantes en cada proyecto de
“plataformas empresariales”, y también, investigadores pertenecientes al IUTA presentando
sus respectivos proyectos en representación del Instituto Universitario de Tecnología
Industrial de Asturias.
Memoria 2014 226
Advanced Simulation Technologies, S.L Prometeo Innovations, S.L
Artline Solutions Promociones Bioclimáticas EntreEncinas
Clínica Visualia Talento Corporativo, S.L
Eurolab Thingtrack, S.L
Fundación CTIC Tuinsa Norte S.A
Fundación Prodintec Universidad de Oviedo
Grupo Ecosar S.L Vitesia
Grupo Intermark Vorago Tecnología
NeoSystems
2.5 Metodología utilizada y material entregado
En cada desayuno: Dos o tres ponencias de 20 minutos de duración a través de presentación
PowerPoint, con un coloquio posterior entre los asistentes. La sala es pequeña y adecuada
para el número de asistentes. Esto permite un contacto más directo entre el público, además
de contar durante y después de la actividad de un espacio informal vinculado a “tomar un café”
que permite la interacción y el contacto entre los participantes. En los últimos dos Desayunos
se hizo un cambio de ubicación trasladándose al Espacio Tecnológico Campus dentro del
Campus Universitario de Gijón.
Se entregó material específico: catálogos del IUTA, bolígrafos con el logotipo del IUTA y
material general relacionado con el PCTG. A los ponentes se les entregó también un USB con
información específica del Instituto.
2.6 Valoración de la actividad.
El formato está perfectamente consolidado, resultando atractivo para participantes de
diferentes sectores. Atendiendo a los resultados de años anteriores, se ha logrado una mejor
organización de los contenidos.
Se ha observado un gran predominio de proyectos del sector TIC.
Se facilitaron algunos contactos profesionales, aunque todavía no se dispone de datos
concretos sobre nuevas colaboraciones o proyectos surgidos a partir de ellos. En las
ponencias de los desayunos sí quedó reflejado que ya existen numerosas colaboraciones
universidad-empresa.
En cada desayuno se han combinado experiencias de colaboración entre empresas con
proyectos de investigación básica y aplicada de la universidad. Esta variedad ha resultado
muy positiva.
Memoria 2014 227
2.7 Repercusión de la actividad en los medios.
Memoria 2014 228
Memoria 2014 229
Memoria 2014 230
3. DESGLOSE DE GASTOS DE LA ACTIVIDAD FORMATIVA Nº7
PROVEEDOR CONCEPTO IMPORTE Nº FACTURA
Desayu
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014
ASTURLET Carteles y dípticos
279,00 € Fact nº: 8.736
SCISE SERIGRAFÍA
Fungible: USBs con información del IUTA para los ponentes y bolígrafos serigrafiados. 1.330 €
Fact nº A 4784
CARLÍN Fungible: material oficina 200,61 €
Fact nº: NN-14-04421
CARLÍN Fungible: material oficina 28,07 €
Fact nº NN-14-04895
TOTAL GASTOS 1.837,68 €
En esta actividad el gasto real fue algo inferior al inicialmente presupuestado (2.000 €). La
cantidad sobrante se distribuyó entre otras actividades divulgativas y formativas.
Memoria 2014 231
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ACTIVIDADES DIVULGATIVAS Y FORMATIVAS 2014
PLAN DE APOYO A LA DIVULGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA
Con el presupuesto destinado a esta actividad se contrató 2 becarias, una los dos primeros
meses del año y otra desde mayo hasta diciembre que estuvieron trabajando en las oficinas
del IUTA realizando actividades de apoyo en la organización de cursos y actividades
divulgativas.
Una parte del presupuesto se ha destinado a otras actividades de divulgación:
- Charla de la investigadora del IUTA Mar Alonso Martínez en el Centro Juvenil de
Sograndio sobre nuevas tecnologías y avances tecnológicos relacionados con los
proyectos y actividades que se desarrollan en el IUTA.
- Inclusión de información del IUTA a página completa y de varios grupos de
Investigación dirigidos por investigadores del IUTA en la Guía Impulsa Empresas del
Ayuntamiento de Gijón.
Otra parte del presupuesto de este capítulo se destinó a la adquisición de material fungible y
material de oficina general para el desarrollo de las actividades del Instituto. También se
adquirió material para los asistentes a jornadas y cursos organizados por el IUTA: bolígrafos
serigrafiados y USBs además de bolsas de tela serigrafiadas para entregar dicho material.
Memoria 2014 241
DESGLOSE DE GASTOS
PROVEEDOR/PERSONAL BECARIO
CONCEPTO IMPORTE Nº FACTURA
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tecn
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IRENE ARROJO CLAROS Beca 2 meses 1.500 €
ROCÍO DÍAZ RUIZ Beca 8 meses 3.000 €
CANON Escaneado de documentos hechos en nov 13 7.05 €
Fact nº: 55151010
CANON
Impresión y encuadernado Memoria de Actividades 2013 47,27 €
Fact nº: 55152111
CANON Impresión y encuadernado Plan de Actividades 2014 180,54 €
Fact nº: 55153303
VIAJE MAR ALONSO SOGRANDIO
Charla en Centro de Menores 17,72 €
MAKING MEDIA Guía Impulsa Empresas 550 €
Fact nº: lyE2014/034
CARLÍN Material de oficina 23 €
Fact nºFN-14-05579
SCISE SERIGRAFÍA Bolsas de tela con logo 361 € Fact nº A 4742
CARLÍN Material de oficina 975,10 €
Fact nº NN-14-04967
SCISE SERIGRAFÍA Memorias USB
758 € Fact nº A 4707
TOTAL GASTOS 7.419,68 €
Memoria 2014 242
Anexo IV. Otros proyectos o actividades formativas con financiación externa
Título del proyecto Recuperación De Co2 De Emisiones De Incineradora De Residuos Y Aprovechamiento Para La Producción De Microalgas (Reco2very)
Referencia RTC-2014-2109-5
Investigador/a/es
principal/es Elena Marañón Maison
Equipo investigador
José Manuel Rico Ordás
Jorge Álvarez Sostres
Yolanda Fernández Nava
Periodo de vigencia 12-12-2014 a 31-12-2017
Entidad financiadora MINISTERIO DE ECONOMÍA Y COMPETITIVIDAD
Cantidad subvencionada 99.040 €
Título del proyecto Intensificación del rendimiento de la depuración de los lixiviados del
vertedero central de Asturias mediante aireación y ultrafiltración previos al proceso Biomembrat (AIRMICROF)
Referencia FUO-EM-054-13
Investigador/a/es
principal/es
Elena Marañón Maison
Ana Isabel Peláez Andrés
Equipo investigador
Leonor Castrillón Peláez
Yolanda Fernández Nava
Luis Negral Álvarez
Iván Lores Ovies
Victoria Mesa Salgado
Periodo de vigencia 16-04-2013 a 15-04-2014
Entidad financiadora COGERSA
Cantidad subvencionada 40.000 €
Memoria 2014 243
Título del proyecto Ensayos a escala de laboratorio para determinar la disminución de carga
orgánica y rendimientos de obtención eléctrica con prototipo de electrobiorreactor
Referencia FUO-EM-277-13
Investigador/a/es
principal/es Leonor Castrillón Peláez
Equipo investigador
Elena Marañón Maison
Yolanda Fernández Nava
Luis Negral Álvarez
Periodo de vigencia 08-01-2014 a 07-06-2014
Entidad financiadora INGEMAS
Cantidad subvencionada 7.260 €
Título del proyecto Análisis de los niveles y composición del material particulado en el entorno de la central térmica de Aboño
Referencia FUO-EM-372-13
Investigador/a/es
principal/es
Yolanda Fernández Nava
Equipo investigador
Luis Negral Álvarez
Leonor Castrillón Peláez
Elena Marañón Maison
Periodo de vigencia 18-11-2013 a 17-07-2015
Entidad financiadora Hidroeléctrica del Cantábrico
Cantidad subvencionada 49.658 €
Título del proyecto Desarrollo de una aproximación holística y sistemática al diseño y la gestión de microrredes de alterna
Referencia ENE2013-44245-R
Investigador/a/es
principal/es Pablo García Fernández, Cristina González Morán
Equipo investigador Jorge García García, Pablo Arboleya Arboleya
Periodo de vigencia 01/01/2014 AL 31/12/2016
Entidad financiadora MINECO
Cantidad subvencionada 205.700,00€
Memoria 2014 244
Título del proyecto Aseguramiento de la medición y representación del conocimiento en la
medición con sistemas portátiles de medir por Coordenadas
Referencia DPI2012-36642-C02-01
Investigador/a/es
principal/es Eduardo Cuesta González
Equipo investigador
Braulio José Álvarez Álvarez. Daniel Álvarez Mántaras Pablo Luque Rodríguez
Daniel González Madruga (Universidad de León) Joaquín Barreiro García. (Universidad de León)
Susana Martínez Pellitero. (Universidad de León)
Periodo de vigencia 01-01-2013 al 31-12-2015
Entidad financiadora Ministerio de Economía y Competitividad (M.E.C.)
Cantidad subvencionada 81.900 €
Título del proyecto Análisis y diseño de redes logísticas eficientes, robustas y sostenibles
Referencia DPI2013-41469-P
Investigador/a/es principal/es
Adenso Díaz Fernández y Pilar L. González Torre
Equipo investigador
Jorge Coque Martínez Santiago Garcia Carbajal Sebastián Lozano Segura
Ester Gutiérrez Moya Pilar Lourdes González Torre
Belarmino Adenso Díaz Fernández
Periodo de vigencia 2013-2016
Entidad financiadora Ministerio de Economía y Competitividad
Cantidad subvencionada 42.000 €
Título del proyecto Nuevos retos en el diseño de redes logísticas eficientes: entornos de riesgo
y de logística inversa
Referencia DPI2010-16201
Investigador/a/es principal/es
Adenso Díaz Fernández
Equipo investigador
Jorge Coque Martinez Santiago Garcia Carbajal Sebastián Lozano Segura
Ester Gutiérrez Moya Pilar Lourdes González Torre
Belarmino Adenso Díaz Fernández
Periodo de vigencia 2010-2013
Entidad financiadora Ministerio de Ciencia y Tecnología
Cantidad subvencionada 45.000 €
Memoria 2014 245
Título del proyecto Detección del PSA libre y total por métodos magnéticos
Referencia MINECO-13-MAT2012-33405
Investigador/a/es
principal/es José Ángel García Díaz
Equipo investigador
Agustín Fernández Suárez David Lago Cachón
Francisco Javier Carrizo Medina Francisco Javier García Alonso
José Carlos Martínez García Laura Elbaile Viñuales
María Rosario Díaz Crespo Miguel Hevia Suárez
Montserrat Rivas Ardisana
Periodo de vigencia 01/enero/2013 – 31/diciembre/2015
Entidad financiadora Ministerio de Economía y Competitividad
Cantidad subvencionada 45.000 €
Título del proyecto Estimación de tensiones en estructuras mediante análisis modal operacional
Referencia BIA2011-28380-C02-01
Investigador/a/es
principal/es MANUEL LOPEZ AENLLE
Equipo investigador
PELAYO FERNANDEZ FERNÁNDEZ
MARIAN GARCIA PRIETO
JOSE RAMON LAFUENTE CANAL
Periodo de vigencia desde:01-01-2012 hasta: 31-12-2014
Entidad financiadora MICINN
Cantidad subvencionada 70.785 €