revista del mundo de la ingenierÍa y la … castro, raquel blazquez, roberto cañizares, rafael...

Biela7.65REVISTA DEL MUNDO DE LA INGENIERÍA Y LA CONTRUCCIÓNREVISTA DEL MUNDO DE LA INGENIERÍA Y LA CONTRUCCIÓN

AÑO 1AÑO 1NÚMERO 3NÚMERO 3

DICIEMBRE 2014DICIEMBRE 2014

ISSN 2386-639X

Riesgos BIOLÓGICOSRiesgos BIOLÓGICOSPlantas y HongosPlantas y Hongos

QBITO. El CubesatQBITO. El Cubesatde la UPMde la UPM

Energía SOLAREnergía SOLARen Edificaciónen Edificación

GRAFENOGRAFENOEl materialEl material

del futurodel futuro

03

9 772386 639006

CONTENIDO

GRAFENO. El materialdel futuro

Riesgos BIOLÓGICOS en edi-ficación. Plantas y Hongos

página 8

Página 4

Flujo interno en TOBERASde inyección diesel.

Componentes y diseño deAEROGENERADORES

página 20

página 14

Mercado internacional demaquinaria alimenticia.

QBITO. El primer Cubesatde la UPM

página 30

página 26

2 Nº03. Dic iembre de 2015

3Nº03. Dic iembre de 2015

Biela 7.65 es el órgano de expresión del Centro de Formación IAE. [email protected] el Centro de Formación IAE.Dirección: L.T. de Garner. Consejo de Redacción: Alejandro Gómez, Antonio Muñoz, Borja Gavila, Andrés Gómez, Daniel Merchán, David Rubio, Daniel Mazón, Enrique Gil, Ezequiel Morales,Fernando Gómez, Miguel Silva, Felipe García, Alejandro Alonso, Juan Fernández, Antonio Mompó, Luis Muñoz, Marta Sanz, María C. Carmona, Marcos Vizoso, Nazaret Ruiz, Oscar Escudero,Rafael Castro, Raquel Blazquez, Roberto Cañizares, Rafael Domínguez, Rocío B. Higueras, Daniel Aznar, Fernando Martel, Francisco Sánchez, Rubén Fdez de la Riva, Fernando AbadSecretaría del Consejo de Redacción: Félix-Álvaro Pajares Ruiz. C/ Fernández de los Ríos 93,Soportal, Madrid.Imprime: Centro de Impresión DaBeBiela 7.65 no comparte necesariamente las opiniones vertidas ni se responsabiliza de la autoría de la imágenes incluidas en los artículos firmados por su Consejo de Redacción.

CONTENIDO

Origen y evolución de laROBÓTICA

Certificación ENERGÉTICAde edificios.

página 36

página 32

El dividendo DIGITAL.Luces y sombras

La energía SOLAR enedificación

página 46

página 42


GRAFENO: EL MATERIAL DEL FUTURO

¿Qué es el Grafeno?El grafeno es un alótropo del carbono, unteselado hexagonal plano (como un panal deabeja) formado por átomos de carbono yenlaces covalentes que se forman a partir dela superposición de los híbridos sp(2) de loscarbonos enlazados. Entre las propiedadesmás sobresalientes se encuentran quees transparente, flexible, extraordinariamenteresistente, impermeable, abundante, econó-mico y conduce la electricidad mejor queningún otro metal conocido, el Grafeno tie-ne muchas propiedades que no se habíanencontrado antes en ningún otro material, enla actualidad el Grafeno tiene fascinados acientíficos y a la industria debido a susfantásticas propiedades.

Aunque fue sintetizado por primera vez en2004, saltó a la fama en 2010 cuando sus des-cubridores, los investigadores de origen rusoAndre Geim (Sochi, 1958) y Konstantin No-voselov (Nizhny Tagil, 1974) recibieron elPremio Nobel de Física. Como ya apuntóentonces Andre Geim, las aplicaciones po-tenciales del grafeno son tantas que ni siquie-ra eran capaces de enumerarlas.

Este versátil material permitirá fabricar desdedispositivos electrónicos con pantallas flexi-bles y transparentes y baterías ultrarrápidas apotentes paneles solares, sin olvidar aplica-ciones en aeronáutica, medicina y otros sec-tores que se investigan en la actualidad.Además, supone una base excelente paracrear nuevos materiales a medida, en funciónde las necesidades específicas. Es decir, algoasí como materiales a la carta.

El estudio de las propiedades del grafenomantiene ocupados a una gran cantidad decientíficos en todo el mundo, entre los quedestacan las aportaciones de los físicos teóri-cos españoles.

BORJA GAVILÁ GARCÍA. Ingeniero Químico y Técnico Superior en Prevención de Riesgos.

Imagen 1. Representación del grafeno. Fuente: TheGuardian.co.uk

Imagen 2. Ejemplo de posibles aplicaciones potenciales del grafeno.

Imagen 3. Aerogel a partir de grafeno,. Su ligereza es tal que se sostiene sobre una florde cerezo.


tructura del material. Sin embargo,la investigación posterior sugiereque en realidad es debido al hechode que los enlaces carbono-carbonoen el grafeno son tan pequeños yfuertes que evitan fluctuacionestérmicas capaces de producir la des-estabilización.

Propiedades ElectrónicasUna de las propiedades más útilesdel grafeno es que es un semimetalcon cero solapamiento (con ambosagujeros y electrones como porta-dores de carga) con muy alta con-ductividad eléctrica. Los átomos decarbono tienen un total de 6 elec-trones; 2 en la estructura interior y 4en la exterior. Los 4 electrones de lacapa exterior de un átomo de carbo-no están disponibles para el enlacequímico, pero en el grafeno, cada

átomo está conectado a otros 3 áto-mos de carbono en el plano bidi-mensional, dejando 1 electrón libreen la tercera dimensión de la con-ducción electrónica. Estos electro-nes altamente móviles se denomi-nan Pi (π) y se encuentran por enci-ma y por debajo de la hoja de grafe-no. Estos orbitales pi se superpo-nen y ayudan a mejorar las unionescarbono a carbono en el grafeno.Fundamentalmente, las propiedadeselectrónicas del grafeno son dicta-das por la unión y anti-unión (lasbandas de conducción y la de valen-cia) de estos orbitales pi.

La investigación combinada en losúltimos 50 años ha demostrado queen el punto de Dirac en el grafeno,los electrones y los huecos tienenmasa efectiva cero.

Características fundamentales.Antes de que el grafeno monocapafuese aislado en 2004, se creía que,teóricamente, los compuestos dedos dimensiones no podían existirdebido a la inestabilidad térmicaproducida en la separación. Sin em-bargo, una vez que el grafeno fueaislado, estaba claro que era real-mente posible, y la explicación noera tan evidente, los científicos tar-daron cierto tiempo en saber exac-tamente el motivo. Después del es-tudio de las láminas de grafeno pormicroscopía electrónica de transmi-sión, los científicos creían haberencontraron que este fenómeno seproducía debido a una ligera ondu-lación en el grafeno, y por tanto, laconsiguiente modificación de la es-

Imagen 5 Grafeno entre metal y semiconductor Fuente: CSIC

Imagen 4. Evolución cronológica del estudio e investigación de los compuestos de carbono. Fuente: CSIC


ción de 130.000.000.000 Pascales(130 gigapascales), en comparacióncon 400.000.000 del acero A36 es-tructural, o 375.700.000 de la arami-da (Kevlar) . No sólo es el grafenoextraordinariamente fuerte, tambiénes muy ligero alrededor de0.77milligrams por metro cuadrado(a efectos de comparación, 1 metrocuadrado de papel es aproximada-mente 1000 veces más pesado). Amenudo se dice que una sola hojade grafeno (siendo sólo un átomode grosor), del tamaño suficientepara cubrir un campo de fútbol en-tero, pesaría menos de 1 gramo.

Lo que hace todo esto particular-mente especial es que el grafenotambién contiene propiedades elás-

ticas, siendo capaz de mantener sutamaño inicial después de un esfuer-zo. En 2007, se llevo a cabo unaserie de test de fuerza microscópicaAtómica (AFM) en grafeno deposi-tado sobre las cavidades de dióxido

de silicio. entre 2 y 8 Nm) teníanconstantes de elasticidad en la re-gión de 1-5 N/m y un módulo deYoung (diferente a la de grafito tri-dimensional) de 0,5 tPA. Una vezmás, estas cifras se basan en pers-pectivas teóricas utilizando grafenoque no contiene imperfecciones enabsoluto y en la actualidad muy ca-ros y difíciles de reproducir artifi-cialmente, aunque las técnicas deproducción están mejorando demanera constante.

Propiedades ÓpticasEl grafeno tiene la capacidad deabsorber el 2,3% de la luz blanca,hecho que es también una propie-dad única e interesante, sobre todo

teniendo en cuenta que su espesores de sólo un átomo de grosor. Estoes debido a sus propiedades electró-nicas mencionadas; los electronesactúan como portadores de cargasin masa con muy alta movilidad.

Las pruebas han demostrado que lamovilidad electrónica del grafeno esmuy alta, con resultados por encimade 15.000 cm2·V-1 ·s-1 y los límitesteóricamente potenciales de 200.000cm2·V-1 ·s-1. Se dice que los elec-trones de grafeno actúan de formamuy parecida a los fotones en sumovilidad debido a su falta de masa.Estos portadores de carga son capa-ces de viajar distancias micrométri-cas sin dispersión; un fenómenoconocido como transporte balístico.Sin embargo, la calidad del grafenoy el sustrato que se utiliza serán losfactores limitantes. Con dióxido desilicio como sustrato, por ejemplo,la movilidad está limitada a 40.000cm2·V-1 ·s-1.

Resistencia MecánicaOtra de las propiedades destacadasdel grafeno es su fuerza inherente.Debido a la fuerza de sus enlaces decarbono 0,142 Nm, el grafeno es elmaterial más fuerte jamás descu-bierto, con una resistencia a la trac-

“ Sólo conocemos la punta del iceberg en las aplicaciones y propiedades del grafeno”

Imagen 6. Representación de la resistencia mecánica de la malla de grafeno. Fuente: Columbia

PONER AQUÍ IMAGEN


no realmente se necesita con el finde desarrollar estas ideas en reali-dad.

Usos sorprendentes del grafenoAunque son muchos los posiblesusos del grafeno, aquí mostraremosalgunos que quizás puedan resultaralgo sorprendentes.

Auriculares de alta calidad: Aunquepodría parecer que los usos del gra-feno no tendrían que ver, a primeravista, con su aplicación en la indus-tria de la música, lo cierto es queestamos ante un tremendo error.Puede, y de hecho, lo hace. Por lomenos desde que hace un tiempoinvestigadores de la Universidad deBerkeley en California, crearan losprimeros auriculares basados engrafeno, donde la mejora en cuantoa la calidad de sonido era más queevidente.

Tejido humanos basados en grafe-no: Otro de los avances en los quepodría utilizarse el grafeno es en eldesarrollo de implantes artificiales.En particular, la adaptabilidad deeste material, unido a su resistenciay estabilidad, permitirían que fuerautilizado en la creación de implantespara tejidos neuronales.

Procesadores de alta velocidad:La construcción de un circuito inte-grado que funcionaba a 1,28 GHzpor parte de científicos del Politéc-nico di Milano y la Universidad deIllinois parece confirmar que avan-zamos en esa dirección.

Desalinización: Con los problemasasociados al cambio climático y lasequía que avanza cada vez másrápido, necesitamos fuentes de aguaque pudiera ser potable. Una de lasiniciativas que se considera desdehace años es la posibilidad de des-alar agua de mar, con el inconve-niente de que estos proyectos sonmuy caros y complejos.

Sin embargo, el aporte de científi-cos del MIT, que ha permitido crearfiltros en las desaladoras basados engrafeno monoporoso, un materialque permite ejercer una menor pre-sión y un aumento asociado de lavelocidad de los propios procesosde desalinización.

Hace unos pocos años, se demostróque la cantidad de luz absorbida, sebasa en la constante de estructurafina, en lugar de ser dictada por de-talles materiales. La adición de otracapa de grafeno aumenta la cantidadde luz blanca absorbida por aproxi-madamente el mismo valor (2,3%).La opacidad del grafeno es πα ≈2.3% equivale a un valor de con-ductividad dinámica universal del G= e2 / 4ℏ (± 3.2%) en el rango defrecuencias visibles.

Debido a estas características im-presionantes, se ha observado queuna vez que la intensidad ópticaalcanza un cierto umbral se produceabsorción por saturación. Esta esuna característica importante en loque respecta al modo de bloqueo delos láseres de fibra. Debido a laspropiedades del grafeno se puedenobtener longitudes de onda de sin-tonización con valores cercanos alos 30 nm.

Para entender como de avanzadosestamos actualmente en el conoci-miento de las propiedades del grafe-no, podríamos decir que esto essólo la punta del iceberg. Antes deque el grafeno esté fuertemente in-tegrado en las áreas en las que cree-mos que va a sobresalir, tendrá quepasar mucho más tiempo entenderexactamente lo que hace que sea unmaterial increíble.

Lamentablemente, si bien tenemosun montón nuevas ideas para posi-bles aplicaciones y usos para el gra-feno , se necesita tiempo para apre-ciar plenamente cómo y qué grafe-

Imagen 7. Desarrollo de auriculares utilizandografeno

REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:

- Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

- Columbia University

- THE ELECTRONIC PROPERTIES OF GRAPHENE. A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S.Novoselov y A. K. Geim en Reviews of Modern Physics, vol. 81, págs. 109-162; enero de 2009.

Imagen 8. Prueba de la Universidad Técnica deMúnich en células ganglionares de la retina.


ANÁLISIS DE LOS RIESGOS BIOLOGICOS EN LAEDIFICACIÓN: ANÁLISIS DE PLANTAS Y HONGOS

bajar con seguridad.

En primer lugar tenemos a loshongos Aspergillus y alternaria:

ASPERGILLUS

El Aspergillus fumigatus es Hon-go filamentoso con conidióforoscortos de pared lisa, incoloros oligeramente verdosos sin tabicar ysin ramificaciones. Posee conidiosverdes oscuros, unicelulares y re-dondos, formando cadenas largasque no se ramifican y permanecenunidas dando a columnas.

Las colonias son de creci-miento rápido, siendo planas,vellosas y compactas. En cuantoal color, presentan un color

blanco al principio, aunque to-man rápidamente un color verdegrisáceo. La superficie muestraalgunos mechones y plieguesvellosos de color blanco. Porúltimo decir que el dorso es in-coloro, aunque al envejecer sueletomar tonos amarillos o pardos.

Aunque la mayoría de las per-sonas frecuentemente están ex-puestas al Aspergillus, las infec-ciones causadas por el hongorara vez ocurren en personascon un sistema inmunitario nor-mal. Las infecciones raras causa-das por el Aspergillus abarcanneumonía y bola fúngica(aspergiloma). Así tenemos queAspergillus es un ejemplo de loque se denomina "patógenooportunista", es decir, que suele

Descrito el marco general delos agentes más frecuentes en lazona geográfica en la que se rea-lizó el anterior artículo, para unadeterminación y valoración sis-temática de la presencia de ries-gos por agentes biológicos sediseñó un sistema de “fichas deidentificación”

Para todos los agentes biológi-cos propuestos en el presenteartículo se han seguido las mis-mas pautas de descripción. Enéstos puntos se describe el agen-te de una manera clara, para faci-litar su identificación por el en-cargado de evaluarlos. Así mis-mo, se definen sus pautas deconductas y las condiciones enlas que habita. Por último se des-criben sus efectos sobre la saluddel trabajador, asimismo, las me-didas preventivas y maneras decombatirlo eliminarlo, ademásde los EPIs necesarios para tra-

DANIEL MERCHÁN GUERRERO. INGENIERO DE EDIFICACION.

1. Ortiga.

2.Imagen aumentada de Colonia de Aspergillus.


ALTERNARIA

La alternaria alternata es unHongo ascomiceto que presen-ta las hifas y conidios oscuros.Es una especie saprofítica, sien-do parásito de hombres y ani-males. Produce conidios deno-minados dictiósporas. Los co-nidios son bastante grandes,pluricelulares, típicamente conseptos transversales y longitudi-nales. También se forman deuna manera bástica y suelenestar dispuestos de una formaacrópeta en cadenas, pero confrecuencia se forman en solita-rio.

Forma colonias de creci-miento rápido (tres o cuatrodías), vellosas, al principio decolor gris, después el centro seoscurece (tonos negros más omenos intensos) pero los bor-des siguen siendo grisáceos.Reverso de color negro.

Es peligrosa para el serhumano porque puede produ-cir lesiones cutáneas y subcutá-neas después de traumatismosen personas con inmunosupre-sión. Además es causa de en-doftalmitis postquirúrgica y deonicomicosis.

Por otro lado, la Alternariaes un potente alérgeno ya queel peligro a su exposición puededurar meses pudiendo producirreacciones de hipersensibilidaden concentraciones muy bajasen personas sensibilizadas ycontribuyendo a la cronicidad yseveridad del asma a personassensibilizadas a Alternaria.

Debido a que la Alternaria

es un género grande, de distri-bución cosmopolita. Se encuen-tran como saprobios sobre par-tes muertas de plantas en elsuelo, abono, madera podrida.

Este hongo es propenso aaparecer en los invernaderoscon cultivos de crisantemos ytomates, se aísla de las plantasenfermas o muertas por su ten-dencia a habitar sustratos orgá-nicos en descomposición. Pro-duce con frecuencia manchasnegras en los tomates. Dentrode las viviendas puede aislarsedel aire, polvo y lugares conhumedad como los marcos delas ventanas, en las que se pro-duce condensación. Su distri-bución es universal y se consi-dera que es un hongo de espa-cios abiertos.

Los conidios se resguardandel aire libre en tiempo es calu-roso, dando a la máxima con-centración en los últimos díasde verano. El rango de tempe-ratura de crecimiento está entrelos 2 y 32 ºC, siendo la tempe-ratura óptima la comprendida

El Aspergillus fumigatus es unsaprobio universal que se ha aisla-do en casi cualquier sustrato, es-pecialmente en el suelo y sobremateriales orgánicos en descom-posición, por lo tanto, el polvo deuna vivienda es un nicho ecológi-co muy adecuado.

Este hongo es termoesta-ble, siendo capaz de crecer atemperaturas comprendidasentre los 12 y 57 °C, siendo sucrecimiento más rápido a los 37°C (lo que le hace idóneo paraafectar al ser humano).Además, tiene la capacidad decrecer en atmósferas que con-tengan un 100% de Nitrógenoy tolera atmósferas capnófilasin vitro (10% de CO₂).

Bajo las condiciones ya des-critas, puede ser un riesgo entrabajos de desbroce del terre-no en terrenos con gran vegeta-ción en descomposición o cercade plantaciones trabajos de res-tauración o reformas en interio-res de locales con alta hume-dad.

Se disminuirá la exposiciónbajando la humedad del am-biente por debajo del 50%,ventilando las estancias en lasque se va a trabajar. Aunquepara eliminar completamentelos crecimientos sobre superfi-cies duras, aplicar directamentesobre la superficie del hongohipoclorito sódico (lejía).

Por último, es importante eluso de guantes y mascarillas,para evitar que sean aspiradoslos conidios y puedan causarinfección en el pulmón y en lossenos paranasales.

3. Planta atacada por alternaria.


con un diámetro de 5 a 10 cmy de color verde oscuro a rojizosegún la época del año. Poseeunas hojas de un diámetro de 5a 10 cm. Las flores son peque-ñas de color verde oscuro.

Las hojas de la hiedra vene-nosa segregan urushiol al rom-perlas, estrujarlas, golpearlas ofrotarse contra ellas. (Cuandosegregan resina, las hojas se venbrillantes o presentan puntitosnegros de resina en la superfi-cie.) Cuando las hojas de la hie-dra venenosa segregan resina,esta puede entrar en contactocon la piel de una persona fácil-mente.

El urushiol se considera unalérgeno porque provoca unareacción alérgica, en concretouna erupción que cursa conpicor y a veces hinchazón. Notodo el mundo presenta estareacción alérgica al urushiol,pero entre el 60% y el 80% delas personas lo hace.

La reacción puede aparecerdurante las horas inmediata-mente posteriores al contacto

con el urushiol o tan tarde co-mo al cabo de cinco días. Típi-camente, la piel se pone roja,empieza a picar, se hincha y sellena de ampollas o vesículas.Al cabo de pocos días, es posi-ble que las ampollas se cubrande costras y se empiece a desca-mar. La erupción provocadapor la hiedra venenosa tardaentre una y dos semanas encurarse.

Es una planta originaria delos bosques húmedos del Oes-te, centro y sur de Europa ypuede crecer en cualquier sitio,siendo muy habitual en murosde viviendas.

Los trabajos que puedenverse afectados son los de des-broces del terreno ,reformas orestauración en muros conHedera helix y Demolición demuros, postes o elementosconstructivos con Hedera helix.

Un procedimiento eficazpara eliminar el riesgo consisteen arrancar la raíz, depositán-dola en un lugar seguro para suposterior envío al vertederofuera del contacto de los traba-jadores. Nunca quemar los res-tos, ya que El urushiol puedeincluso propagarse a través delaire si se queman las hojas de laHedera helix.

Si se entra en contacto conla resina de Hedera helix, lavar-se la zona de la piel afectadainmediatamente usando abun-dante jabón.

Por último es necesario eluso de equipos de protecciónindividual como son los guan-tes y monos de trabajo de man-gas largas.

Bajo estas premisas, estánen riesgo los operarios en tra-bajos en interiores, restauracio-nes o en ambientes con altahumedad. También puedenverse afectados trabajadorescercanos a plantaciones o luga-res con gran vegetación.

Eliminar el riesgo es posi-ble bajando la humedad delambiente por debajo del 50%,ventilando las estancias en lasque se va a trabajar y aplicardirectamente sobre la superficiedel hongo hipoclorito sódico(lejía) si se quiere la eliminacióncompleta. Aunque para trabajarcon la mayor seguridad, las per-sonas sensibles deben ponerseuna máscarilla ajustada .

HIEDRA VENENOSA

La Hedera Helix es unaplanta trepadora de hojas pe-rennes, trepando con raícesadventicias y llegando a alcan-zar 50 metros de altura. Presen-ta unas hojas simples y alternas

4. Diferentes tonalidades de la hiedra venenosa a lo largo del año.


bre la piel agua en abundancia.

POLEN

El polen es el polvo, más omenos grueso, que contienelos microgametofitos de lasp l a n t a s c o n s e m i l l a(espermatófitos). El grano de

polen contiene un individuomasculino reducido a dos otres células:el gametofito masculino, la fase haploide en el ciclode alternancia de generacionescaracterístico de las plantas.U n a v e z o c u r r i d ala polinización, se produce sugerminación.

Los pólenes representan ensí mismos un grupo de agentesde riesgo biológico por su capa-cidad para generar alergias. Seproducen por la inhalación delpolen suspendido en el aire,denominándose Rinitis alérgicaestacional (RAE).

La frecuencia de la rinitisalérgica estacional (RAE) sobrela población en general es tal,que ya se habla de un verdade-ro problema de Salud Pública.La OMS (Organización Mun-dial de la Salud) considera laRinitis Alérgica como la 4ª pa-tología crónica a nivel mundial.

El polen está formado poruna cubierta resistente que faci-lita su viabilidad mientras estransportado de la planta que loha originado a otra parte paraque se produzca el proceso depolinización. La membranaexterna del grano tiene dos par-tes: La exina es la capa más ex-terna, especializada según eltipo de polinización. La otracapa más interna es la intina lacuál protege el material repro-ductor. Ambas capas poseensurcos y poros por donde, unavez en el ovario, saldrá el mate-rial genético.

Existe una gran variedad degranos de polen, los cuales sepueden diferenciar a partir del

número, posición y característi-cas de las aperturas que poseen.

Por ello, se pueden clasifi-car a partir del tamaño, forma yestructura de la exina: Con es-pinas, reticulada, verrugosa,granulada o mixta.

ORTIGAS

La Urtica Dioca es Plantaperenne, dioica y urticante, contallos de hasta 150 cm, escasa-mente ramificados. Hojas deforma ovalada, rugosas, aserra-das y puntiagudas, con un ta-maño de hasta 15 cm. El colores verde oscuro. Se disponende forma opuesta a lo largo deltallo y están provistas, al igualque el tallo de pelos urticantes.Posee flores amarillas que flore-cen en Julio.

La característica irritante deésta planta viene de los pelosurticantes de las hojas, cuyolíquido cáustico (acetilcolina)produce una irritación con pi-cor intenso en la piel cuando dela toca o roza.

En la península ibérica esmuy abundante en la cordilleraCantábrica, aunque se puedeencontrar por todo el país.

Necesita los siguientes re-querimientos ecológicos: Suelosmoderadamente secos a húme-dos, ricos en Nitrógeno, contemperaturas de calor modera-do. Puede crecer en penumbra.

Se la puede encontrar en corra-les, jardines, muros de piedra osolares sin cuidado.

Los trabajos afectados prin-cipalmente son los consisten-tes en desbroces del terreno,debiendose arrancar de raíz laplanta, siempre con guantes ymono de trabajo. Si llegara ahaber un contacto, aplicar so-

5. Polen de olivo.

Los pólenes representan en sí mismos un grupo de agentes de riesgobiológico por su capacidad para generar alergias.


muy corto. Corteza finamentefisurada, de color gris o platea-do. Hojas opuestas, de 2 a 8 cmde largo, lanceoladas conel ápice ligeramente puntiagu-do.

Se localiza casi exclusiva-mente en la cuenca mediterrá-nea y en España sobre todo enla zona sur y sudeste de lapenínsula y baleares. Su flora-ción suele tener lugar en Mayo-Junio, aunque el período demáxima polinización suele serbastante breve.

CIPRESES

Árbol de zonas cálidas otempladas, de crecimiento rápi-do, que puede alcanzar los 20m d e a l t u -ra con un diámetro aproximadod e u n o s 6 0 c m . E s

una conífera de hojas perennesde pequeño tamaño (2-6 mmde longitud), con forma de es-cama, alineadas en parejasopuestas.

Se distribuye en toda lageografía española, aunque lasmayores concentraciones deéstos pólenes nos las encontre-mos en las mayores zonas urba-nas (Madrid y Barcelona).

Por último, y referente a sula polinización en España, seproduce de octubre hasta abril,siendo las responsables de lasprimeras alergias del año. Tie-nen un pico máximo en los me-ses de febrero y marzo.

PLATANERO

Ésta familia tiene un únicogénero y unas 9 especies, que sedistribuyen en zonas templadas.Su principal aplicación y su im-portancia alergológica provie-nen de su uso como árbol orna-mental en paseos y alamedas,poseyendo una gran envergadu-ra (hasta 35 m), de origen des-conocido, aunque se cree quees producto de una hibridación.

Es muy común en paseos,parques y zonas verdes de to-das las ciudades templadas delmundo, siendo su polinizaciónpuede ser explosiva al inicio dela primavera, entre los meses demarzo-abril, con picos que pue-den sobrepasar los 2000 gra-mos de polen/m³ de aire .

GRAMÍNEAS.

La familia botánica de lasGramíneas es una de las másnumerosas, y consta de casi 700géneros y unas 12.000 especies.Se calcula que las Gramíneassuponen un 20% de la superfi-cie vegetal del mundo. Consti-tuyen la fuente de alimentaciónanimal básica (los pastos sonbásicamente gramíneas) yhumana (el trigo, la cebada, elcenteno, el maíz, la avena, elarroz, la caña de azúcar, etc.son gramíneas).

Es fácil encontrarla en to-das las cunetas, parques, y des-campados de toda España.

Las vías más afectadas sonlas vías respiratorias, presentán-dose los problemas en nariz,ojos y laringe habiendo unagran variedad de síntomas aso-ciados que pueden indicar lapresencia de otras enfermeda-des alérgicas, como el asma,aunque también pueden apare-cer síntomas como la alteracióndel sueño, tos, dificultad respi-

ratoria y otras como el cansan-cio, dificultad de concentracióny nerviosismo.

En la cuenca mediterráneaexisten tres árboles cuyos póle-nes son especialmente alergéni-cos: los cipreses, los olivos y losplátanos de sombra. Y por otrolado se encuentran el grupo delas gramíneas.

OLIVO

Es un árbol perenne quepuede alcanzar hasta 15 m dealtura, con copa ancha y troncogrueso, retorcido y a menudo

Las vías más afectadas son las vías respiratorias, presentándose los problemasen nariz, ojos y laringe.

6. Gramíneas en plena época de polinización.


imposible eliminar al 100% laexposición de un trabajador alpolen en suspensión que pro-duce alergias pero si es posibletomar una serie de medidas oprotecciones que pueden redu-cir al máximo dicha exposición,haciendo que los síntomas seanmínimos o no aparezcan.

En primer lugar La activi-dad al aire libre debería evitarsecuando la diseminación del po-len es mayor: días de tempera-turas altas o con mucho viento,además de tener en cuenta losmeses de mayor exposiciónapartando de las actividadesmás expuestas los trabajadoresmás vulnerables, limitando lossíntomas de los ojos usandolentes al sol y no permaneceren una habitación cerrada quehaya sido ventilada por la no-che, ya que la polinización au-menta en estas horas.

Por último, fomentar en lostrabajadores una higiene ade-cuada de las fosas nasales conel uso de suero fisiológico o

agua de mar isotónica y promo-cionar el Uso de mascarillasrespiratorias desechables FFP1.

La concentración de polenen el aire, está asociado a lacantidad de lluvia que caiga deoctubre a marzo (pluviosidadpre-estacional). Así, cuando enéste periódo llueve mucho, esprobable que en primavera laconcentración de polen degramíneas sea muy elevada.

Las variaciones en el climay la multitud de especies exis-tentes, hacen que sea posibledetectar polen de gramíneas enel ambiente entre 6 y 10 mesesal año. Aunque el pico más im-portante se localiza entre abril yjunio.

También existe una reacti-vidad cruzada muy alta entrelos pólenes de gramíneas, asícuando un paciente es alérgicoa una especie, normalmenteacaba siéndolo a la mayoría deésta familia.

Una vez presentadas lasplantas más importantes queproducen alergias, se deducepor su amplia extensión que es

8. Mascarilla de celulosa. Con este EPI se podráprevenirla inhalación excesiva de pólenes..http://e-paimun.com.ar/catalogo

REFERENCIAS YBIBLIOGRAFÍA:

- Falagán Rojo, Manuel Jesús; CangaAlonso, Arturo; Ferrer Piñol,Pedro;Fernández Quintana, JoséManue l . Manua l bás ico deprevención de riesgos laborales:Higiene industrial, Seguridad yErgonomía. Sociedad Asturiana deMedicina y Seguridad en el TrabajoY Fundación Médicos Asturias. Año2000.

- Fernández de Tejada de garay,Irene; Bellet Serrano, María; GarcíaGuillén, Esther. Las plantas y lasalergias. Real Jardín Botánico. CSIC.Abril 2008.

- Hernández Calleja, Ana. Agentesbiológicos no infecciosos:enfermedades respiratorios. CentroNacional de condiciones en eltrabajo. NTP

- Reiss, Errol; Shadomy, H. Jean;Lyon, G. Marshall. Fundamentalmedical mycology. Hoboken, N.J.:John Wiley & Sons, cop. 2012.

7. Recreación de un grano de polen siendo detenido por la tela de una mascarilla.http://ameliecalot.files.wordpress.com/


EL FLUJO INTERNO EN TOBERAS DE INYECCIÓNDIÉSEL

IntroducciónA la hora de comprender en pro-fundidad el proceso de formaciónde la mezcla aire-combustible enmotores diésel se hace necesarioconocer con detalle las condicionesdel flujo en el interior de las toberasde inyección, ya que de éstas depen-de en gran medida el comporta-miento del chorro en la cámara decombustión.Sin embargo, las pequeñas dimen-siones de este tipo de toberas, asícomo las altas velocidades que elflujo llega a alcanzar en su interior,dificultan la tarea de realizar este

estudio.De esta manera en este artículo seexplicarán a continuación los pará-metros característicos que condicio-nan el flujo interno que serviránpara conocer mejor el comporta-miento de éste.Geometría de las toberasAntes de comenzar a estudiar lascaracterísticas del flujo en el interiorde las toberas de inyección, es nece-sario describir la geometría típica deeste tipo de elementos.En la Imagen 2 se muestra un es-quema con los dos tipos de toberamás utilizados actualmente: VCO ymicrosaco. Como se puede obser-var, en las toberas tipo VCO la po-sición de la aguja influye decisiva-mente en las características del flujoa la entrada de los orificios duranteel comportamiento transitorio delinyector (apertura y cierre), mientrasque en microsaco el propio volu-men del saco sirve para reducir estainfluencia.

Las toberas son un componenteesencial del sistema de inyección.Actualmente los motores dieselestán equipados con sistemas dealto rendimiento que requieren unatobera que atomice el combustiblebajo presiones muy elevadas. Poresa razón las toberas son vitales enasegurar una perfecta combustión,emisiones reducidas y economía decombustible para un rendimientoadecuado del motor.

DAVID RUBIO BARBA. INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL, ESP. MECÁNICA

Imagen1.Tobera de inyecciónFuente: www.bosch.com


proceso de fabricación para produ-cir el radio de acuerdo, pueden serimportantes para su estudio.

Una vez estudiada su geometría, elprimer aspecto a tener en cuenta enel estudio de flujo interno en estetipo de toberas es la propia estruc-tura que presenta el flujo dentro deellas.En el caso en el que las toberas sonde orificio axisimétrico, el flujo en-tra por igual en todas las direcciones.Como consecuencia del cambiobrusco de sección que supone elorificio, las líneas de corriente dereflectan, provocando el desprendi-miento de la capa límite y

la aparición de una zona de recircu-lación en la sección de entrada delorificio.Este fenómeno se puede apreciar enla Imagen 3.En el caso de una tobera multiorifi-cio, en la que el eje de los orificiosde descarga tiene un ángulo respec-to al eje de simetría de la tobera, elfenómeno de deflexión de flujo estodavía más intenso, si bien estárestringido a la mitad superior delorificio, que es de donde viene laalimentación de combustible.Una vez el flujo ha pasado esta zo-na de recirculación, pueden darsevarias situaciones. Si la relación en-tre longitud y diámetro del orificioes lo suficientemente grande, el flu-jo vuelve a pegarse a las paredes,formándose de nuevo la capa límitey reordenándose el perfil de veloci-dad. En el caso contrario el flujonunca vuelve a desarrollarse y loparámetros del mismo a la salidaestarán intensamente marcados porlos fenómenos de entrada.

Sin embargo estas toberas tienen elproblema de que la inyección resi-dual del combustible remanente enel saco una vez que la aguja cierra elinyector se produce en condicionespoco controladas, lo que puedeconducir a una combustión pocoeficiente del combustible.También mostramos otro tipo detobera en la figura, la saco: funcionaigual que la microsaco pero con unvolumen más grande. Este tipo detobera ya no se suele utilizar.Los parámetros geométricos carac-terísticos así como sus dimensionesmás usuales vienen reflejados en lasiguiente tabla:

Donde dO es el orificio de salida, dEes el de entrada, l es la longitud delorificio y r el radio de acuerdo.Estos parámetros tienen una in-fluencia decisiva en las característi-cas del flujo interno de manera quelas incertidumbres debidas a laspropias tolerancias de fabricación,así como las introducidas por elproceso de hidroerosión a que sonsometidas las toberas al final del

dO 100 - 250 μml 700 - 1000 μmr 0 - 50 μml/ dO 4 - 10r/ dO 0 – 0.3dE / dO 1 - 1.25

Imagen 2 . Diferentes tipos de toberaFuente: Colección de imágenes del departamento demotores térmicos de la UPV.

Imagen3.Direción del flujo en el interior de una toberaFuente: . www.scielo.sa.cr

las formas más utilizadas para eva-luar el comportamiento del flujo entoberas de inyección consiste en lacaracterización del coeficiente dedescarga. Este coeficiente se definecomo el cociente entre el caudalmásico real y el caudal másico teóri-co siendo este último:

Siendo uB la velocidad teórica calcu-lada a partir de aplicar la ecuaciónde Bernouilli entre un punto aguasarriba y la salida del orificio, que sedefine como:

Así el coeficiente de descarga puedecalcularse de la siguiente manera:

En particular, podemos decir que elflujo es laminar cuando el coeficien-te de descarga crece aproximada-mente lineal con el número de Rey-nolds. Una vez que se ha alcanzadoel valor asintótico del coeficiente dedescarga, este se muestra indepen-diente del valor de Re, debido alaumento del grado de turbulencia

del flujo. Entre ambas situacionesexiste una zona de transición dondeel crecimiento del coeficiente dedescarga se suaviza.En esta gráfica se puede observar lainfluencia del número de Reynoldsen el tipo de flujo:

El fenómeno de la cavitaciónbajo determinadas condiciones deinyección, el incremento de veloci-dad del flujo y la pérdida local depresión existentes en la zona de re-circulación puede llegar a incluirpresiones inferiores a la presión desaturación del líquido, produciéndo-se el cambio de fase del mismo co-nocido como cavitación.Suponiendo que las variaciones enla posición vertical del fluido sondespreciables y siendo la aceleraciónde la gravedad y la viscosidad cons-tantes, puede concluirse que un

Turbulencia en flujo internoPara determinar las característicasdel flujo interno, es necesario esta-blecer si se trata de un flujo laminaro turbulento. Para ello se utiliza elnúmero de Reynolds definido co-mo:

Para un Re de aproximadamente4000 el flujo se encuentra en unazona de transición entre laminar yturbulento, por lo que, para valoresinferiores a este hablaremos de régi-men laminar y para valores mayoresde régimen turbulento. No obstanteesto solo se puede utilizar para flu-jos completamente desarrollados(cuando su relación l/d es grande)de manera que para nuestro caso esnecesario hacer una serie de modifi-caciones.En función de la geometría del con-ducto y las condiciones del flujo ensu interior se puede establecer unalongitud para la cual se consideracompletamente desarrollado comoproponen diferentes autores:

No obstante, hay que tener una se-rie de consideraciones:- El flujo estará afectado o controla-do principalmente por los efectosde entrada del orificio.- Al no estar el flujo totalmente des-arrollado, el límite clásico entre régi-men laminar y turbulento no resultaválido para flujo en orificios de in-yección.- Los perfiles de velocidad a la sali-da del orificio no seguirán la leyHagen-Poiseuille para régimen lami-nar, ni tiene porque ser constanteen toda la sección en régimen tur-bulento, como ocurre en flujo total-mente desarrollado.Por último, cabe decir que una de

Imagen 4 . Distribución de velocidades al interior de un tubo con flujo laminar y fluajoturbulento. Fuente: es.wikiversity.org

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flujo. La velocidad también crecepor el hecho de que el combustibleno ocupa la totalidad de la seccióndel orificio. De este modo, se tienenvelocidades superiores a las que sealcanzan en caso de no existir cavi-tación, lo que favorece la atomiza-ción.Cuando las burbujas de vapor des-embocan en la cámara de combus-tión, ocupada por gas a elevadastemperaturas, se calientan junto con

el líquido que las rodea. Se deriva deaquí otra de las ventajas de la cavita-ción, puesto que el cambio de fase avapor se producirá más rápidamen-te si el combustible ya se encuentraparcialmente evaporado, permitien-do un inicio más temprano de lacombustión.Se han presentado las principalesvirtudes asociadas a la cavitación;sin embargo, este fenómeno com-porta también importantes inconve-nientes que restringen su aprove-chamiento.Bajo determinadas condiciones,puede aparecer la supercavitación,un estado en que la cavitación estásuficientemente desarrollada paraextenderse a lo largo de todo el ori-ficio hasta la descarga. Esto provo-ca una reducción severa del ángulode apertura del chorro a la salida del

inyector, resultando en un flujo es-tacionario con perturbaciones degran escala en su superficie. Asípues, la supercavitación es un fenó-meno a evitar, ya que disminuye laatomización.Existen también, más allá de la su-percavitación, otros aspectos negati-vos del flujo cavitante: puede pro-vocar la erosión del inyector y, enconsecuencia, acortar su duración;pero sobre todo, en caso de tener

una tobera cavitante y aumentar la

presión de inyección se detecta, encontra de lo esperado, que el flujomásico permanece constante. Estoelimina la posibilidad de aumentarla penetración del chorro por el em-pleo de mayores presiones y, portanto, de alcanzar una mayor atomi-zación.

Proceso de atomización del cho-rro diéselPara que de comienzo el proceso decombustión, el combustible debemezclarse con el aire presente en lacámara y evaporarse una vez queabandona la tobera de inyección.

aumento en la velocidad del fluidoconlleva una disminución de la pre-sión absoluta. Para aceleracionesmuy bruscas a lo largo de una líneade corriente, es obvio que la reduc-ción de presión será considerable.Si dicha aceleración, producida en elseno de un fluido en estado líquido,es lo suficientemente elevada, lapresión puede caer hasta alcanzar elvalor de la presión de saturación a latemperatura dada, generándose elcambio de fase líquida a vapor.Con un radio de entrada al orificiosuficientemente recto, el flujo tien-de a separarse formando lo que sellama una vena contracta dentro dela tobera. Esa contracción del flujoa la entrada del orificio puede redu-cir el área efectiva de paso de flujo,como se ha explicado anteriormen-te.Evidentemente, la cavitación nodepende tan sólo de la geometríadel orificio, sino también de losparámetros físicos del proceso deinyección, fundamentalmente delsalto de presiones aplicado.Centrándose en estos dos factores,puede afirmarse que la diferencia depresiones que marca la frontera deaparición de cavitación es funciónde la geometría de la tobera consi-derada y viceversa (para una dife-rencia de presiones dada, la apari-ción de cavitación queda sujeta altipo de tobera empleado).

La cavitación introduce burbujas devapor en el flujo y aumenta su velo-cidad máxima, puesto que la exis-tencia no estacionaria de vapor a lolargo de las paredes provoca el des-lizamiento del líquido, evitando losesfuerzos de fricción que frenan el

El aumento de la velocidad del fluido puede hacer que la presión caiga al nivel desaturación, generando la aparición de vapor que mejora la atomización.

Imagen 5. Aparición de cavitación en el interior de una tobera.

PONER AQUÍ IMAGEN



distintos en los que se produce laatomización:- Régimen de Rayleigh. Este régi-men se da para bajas velocidades deinyección. Las gotas generadas sonde tamaño uniforme y mayor al diá-metro de salida del orificio.- Primer régimen inducido por in-teracción aerodinámica. El efectode la tensión superficial se ve incre-mentado como consecuencia de lavelocidad relativa entre el líquido yel gas de la cámara de descarga. Paravelocidades altas, las fuerzas aero-dinámicas cobran más importancia,llegando a oscilar el chorro respectoa su eje de simetría de forma heli-coidal. Las gotas generadas tienenun diámetro similar al del orificio desalida.Segundo régimen inducido por in-teracción aerodinámica. Se produceun crecimiento inestable de las

oscilaciones de baja longitud de on-da generadas a la salida del orificio.En este régimen, el proceso de ato-mización es mucho más eficiente,produciéndose a distancias más cer-canas a ala tobera, y generando go-tas de menor diámetro (del ordende longitud de onda de las oscilacio-nes iniciales).- Régimen de atomización. El cho-rro se rompe completamente en lascercanías del orificio (tanto máscerca cuanto mayor es la velocidadde inyección). En este caso, las go-tas tienen un diámetro mucho me-nor al del orificio de salida.Parámetros característicos dechorro dieselAdemás de lo expuesto hasta ahora,es importante conocer también laforma en la que el combustible sedistribuye en la cámara, mezclándo-se con el gas existente a su alrede-dor, hasta alcanzar las condicionesnecesarias para su combustión.La caracterización del chorro diéselse realiza normalmente según elpunto de vista macroscópico(características geométricas básicasdel chorro) y el microscópico(características internas del chorro).La descripción macroscópica serefiere a la forma externa del chorro

Para llegar a esto, el primer pasoconsistirá en pasar de una columnade líquido a un chorro formado porgotas lo más pequeñas posible, deforma que el proceso de evapora-ción sea más eficiente y el combus-tible se encuentre siempre rodeadode aire. A este proceso se le conocecomo atomización.

Como se ve en la imagen, estos sonlos parámetros influyentes en elproceso:- Parámetros geométricos: diámetro(do), longitud (l), radio de curvaturaa la entrada(r), rugosidad superficial (ε) y sec-ción del orificio de salida (so).- Propiedades del líquido: presiónde vapor (psat), viscosidad (μf), ten-sión superficial(σf) y densidad (ρ).-Propiedades del gas: densidad (ρv) yviscosidad (μv).- Condiciones de inyección: presióndel líquido inyectado (pi), presióndel gas (pb), salto de presiones (Dp),velocidad del líquido (U) y veloci-dad media del gas (Uv).No obstante, el modo en el que seproduce la atomización no es siem-pre el mismo, si no que depende delas condiciones en las que el líquidoes inyectado, de esta manera se pue-den encontrar cuatro regímenes

Imagen 6. Parámetros involucrados en la atomizaciónFuente: Colección de imágenes del departamento de motores térmicos de la UPV

Imagen 7. Diferentes regímenes de atomizaciónFuente: Colección de imágenes del departamento de motores térmicos de la UPV


en el estudio del chorro diésel, yaque determina en gran medida tantoel proceso de mezcla aire-combustible, como su choque con-tra la pared interior del pistón. De-pende fundamentalmente de la can-tidad de movimiento instantánea delchorro a la salida del orificio delinyector y de su ángulo. de apertura.- Ángulo de apertura (θ). Se sueledefinir como el ángulo que formandos rectas que se ajustan al contor-no del chorro, y que se cruzan en el

orificio del inyector. Como la pene-tración, depende de la geometría delinyector y de las condiciones deinyección, así como de las propieda-des del combustible y de las condi-ciones ambientales donde se inyec-ta.- Volumen de aire englobado: Esteparámetro da información de laconcentración global de combusti-ble y permite cuantificar el procesomezcla aire-combustible. El chorroturbulento se produce por el pasodel combustible a presión a travésdel orificio de salida de la tobera.Con la propagación del chorro, elfluido circundante tiende a entrar enél radialmente, proceso conocidocomo englobamiento de aire. Estehecho tiene como consecuencia un

incremento del grosor del chorro,una deceleración del mismo, unadisminución de su densidad y unamayor predisposición a ser reflecta-do.Desde el punto de vista micoscópi-co se determinan los siguientesparámetros característicos:- Distribuciones de diámetros de lasgotas de combustible: los diámetrosde las gotas de combustible presen-tan una gran variabilidad espacial ytemporal, debido a las característi-cas no estacionarias del proceso deinyección, y bastante dispersión. Lasdistribuciones de diámetros se ca-racterizan utilizando algún diámetromedio característico, siendo los másutilizados el diámetro medio aritmé-tico y el diámetro medio de Sauter(SMD).- Distribución de velocidades y con-centraciones de las gotas de com-bustible: Su estimación permiteconocer como tiene lugar el proce-so mezcla aire-combustible a nivelmicroscópico.

El estudio de la velocidad del cho-rro diésel de inyección directa secentra en la determinación de susperfiles axiales, dado que la compo-nente radial de la velocidad es muypequeña en comparación con laaxial.

distribución de líquido y gas en elchorro atomizado. La macroestruc-tura del chorro determina su inter-acción con el aire ambiente y el pro-ceso de mezcla, del que dependenen gran medida la emisión dehumos y óxidos de nitrógeno. Porotro lado la descripción microscópi-ca está asociada a las característicasinternas del flujo. El estudio delchorro a este nivel es indudable-mente más complejo que el procesode descripción macroscópica, comoconsecuencia de la confluencia de

una serie de circunstancias que difi-cultan el análisis: gran cantidad degotas medidas, proceso altamentetransitorio, amplio rango de tama-ños de gota (en un mismo chorropuede excederse la relación 100:1),velocidad de las gotas de combusti-ble de magnitud muy elevada y va-riable en el tiempo, gran densidaddel campo de gotas, cambios en laforma y tamaños de las gotas.Desde el punto de vista macroscó-pico los parámetros que definen elcomportamiento del chorro son:- Penetración (S(t)). La penetracióninstantánea, s(t), o simplemente pe-netración, s, es la distancia que reco-rre el chorro en el seno del gas, y esun parámetro de suma importancia

Imagen 8. Parámetros macroscópicos del chorro diéselFuente: Colección de imágenes del departamento de motores térmicos de la UPV


-Bibliografía del departamento demotores térmicos (CMT) de laUniversidad Pol i técnica deValencia.

- www.bosch.com

-Temas avanzados en motores decombustión interna. F.Payri/J.Mª.Desantes. Ed. Reverte.

La atomización del chorro depende de la geometría de las toberas, del tipo de inyección yde las características del fluido


IntroducciónLa energía eólica se ha consolidado como una de las

principales fuentes de energía renovable a nivel mundialy se ha convertido en los últimos años en una excelenteapuesta para rentabilizar las inversiones en desarrollosostenible, sustituyendo a las fuentes de energía conven-cionales por una energía mucho más limpia, segura yrespetable con el medio ambiente.

Una completa formación en los modernos sistemas deaprovechamiento de la energía eólica pasa por el cono-cimiento de disciplinas tales como meteorología, aero-dinámica, mecánica de fluidos, ciencia de materiales,máquinas eléctricas, electrónica, regulación automática,control y sistemas eléctricos, entre otras. Esta dispari-dad de materias indica claramente la complejidad quesupone diseñar correctamente un aerogenerador paraaprovechar de la mejor forma posible una fuente deenergía variable como es el viento.

Aunque es evidente el esfuerzo a nivel de ingenieríaque supone el diseño de un aerogenerador, a día de hoyexisten herramientas muy potentes en el ámbito del sec-tor eólico que pueden facilitar ampliamente el desarrollode su diseño. Una de las principales herramientas em-pleada a nivel mundial para este fin es el software Bla-ded. Este programa es un paquete de cálculo y diseñode aeroturbinas ampliamente utilizado en la industriapara el diseño preliminar de aeroturbinas, cálculo deta-llado de sus parámetros, especificación de componentesy certificación de aerogeneradores. En el diseño de todoaerogenerador el usuario debe introducir los parámetrosde diseño de la aeroturbina, imponer las condiciones decarga interna y externa, calcular las curvas de funciona-miento de la aeroturbina, simular diferentes condicionesde operación, o realizar el post-proceso de los resulta-dos obtenidos. Las siguientes páginas recogen breve-mente los aspectos más relevantes del diseño de aeroge-neradores de eje horizontal.

ResumenEl objetivo del presente trabajo es presentar una pro-

puesta para el diseño y modelado de aeroturbinas. En laactualidad, en todo proyecto eólico es necesario llevar acabo un estudio del emplazamiento, estimando el po-tencial eólico y la energía teórica generada en función deefectos topográficos del terreno y las características bio-lógicas, geomorfológicas e indicadores sociales. Una vezse ha realizado la simulación, seleccionando la mejorconfiguración para el emplazamiento de los aerogenera-dores, entra en juego su diseño. A lo largo de este traba-jo se detallan los principales aspectos más relevantesque se tienen que tener en cuenta en el diseño de aero-generadores, haciendo especial hincapié en módulos decálculo, aerodinámica, dinámica estructural y dinámicadel tren de transmisión, entre otros.

COMPONENTES Y DISEÑO DEAEROGENERADORES

FERNANDO ABAD BARRAL. INGENIERO EN ELECTRÓNICA

Imagen 1. Principales componentes de un aerogenerador.Fuente: “www.ison21.es”


Existen varios materiales que se utilizan en la fabrica-ción de las palas. El material utilizado debe combinarlas propiedades estructurales necesarias (rigidez, largavida media y una relación fuerza-peso elevada) con unbajo precio de fabricación y con la posibilidad de darlela forma aerodinámica deseada. Los compuestos de fi-bra de carbono son los que mejores cualidades estructu-rales tienen, pero su alto coste hace que no sean los másutilizados. Los materiales compuestos más utilizadosson, por orden, fibra de vidrio/polyester, fibra de vi-dria/resina epoxy y madera/resina epoxy. Este tipo demateriales son fácilmente moldeables, por lo que sepuede obtener una buena forma aerodinámica, así comoproporcionarles el ángulo de calado deseado.

BujeLas palas y el buje son los elementos que constituyen

la aeroturbina. El buje es el elemento al cual están aco-pladas las palas y al mismo tiempo se encuentra unido aleje de baja velocidad que transmite el par de giro al mul-tiplicador. Tiene que estar diseñado, por tanto, para so-portar las cargas que ejercen las palas. La unión entre laspalas y el buje puede ser fija, cuando el aerogeneradores de paso fijo, o bien puede permitir el giro de la palasobre su eje si el aerogenerador es de paso variable, encuyo caso los mecanismos que realizan el cambio depaso de las palas se encuentran alojados en el buje.

Los bujes se pueden clasificar en tres tipos: rígidos,basculantes y de bisagra. Los bujes rígidos están rígida-mente unidos al eje de baja velocidad, de forma que laspalas mantienen una posición fija respecto a dicho eje.En un buje basculante las palas están rígidamente uni-das al buje, siendo el eje del buje el que bascula alrede-dor del eje de baja velocidad. El buje de bisagra es unbuje poco frecuente que tiene palas articuladas. Es enrealidad un buje rígido en el que cada una de las palaspuede girar un cierto ángulo alrededor de un eje perpen-dicular al eje de la pala.

Geometría de PalasLas palas son los elementos del aerogenerador encar-

gados de extraer la energía del viento y convertirla enenergía mecánica gracias a su movimiento de rotaciónalrededor de su eje común. El proceso de diseño de laspalas del aerogenerador debe satisfacer requerimientosde tipo aerodinámico y de tipo estructural. Por un lado,el diseño aerodinámico tiene los objetivos de maximizarla producción de energía anual para la distribución develocidades estimada de la zona en la que se instalan losaerogeneradores, y limitar la potencia máxima de salidacuando la velocidad del viento sobrepasa la velocidadnominal del aerogenerador. Ambos objetivos se consi-guen mediante la adecuada selección de la geometría delperfil aerodinámico, cuyas características son la cuerda,las distribuciones del ángulo de calado, y el grosor.

Por otro lado, en el diseño de tipo estructural se selec-cionan los materiales con los que se van a construir laspalas y se modifican su geometría para conseguir que laspalas sean capaces de resistir las cargas a las que estánsometidas, evitar la entrada en resonancia, limitar laflexión máxima, especialmente si la disposición de laaeroturbina es de barlovento y, por último, se debe mi-nimizar el peso y el coste de fabricación.

Las palas suelen fabricarse huecas, donde la forma ae-rodinámica viene dada por un cascarón que está forma-do por finas capas del material o materiales elegidos.Este tipo de estructura resiste bien las cargas de flexióny torsión a las que se ve sometida la pala. Sin embargo,para aerogeneradores pequeños o medianos, en los quepredominan las cargas sobre el plano de la aeroturbina,la pala resiste mejor estas cargas si el cascarón es másdelgado en la parte delantera del perfil que en la trasera.

Imagen 3. Fabricación de la pala de un aerogenerador.Fuente: Energía Eólica: Fundamentos y Tecnología. UNED.

Imagen 2. Perfil y sección transversal de una pala.Fuente: Bladed Software.


Además, en la disposición final del rotor se tendrá quetener en cuenta las cargas sobre la aeroturbina. Cuandoel rotor se sitúa delante de la torre para que el efecto dela sombra sea menor, puede suceder que la deflexión delas palas sea tan importante que éstas corran peligro dechocar con la torre. Para evitar este problema y en gene-ral los asociados a la influencia de la torre, se suele dis-poner el eje del rotor con cierta inclinación, de maneraque se separen más las palas de la torre. Esta inclinación(till), al igual que la desalineación y la conicidad, tambiénda lugar a que las cargas sobre las palas tengan un carác-ter cíclico.

MultiplicadorLa aeroturbina gira en general a velocidades mucho

menores que el eje del generador eléctrico. En el casode aeroturbinas de pequeña potencia la velocidad degiro es del orden de 100 rpm y en las de mayor potenciala velocidad típica es del orden de 20 rpm. La velocidadtípica de giro del eje de un generador eléctrico es de1500 rpm.

Para transmitir la potencia mecánica del eje de bajavelocidad, que gira solidario con la aeroturbina, al eje dealta velocidad, que está conectado al generador eléctri-co, se utiliza un multiplicador. El multiplicador es unacaja de engranajes que suele ser de tres etapas, siendolas configuraciones más típicas 3 etapas de ejes parale-los, 2 etapas planetarias y 1 de ejes paralelos, y 3 etapasplanetarias.

Es preferible denominarlo buje rígido de palas articula-das. Tanto este tipo de buje como el basculante suelenutilizarse en rotores de dos palas.

Según su forma, existen dos tipos de buje de aerogene-radores de tres palas: los tricilíndricos y los esféricos.Los primeros están formados por tres elementos cilín-dricos concéntricos con los ejes de las palas. Los esféri-cos, tal y como se muestra en la imagen 4, están forma-dos por una estructura esférica a la que se le realizantres cortes en los lugares donde van fijadas las raíces delas palas. En ambos casos, la separación entre las palases de 120º.

Por lo general, en el diseño de un buje es necesarioespecificar la longitud de raíz (L), diámetro de conexióncon las palas (D) y diámetro de la cabeza del buje (S).

Imagen 4. Buje esférico.Fuente: www.izaro.com

Imagen 5. Dimensiones fundamentales en el diseño de un buje.Fuente: Bladed software.

Imagen 6. Inclinación y conicidad del buje.Fuente: Bladed Software.


cidad de giro del rotor en este caso debe ser ligeramentesuperior a la de sincronismo. El deslizamiento(diferencia de velocidad de giro respecto de la de sincro-nismo) debe ser pequeño para que las pérdidas en elcobre en el generador sean bajas. Este tipo de genera-dor consume potencia reactiva, por lo que requiere lainstalación de una batería de condensadores.

GóndolaLa góndola tiene la función principal de albergar y

proteger los diferentes elementos electrónicos y mecáni-cos que se encargan de la generación de la energía eléc-trica de las inclemencias del tiempo. La cubierta de lagóndola suele construirse de fibra de vidrio, lo que haceque sea más ligera. En su exterior, se instalan unanemómetro y una veleta, instrumentos que envían in-formación sobre la velocidad y dirección del viento alsistema de control. En aeroturbinas grandes existe espa-cio suficiente como para que un operario pueda entrar areparar o mantener el equipo.

FrenosUn aerogenerador dispone de dos frenos: uno de ellos

para inmovilizar la turbina y el otro para inmovilizar elbastidor.

El que actúa sobre el rotor puede actuar sobre el eje desalida del multiplicador, mediante un disco, o directa-mente sobre las palas (freno aerodinámico). En el se-gundo caso, si la turbina es de paso fijo, el extremo delas palas puede estar partido o tener acoplado un dispo-sitivo especial.

El eje principal, que suele ser de acero forjado, estáacoplado al buje. Este eje es hueco; en aerogeneradoresde paso fijo permite pasar a través de su interior lasconducciones hidráulicas de accionamiento de los fre-nos aerodinámicos, y en los de paso variable el acciona-miento del sistema de cambio de paso de las palas.

GneradorEl generador eléctrico transforma la energía mecánica

en el eje en energía eléctrica. Está acoplado, tal como semuestra en la imagen 7, al eje de alta velocidad de salidadel multiplicador. Consta de rotor, que genera un cam-po magnético variable al girar, y estator, en el que segenera la corriente eléctrica de salida. Existen dos tiposde generadores, los síncronos y los asíncronos.El primero se caracteriza porque debe funcionar a la

velocidad de sincronismo, impuesta por la frecuencia dela red eléctrica a la que está acoplado. La velocidad desincronismo viene determinada por el número de paresde polos de la máquina y la frecuencia de la red a la queestá conectada cada una de las fases del estator. El cam-po magnético en el rotor se crea haciendo pasar unacorriente de excitación por el devanado de éste. El rotoren este tipo de generadores debe girar a la velocidad desincronismo que es una velocidad constante. Esto supo-ne la aparición de importantes tensiones en las transmi-siones mecánicas debido a la variabilidad del viento. Poresta razón su uso en aerogeneradores conectados a lared ha sido poco extendido. Recientemente, el desarro-llo de los convertidores electrónicos de frecuencia, hapotenciado su utilización dado que permite desacoplarla frecuencia del aerogenerador de la de la red.Por su parte, el generador asíncrono es más robusto,

simple y económico que el generador síncrono. La velo-

Imagen 8. Operarios trabajando en la góndola.Fuente: tecnologia2vayainvento.blogspot.com

Imagen 7. Buje, frenos en el lado de baja velocidad, multi-plicador y generador.

Fuente: Sistemas eólicos de producción de energía eólica.Editorial Rueda.


efectuar el movimiento del rotor, a diferencia de otrossistemas denominados pasivos, donde las propias fuer-zas aerodinámicas realizan las funciones de orientación.

Dentro de los sistemas de control de orientaciónmecánicos (pasivos), existen varias alternativas. Los queestán basados en una veleta, se trata de pequeños aero-generadores en los que la góndola está unida rígidamen-te a una veleta situada en la parte posterior y la fuerzadel viento permite orientar la góndola, y por lo tanto, elrotor. Los que están basados en sistemas de controlelectrónicos (activos) funcionan a través de una señal deerror de alineamiento que envía una pequeña veleta in-tegrada en la góndola. Antes de que el sistema de con-trol realice un movimiento de orientación, la señal deerror enviada por la veleta se promedia durante algunosminutos, cuando el promedio del error supera un ciertovalor el sistema de control envía una señal para la acti-vación del movimiento de la góndola.

Habitualmente los sistemas de orientación disponende dos motores, uno de giro a derechas y otro de giro aizquierdas Estos motores accionan un piñón que mueveel engranaje tipo corona sobre el que está unido rígida-mente la góndola. Para evitar que los motores eléctricossoporten el momento de orientación originado por lasfuerzas aerodinámicas durante la maniobra de giro ocuando el viento cambia de orientación bruscamente eshabitual incorporar en el sistema unos frenos.

El mecanismo de orientación suele llevar incorporadoun dispositivo para determinar la torsión de los cablesde potencia que bajan desde la salida del generador a labase de la torre. Cuando se repiten varias maniobras deorientación en el mismo sentido los cables de potenciasufren un retorcimiento que puede llegar a deteriorarlos,

Mediante un sistema hidráulico, se modifica la orienta-ción de la parte móvil de la pala, de forma que el vientoejerza sobre dicha porción de pala o el mencionado dis-positivo una fuerza de frenado. Si la turbina es de pasovariable, las palas se colocan en posición de bandera,frenando el rotor.

El sistema de frenado del bastidor está constituido porvarias mordazas solidarias con el bastidor, que actúansobre un disco solidario con la torre.

TorreLa torre sobre la que se apoya el bastidor es metálica,

generalmente de tipo tubular troncocónica o de celosíacon perfiles laminados de acero, atornillados o solda-dos. También existe otro tipo de torre menos frecuentedenominada torre arriostrada. La torre permite el accesoa la góndola, y se fija al terreno mediante una cimenta-ción de hormigón armado.

La rigidez de la torre refleja su respuesta dinámica acargas de distinta frecuencia, asociadas al paso de palaso al giro del rotor. Una torre rígida tiene una frecuencianatural por encima de las frecuencias asociadas al pasode las palas o al giro del rotor. Las torres de baja rigidezson más ligeras, baratas y producen menor efecto desombra sobre el rotor, pero pueden estar sometidas amayores tensiones y causan más fácilmente resonanciase inestabilidades, como por ejemplo durante el arranquede la aeroturbina.

Mecanismo de OrientaciónEl mecanismo de orientación es el dispositivo que se

emplea para girar automáticamente el rotor eólico y lagóndola de tal forma que la dirección del viento inci-dente sea lo más perpendicular posible al plano de girode las palas. Este sistema de orientación es activo ya queutiliza motores eléctricos o sistemas hidráulicos para

Imagen 10. Mecanismo de orientación.Fuente: www.opex-energy.com.

Imagen 9. Tipos de torres: de celosía y tubular.Fuente: GSIP Ingeniería.


Energía Eólica. Energía del Futuro.Hoy en día sigue aún siendo discutida la viabilidad

económica de los sistemas eólicos. O bien, se dice queno son, ni nunca serán competitivos con las energíastradicionales si no se valen de subvenciones, o se diceque son ya plenamente competitivos y que por lo tantono deben ser respaldados con mecanismos de ningúntipo. Esto es muy importante pues indica que aún no seha entendido del todo que nos encontramos ante una

fuente de energía de suficiente madurez que supone unelemento necesario en la satisfacción de la demanda,completando a otros sistemas de generación de energíay que obligatoriamente tendrá una importante presenciaen el futuro. Su presencia no se deberá a que se adoptencompromisos ambientales, por promocionar un tipo deindustria o por que se dediquen recursos a su investiga-ción y desarrollo, sino por derecho propio.

por esa razón en el momento que se alcanza el límite detorsión permitido (3 vueltas en el mismo sentido) el sis-tema de orientación gira la máquina en sentido contra-rio hasta que se alcanza la situación inicial de torsiónnula en los cables.

Diseño de AerogeneradoresEl diseño de aerogeneradores debe basarse en un estu-

dio minucioso de todos los parámetros que afectan alfuncionamiento y a la eficiencia de la máquina. El puntoclave dentro del diseño y que tiene que estar presente entodo momento es el coste total del aerogenerador y surelación con la productividad que va a desarrollar du-rante su vida útil.

El primer punto a tener en cuenta es la finalidad delaerogenerador, puesto que no tiene el mismo diseño unaerogenerador destinado, por ejemplo, a abastecer deelectricidad a una comunidad de vecinos, que uno inte-grado en un parque eólico. Una vez decidida la aplica-ción del aerogenerador, a partir de las característicasmeteorológicas y topográficas del emplazamiento sedeterminan factores como la disposición del eje de laaeroturbina, la configuración del rotor (sotavento o bar-lovento), la velocidad nominal, el número de palas, eltipo de generador, la velocidad de rotación, etc. Des-pués de haber seleccionado dichos parámetros es nece-sario hacer una estimación de las cargas a las que se verásometido el aerogenerador, hacer una predicción de supunto de funcionamiento mediante la curva de duraciónde velocidad del emplazamiento, y hacer una evaluaciónfinal de las cargas ejercidas sobre toda la estructura. Se-guidamente se construye un prototipo basado en el di-seño elegido sobre el que se estudiarán las característi-cas y se buscarán posibles factores que no se hayan teni-do en cuenta. Finalmente, una vez hechas todas laspruebas necesarias sobre el prototipo y una vez verifica-do su buen funcionamiento, se pasa a la fabricación ymontaje del aerogenerador.


- Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica. J.L. Rodríguez Amenedo, J.C. Burgos Díaz.. Editorial Rueda.

- Energía eólica: Fundamentos y Tecnología. ETS de Ingenieros Industriales, UNED.

- www.gl-garradhassan.com . Wind turbine design software.

- www.aeeolica.org . Asociación Empresarial Eólica.

“Red Eléctrica de España ha evaluado queun 18% de las inversiones asociadas al

desarrollo previsto de la red de transporte,para los próximos cinco años, se debe a la

conexión de nuevos parques eólicos.”

Imagen 11. Parque eólico. Fuente: www.ecoticias.com


MERCADO INTERNACIONAL DE MAQUINARIAPARA EL PROCESADO DE ALIMENTOS Y NUEVASTECNOLOGIAS UTILIZADAS PARA ELLO

Es un hecho de que hoy en día, exis-te una tendencia creciente en las empresasespañolas de trasladar o ampliar parte de sunegocio en el extranjero, siendo la crisiseconómica de los últimos años unos de losmotivos principales para la aceleración en elproceso de la exportación de nuestros pro-ductos.

Un claro ejemplo de esta tendenciaen la industria agroalimentaria es el empaquey embalaje de alimentos y bebidas, así comola maquinaria para el procesado y envasadode vegetales, frutas, cárnicas, lácteos, conge-lados y pescados... En este sentido, Españacobró importancia en las exportaciones deeste sector durante la crisis aumentando suproducción en los últimos años.

Todo ello es consecuencia de nuevoshábitos por parte del consumidor, quien de-manda una mayor higiene en los alimentos.

Países como Singapur, China, India,Taiwán, Argentina, Turquía, Tailandia, Brasil,Filipinas, Malasia… están experimentandoun cambio notable en estas tendencias (1),además de que la industria de envase y emba-laje se ha transformado notablemente (2).Todo ello favorecido por unas condicionesagrarias y climáticas favorables.

FERNANDO GÓMEZ ESTRADA. INGENIERO INDUSTRIAL

1. Alimentos elaborados, procesados y empacados listos para ser vendidos.Ref.: www.fondogastronomico.blogspot.com.es

Las exportaciones de la industria alimentaria alcanzo los 22.594 millones de euros en2013, lo que supone un crecimiento del 1,5% con respecto al año anterior, así como una cifrarécord para el sector (4)

Una clase media emergente demanda cada vez máshigiene en los alimentos que adquiere

La marca España tieneimportancia en el extranjero

2. Manipulador con maquinas de procesado de alimentos. Dicha maquinaria requiere poca forma-


3. Esquema de la aplicación del tratamiento de altas presiones hidrostáticas. Ref.: www.hiperbaric.com/es/

Este sector está sufriendo grandes cambios con la aplicación de nuevas tecnologías como son las altas pre-siones hidrostáticas. Tecnologías que son requeridas por el consumidor debido a los nuevos hábitos de vida. Estanueva tendencia, influenciada principalmente por la poca disponibilidad de tiempo, es la desencadenante en los últi-mos años del desarrollo de procesos ‘no térmicos’ en la industria alimentaria como son el uso de ultrasonidos, pul-sos eléctricos, irradiación y, por supuesto, las altas presiones hidrostáticas (2).

Sin embargo, la oferta de maquinaria para el procesado de alimentos es reducida en los países comentados,por lo que, hasta el momento, el desarrollo del sector se ha producido gracias a inversiones de empresas extranjerasque se van instalando en ellos (3). Además, de que estos mercados suelen ser muy grandes y dispersos, lo que hacemás difícil la distribución y venta, así como hacerse conocer en el sector. No obstante, los gobiernos están liberali-zando y dando prioridad al sector del procesado de alimentos para las empresas extranjeras.

4. Stock de maquinaria lista para vender. Ref.: www.solostock.com

Los gobiernos facilitan el mercadocon la reducción de impuestos sobreproductos empaquetados listos paraconsumo

Con estas tecnologías emergentes se pretende conseguir alimentos saludables, seguros,apetitosos y económicos

El creciente interés de los consumidorespor alimentos más parecidos a los naturales, defácil consumo y que mantengan intactas sus cuali-dades sensoriales y nutritivas está impulsando lainversión tanto pública como privada en el campode la tecnología de conservación de alimentos,favoreciendo el auge de tecnologías alternativas alos tratamientos térmicos convencionales (2).


Así pues, la demandade maquinaria que procese losalimentos de acuerdo conestándares internacionales vaen aumento y las grandes mul-tinacionales que solicitan tec-nología avanzada, no les im-porta invertir en ésta si ofrecealtos niveles de productividad

L a s g r a n d e smultinacionales cuentancon presupuesto parainvertir en maquinaria5. La India, uno de los principales países que demanda maquinaria para el procesado de alimentos, que como vemos, a

pesar de su producción, es aún pequeña en relación a la demanda del sector. Ref.: (3)

Sin embar-go, existe un grannúmero de peque-ños competidoreslocales en estos paí-ses y el número deempresas localesque están empezan-do a producir ma-quinaria para la fu-tura demanda delsector, es creciente.A pesar de ello, lasempresas internacio-nales que sueleninvertir de formadirecta en este sec-tor experimentan unaumento de formaimportante (3).

6. Cárnicas y otros envasados y empacados. Cada vez mas se cuida la imagen del producto final. Ref.: www.agroinformacion.com

Es necesario tener en cuenta que dentro de la oferta de maquinaria agroalimentaria también existe un sub-sector importante que es el de maquinaria de segunda mano. Muchos empresarios de los países emergentes que de-mandan maquinaria para el envasado y empaque tienen tendencia a comprarla para posteriormente modificarla ycubrir así sus necesidades ya que la vieja maquinaria que utilizan no cuenta con tecnologías avanzadas y tampocoofrece la seguridad y calidad en los alimentos que los mercados internacionales exigen, además, el coste de la maqui-naria y los bajos costes de mantenimiento son los principales factores que motivan la venta de equipamiento de en-vase y embalaje, lo que también significa una gran importancia para la ventas de stock de nuestras empresas.



(1) http://plaen.blogspot.com.es/2012/02/empaque-y-embalaje-de-alimentos-y.html

(2) www.interempresas.net/Alimentaria/Articulos/123333-Tecnologias-emergentes-de-procesado-de-alimentos-altas-presiones-hidrostaticas.html

(3) El mercado dela maquinaria para procesado de alimentos en India. Oficina Económica y Comercial de la

El hecho de que las exportaciones de productos elaborados y maquinaria para el procesado de ellos vayaen aumento se debe a que actualmente, países como los citados tienen un bajo porcentaje en los alimentos queprocesa ya que este segmento de los alimentos procesados es aún desorganizado.

Desde el punto de vista de la oferta, la falta de infraestructuras afecta a los canales de distribución, dificul-tando el desarrollo del sector de los alimentos procesados. Uno de estos problemas son los problemas energéticos.Los países que están sufriendo estas transformaciones en el sector de los alimentos elaborados y procesados nosuelen cubrir 100% las necesidades energéticas que las empresas necesitan (3).

Aunque, en el caso del procesado de alimentos a altas presiones, si bien el coste de inversión es relativa-mente alto, la tecnología de las altas presiones hidrostáticas consume menos energía que otras tecnologías conven-cionales que aplican calor, por lo que, a corto plazo, los alimentos tratados por altas presiones resultan competiti-vos a nivel comercial y con ello, suponer una solución al problema que se plantea (2).

Actualmente existen más de 200 equipos de alta presión por todo el mundo, de loscuales un 80% han sido adquiridos en los últimos 10 años (2)

Así pues, nos encontramos ante un cambio nota-ble en los últimos años de las exportaciones de la industriaagroalimentaria, concretamente para el sector del empa-que y embalaje de alimentos y bebidas, así como las nue-vas tecnologías utilizadas para ello, y como nuestras em-presas instalan sedes en los países donde se demandanestos productos con una alta probabilidad de éxito.

Las exportaciones del sectoragroalimentario y pesquero ascienden a 3.280millones de euros en julio. Un 15,2% delcomercio exterior.

7. Imagen de uno de los equipos de altas presiones de CICYTEX.. Ref. www.hiperbaric.com/es/


total de 90 universidades en todo elmundo, por lo que además de losresultados científicos, este proyectoproporciona una gran oportunidadde compartir conocimiento entreuniversidades.

El QBITO será lanzado junto conlos demás CubeSats en un Cyclone-4 desde Brasil, en enero de 2016. Elpunto de comienzo de la misiónserá una órbita circular de 380 kmde altitud y 98 grados de inclina-ción. Pero debido a la resistencia

atmosférica, estas órbitas decaeránhasta ser desintegrados en la atmós-fera. El tiempo de vida esperadopara cada uno de los satélites se es-tima entre dos y tres meses, depen-diendo de la fecha de lanzamiento yde la actividad solar. Por otro lado,

la distancia de separación entre saté-lites se incrementará con el tiempodebido a las variaciones de densidadde la atmósfera a lo largo de la órbi-ta y a las variaciones de la orienta-ción de cada satélite, con lo quefinalmente se tendrá una distribu-ción no uniforme de satélites alre-dedor de la Tierra.

El punto más interesante de estamisión es la posibilidad de adquirirmedidas multipunto y de larga dura-ción de los parámetros clave y cons-tituyentes de la termosfera y la io-nosfera, ya que hasta el momentosolo se tienen medidas obtenidas apartir de satélites de órbita elíptica yde cohetes de sondeo, con los quese obtienen medidas en tiempospequeños y en zonas concretas. Porlo que con la misión QB50 se consi-gue conocer la variación espacial ytemporal de las características de latermosfera.

Desde que en Noviembre de 2011se hiciese pública la posibilidad departicipar en el proyecto QB50 paralas instituciones interesadas, el E-USOC, tras ser aceptado para elproyecto, ha seguido estrictamentelos plazos programados con su par-te del proyecto. El QBITO se en-cuentra actualmente en su fase final,en la que se están llevando a cabolos ensayos en laboratorio de sus

componentes y sistemas, para serensamblados posteriormente, antesde enviarlo a Holanda, donde se leintegrará la carga de pago principal,el espectrómetro de masas encarga-do de tomar medidas para caracteri-

La implicación y la relevancia de laUniversidad Politécnica de Madriden proyectos espaciales ha ido enaumento a lo largo del tiempo. Tan-to es así, que actualmente la UPMcuenta con un centro especializadoen I+D en el campo de la ciencia yla tecnología aeroespacial, el E-USOC (Spanish User Support andOperations Centre).

Actualmente uno de los proyectosen los que trabaja el E-USOC es elQBITO, que a su vez forma parte

del proyecto QB50. El objetivo deeste último, es poner en órbita unared de 50 CubeSats para poder rea-lizar mediciones en la termosferaen varios puntos al mismo tiempo.QB50 será la primera red de Cube-Sats en órbita, desarrollado por un

QBITO. EL PRIMER CUBESATDE LA UPM

LUIS MUÑOZ IZQUIERDO. INGENIERO AERONÁUTICO.

“El proyecto QBITO es de gran interés educacional para la Universidad Politécnica deMadrid, ya que además de los resultados obtenidos, supone una oportunidad de ser partede una red de 90 universidades que trabajan y comparten conocimiento conjuntamente.”


quiere demostrar nuevas técnicas decontrol en órbita, cuyos beneficiosserán conseguir un controlador máspotente, que además de mejorar lasprestaciones reducirá el consumo depotencia de todo el subsistema decontrol y determinación de actituddel satélite.

El QBITO de apenas dos kilogra-mos de peso, una vez puesto enórbita junto con los otros 49 Cube-Sats, realizará un chequeo de sussubsistemas; acto seguido, el subsis-tema de determinación y de controlde actitud se encargará de que elsatélite adopte una configuración deactitud y configuración definida,por lo que una vez en este punto elQBITO estará preparado para en-trar en el modo nominal de funcio-namiento, en el cual se obtendránlos resultados de las medidas de lasdiferentes cargas de pago. Estosresultados serán descargados a tierracuando el satélite sobrevuele cadauna de las cuatro estaciones de tie-rra utilizadas para este objetivo, delas cuales dos están situadas en Ma-drid (ETSI Aeronáuticos y ETSITelecomunicaciones), y las otrasdos se encuentran en Lima (UNI) yCiudad de México (UNAM).

El proyecto QBITO, representapara el E-USOC un proyecto másde entre los que está actualmenteimplicado, lo que da una idea delgran potencial de este centro, congran talento en su plantilla. Lo quejustifica que sea el único centro decontrol español dedicado a la opera-

ción de experimentos en la estaciónespacial internacional (ISS), siendouno de los siete centros europeosdelegados de la Agencia EspacialEuropea encargados de la prepara-ción y ejecución de experimentos abordo de la estación espacial inter-nacional.

zar la composición de la termosfera(INMS, Ion Neutral Mass Spectro-meter).

Además de la carga de pago princi-pal, el INMS, el equipo del E-USOC ha añadido otras tres cargasde pago secundarias al QBITO, conlas cuales se pueden poner a prueba

otros experimentos, en una mismamisión.

La primera de estas cargas secunda-rias es el MWIRD (Medium WaveInfraRed Detector), un experimentopara estudiar el comportamiento dedetectores infrarrojos sin refrigera-ción en el espacio. Este experimen-to ha sido diseñado por la empresaespañola New Infrared Technolo-gies, que implementa este tipo detecnología.

Otra de las cargas de pago a bordoes el PCM (Phase Change Material),un experimento diseñado por laUniversidad de Liege, cuyo objeti-vo es comprobar las prestacionesdel n-Octadecano para su futurouso en los sistemas de controltérmico en satélites.

La cuarta carga de pago es un soft-ware experimental (ESW, experi-mental software) de control y deter-minación de actitud, con el que se

De izquierda a derecha: Figuras 1a y 1b: vistas del diseño CAD del QBITO. Figura 1c: Vista interior del diseño CAD del QBITO.


- Ana Laverón Simavilla. Directoradel E-USOC y Catedrática delDepartamento de Aeronaves yVehículos Espaciales de la ETSIAeronáuticos de la UPM.

- Ignacio Barrios Tascón. Ingenierode Sistemas de la misión QBITO.

- www.eusoc.upm.es

- www.qb50.eu


ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA ROBÓTICA.

concebir, realizar y automatizar sis-temas basados en estructuras mecá-nicas poliarticuladas, dotados de undeterminado grado de "inteligencia"y destinados a la producción indus-trial o a la sustitución del hombreen muy diversas tareas.

Evidentemente, la robótica no apa-reció de manera instantánea sinoque es fruto de cientos de años demejora y evolución de los sistemasautomatizados. En este apartado sepretende hacer un repaso globalsobre aquellos inventos que hicie-ron posible en mayor o menor me-dida la existencia de lo que hoy co-nocemos como robótica. El afánpor fabricar máquinas capaces derealizar tareas independientes hasido una constante en la historia, através de la que se han descrito infi-nidad de ingenios, antecesores di-rectos de los actuales robots.

Primeramente haremos una breveintroducción acerca de las curiosi-dades y primeras invenciones lleva-das a cabo en la antigüedad que enmayor o menor medida han abiertoel camino hacia los automatismosempleados posteriormente en laindustria.

- Hacia el año 1300 a. C. aproxima-damente, Amenhotep, hijo deHapu, hace construir una estatua deMemon, rey de Etiopía, que emitesonidos cuando la iluminan los ra-yos del sol al amanecer a través devapor de agua.

- Otro ejemplo de robótica antigualo representó King-su Tse, en Chi-na, que inventa en el 500 a. C. unaurraca voladora de madera ybambú, y un caballo de madera ca-paz de dar saltos.

- Los egipcios desarrollaron mode-los matemáticos muy avanzados yconstruyeron automatismos muysofisticados, como el reloj de agua.

El término robótica procede de lapalabra checa robota, que significa'trabajo obligatorio'. Este términofue empleado por primera vez en laobra teatral R.U.R. (Robots Univer-sales de Rossum), escrita por el dra-maturgo y novelista Karel Capek, yestrenada en Enero de 1921 en Pra-ga. La obra pronto se estrenó enmultitud de teatros por toda Europay Estados Unidos.

En la obra, el gerente de una fábricaconstruía unos seres al absolutoservicio del hombre, que realizabantodas las tareas mientras los huma-nos se dedicaban al ocio permanen-te. Cuando el gerente de la fábricadecide construir robots más perfec-tos que experimentaran felicidad ydolor, todo cambia. Los robots sesublevan contra los hombres y des-truyen al género humano.

Así se puede definir la robótica,como el conjunto de conocimientosteóricos y prácticos que permiten

Marcos Vizoso Fernández.Ingeniero Industrial.

Imagen 1 – Robot utilizado en la obra RUR

Imagen 2 – Colosos de Memnón

Imagen 3 – Clepsidra egipcia


La máquina funcionaba por instruc-ciones expresadas en código binariocontenidas en tarjetas perforadoras,pasando a ser la primera máquinaprogramable de la historia. El méto-do es precursor de la tecnologíautilizada en las primeras computa-doras.

Denominado telar de Jacquard, eltelar en sí es la máquina inferior queinterseca los hilos para producir latela, mientras que lo que verdadera-mente inventó Jacquard es lamáquina que produce el movimien-to independiente de los hilos paraconseguir el dibujo solicitado através de los ligamentos del tejido.

Cada tarjeta perforadora corres-pondía a una línea del diseño, y sucolocación junto con otras tarjetasdeterminaba el patrón con el que eltelar tejería. Cada agujero de la tarje-ta. Actualmente el papel perforadoha sido sustituido por señaleselectrónicas que hacen reaccionarunos electroimanes que activan odesactivan el movimiento de lasarcadas de la montura que mueve

los hilos triplicando la velocidad delas máquinas anteriores.

- Meccano Robot Gargantua: elrobot industrial más antiguo cono-cido, conforme a la definición de laISO se completó con "Bill" GriffithP. Taylor en 1937 y publicado en larevista Meccano, Marzo de 1938.Este robot, conocido como “grúa”tenía la siguientes características:

o Un único motor eléctrico paratodos sus movimientos.

o Las secuencias de trabajo de hasta3 horas de duración controladas porcinta de papel perforado.

o Las cintas de papel perforado ac-tivan los distintos solenoides, concinco movimientos de ejes posibles.

o El robot puede apilar bloques enlos patrones pre-programados.

o La mayoría de la estructura estabafabricada con piezas Meccano.

A continuación veremos una ima-gen para comprobar su complejomecanismo para la época.

- Jacques de Vauncansos construyóvarios músicos de tamaño humanoa mediados del siglo XVIII, ademásde su pieza maestra, un pato quetenía más de 400 partes móviles, ypodía batir sus alas, beber agua, di-gerir grano, y defecar. A través deun complejo sistema de engranajesy relojería.

- En 1805, Henri Maillardert cons-truyó una muñeca mecánica que eracapaz de hacer dibujos. Una serie delevas se utilizaban como 'el progra-ma' para el dispositivo en el procesode escribir y dibujar.

Hasta ahora hemos visto inventoscon ciertos trazos relacionados conel campo de la robótica actual, perolo cierto es que no se consideranrobots siguiendo las definicionesexpresadas en el primer apartado deeste trabajo. Sin embargo, en esteapartado comenzamos a vislumbrarlos primeros inventos que sí tienenmás similitud con la actualidad.

Desde la generalización del uso dela tecnología en procesos de pro-ducción con la Revolución indus-trial se intentó la construcción dedispositivos automáticos que ayuda-sen o sustituyesen al hombre. Acontinuación se muestran una seriede inventos que fueron realmenteinnovadores en su día, sentando lasbases de lo que hoy conocemos co-mo robótica.

- El telar de Jacquard: para mu-chos, el primer dispositivo programable,el telar de Jacquard es una máquinatextil automática, inventada por eltejedor de seda e inventor francésJoseph Marie Jacquard (1752-1834).Su invento constituyó el primer pa-so en la construcción de robotsmecánicos. Dio su invento a cono-cer el año 1801. Una muestra de sugran éxito es que para 1812 habíaen Francia 11000 telares Jacquard.

Imagen 4 – Telar de Jacquard

Imagen 5 – Tarjeta perforadora


El manipulador maestro, situado enzona segura, era movido directa-mente por el operador, mientrasque el esclavo situado en contactocon los elementos radiactivos y uni-dos, primero mecánica y posterior-mente eléctricamente, al maestro,reproducía fielmente los movimien-tos de éste.

- Unimate: con el objetivo de dise-ñar una máquina flexible, adaptableal entorno y de fácil manejo, Geor-ge Devol, patentó en 1948 un mani-pulador programable que fue a pos-teriori el embrión del robot indus-trial. Fue en 1954 cuando Devolconcibió la idea de un dispositivode transferencia programada de artí-culos. Este fue el primer robot pro-gramable accionado medianteenergía hidráulica. Devol consiguióen 1960 un contrato con la GeneralMotors para instalar un brazo robó-tico, el Unimate, en su fábrica deTrenton (Nueva Jersey). La máqui-na, con un peso de 1.800 kg, fueconsiderada el primer robot indus-trial de la historia.

La máquina realizaba el trabajo detransportar las piezas fundidas enmolde hasta la cadena de montaje ysoldar estas partes sobre el chasisdel vehículo, una peligrosa tareapara los trabajadores, quienes pod-ían exponerse a inhalar los gases decombustión de la soladuras o a per-der un miembro si no llevaban pre-caución.

- Telemanipulador mecánico: en1945 Raymond Goerzt del ArgonneNational Laboratory desarrolla untelemanipulador para trabajar conelementos radiactivos. Estos mani-puladores no son robots propia-mente dichos, ya que no se muevenautomáticamente, pues consisten enunos dispositivos maestro/esclavos.

Imagen 6 – Meccano Robot Gargantua (1938)

Imagen 7 – Tlemanipulador mecánico Imagen 8 – Robot Unimate


mientos eléctricos supone un granavance y sin duda, abrió camino alos robots empleados en la actuali-dad.

No cabe duda de que la robóticaha seguido actualizándose día a día,pero se ha pretendido hacer un bre-ve repaso de cómo han ido evolu-cionando los sistemas robotizadoshasta la actualidad.

La robótica ha ido desarrollándose yevolucionando en gran medida a lolargo de los últimos años, de tal ma-nera que actualmente existen varioscampos que componen la robóticaavanzada y que afrontan el futurode ésta.

En lo que se refiere a la industria, larobótica ha alcanzado un nivel muyelevado de eficiencia en sus labores.Sin embargo, los principales cam-pos a explotar están relacionadoscon la creación de robots inteligen-tes y autónomos, capaces de estarsituados en su entorno, adoptarcomportamientos, razonar, evolu-cionar y actuar como seres vivos.

- Shakey: diseñado desde 1966 a1972 por Charles Rosen, éste es elprimer robot móvil capaz de razo-nar sus propias acciones. Mientrasel resto de robots de su época nece-sitaban una lista completa de ins-trucciones para realizar una tareadeterminada, Shakey podía analizarel comando y descomponerlo enpartes básicas por sí mismo. Debidoa su naturaleza, este ambicioso pro-yecto necesitó de la combinación derobótica, visión computacional yprocesado del lenguaje natural. De-bido a esto, fue el primer proyectoen el que se fundió el razonamientológico y la acción física. Shakey fuedesarrollado en el Centro de Inteli-gencia Artificial del Instituto de In-vestigación de Stanford (ahora lla-mado SRI International).

Programación del robot se hizoprincipalmente en LISP. Shakeytenía una corta lista de opcionesdisponibles dentro de su memoria.Estas acciones eran, entre otras, lasde viajar de un lugar a otro, girar losinterruptores de la luz, abrir y cerrarlas puertas, subir y bajar de los obje-tos rígidos, y empujar objetos móvi-les alrededor.

Físicamente, el robot era particular-mente alto, y tenía una antena paraun enlace de radio, telémetros desonar, una cámara de televisión,procesadores de a bordo y sensoresde detección de colisión.

- ASEA irb6: construido en 1973por los suecos Björn Weichbrodt,Ove Kullborg, Bengt Nilsson andHerbert Kaufmann, éste fue el pri-mer robot con accionamiento com-pletamente eléctrico. Capaz de reali-zar el movimiento de 5 ejes y conuna capacidad de carga de 6 kg,también fue pionero al utilizar elprimer microprocesador Intel. Elhecho de emplear solo acciona-

REFERENCIASY

BIBLIOGRAFÍA:

- http://www.robotha.com

- www.roboticstoday.wikispaces.com

- www.proton.ucting.udg.mx

- http://www.scielo.isciii.es

- http://www.dialnet.unirioja.es

- http://www.es.slideshare.netImagen 10 – Robot Shakey

Imagen 9 – Robot ASEA irb6


LA CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA DE EDIFICIOSEXISTENTES

de la eficiencia energética de los edificios, entró en vi-gor el día siguiente de su publicación en el Boletín Ofi-cial del Estado nº 89 (13/04/2013), siendo voluntariasu aplicación hasta el 1 de junio de 2013. A partir de

ese momento, la presentacióno puesta a disposición de loscompradores o arrendatariosdel certificado de eficienciaenergética de la totalidad oparte de un edificio, segúncorresponda, será exigible pa-ra los contratos de compra-venta o arrendamiento cele-brados a partir de dicha fecha.

De no ser así, los propietariosde inmuebles pueden ser mul-tados con sanciones que vandesde los 300 hasta los 6.000€Este certificado debe especifi-car mediante una escala desiete letras, de la A a la G, elnivel de emisiones de CO2comparándola con la volu-metría del inmueble.

Mediante este documento sepretende que el comprador oinquilino pueda conocer laeficiencia energética de la vi-vienda y ser tenido en cuentacomo un valor más en la tomade decisiones de compra oalquiler.

La certificación energética se puede definir como elproceso de cálculo del consumo de energético de uninmueble.

El origen de la certificación energética de edificios fueestablecida en la Directiva 2002/91/CE, estas exigen-cias fueron traspuestas al ordenamiento jurídico espa-ñol mediante el Real Decreto 47/2007, mediante el quese aprobó un Procedimientobásico para la certificaciónenergética de edificios denueva construcción.

Con posterioridad, la Directi-va 2002/91/CE del Parla-mento Europeo y del Conse-jo, de 16 de diciembre de2002, ha sido modificada me-diante la Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeoy del Consejo, de 19 de mayode 2010, relativa a la eficien-cia energética de los edificios,circunstancia que ha obligadoa transponer de nuevo al or-denamiento jurídico españollas modificaciones que intro-duce con respecto a la Direc-tiva modificada.

En consecuencia, medianteeste real decreto se transponeparcialmente la Directi-va 2010/31/UE del Parla-mento Europeo y del Conse-jo, de 19 de mayo de 2010,en lo relativo a la certifica-ción de eficiencia energéticade edificios, refundiendo elReal Decreto 47/2007, de 19 de enero, con la incorpo-ración del Procedimiento básico para la certificación deeficiencia energética de edificios existentes.

Este Real Decreto 235/2013 , de 5 de abril, por el quese aprueba el procedimiento básico para la certificación

OSCAR ESCUDERO CUBILLO. ARQUITECTO TÉCNICO E INGENIERO DE EDIFICACIÓN.

Nº 1. Ref:ww.mientur.gob.es

Nº 2. Escala de eficiencia energética:Ref: www.administradoresdefincasredfincas.es

PONER AQUÍ IMAGEN


Los colegios profesionales de lostécnicos habilitantes recomiendanque acudan a sus listados de colegia-dos para el encargo de este tipo detrabajos.

Es cierto que la implantación delcertificado se ha realizado de formadiferente en las comunidades autó-nomas; los registros se han abiertoen diferentes momentos y las tasasvarían bastante.

En cualquier caso el procedimientode cálculo es el mismo independien-temente de la comunidad autónomadonde se realice, ya que es realizadocon el software que suministra elgobierno.

Según datos estadísticos, el preciode venta o alquiler del inmueblepuede variar dependiendo de la me-jor o peor calificación.

En el mercado se puede comprobarque los precios fluctúan en un am-plio baremo. Estas disparidades enlos precios se deben en un granporcentaje a la dudosa práctica ejer-cida por algunos profesionales quedescartan la visita al inmueble, nopudiendo realizar una adecuada to-

ma de datos.

Además no hay más exigencias paralos profesionales que la propia titu-lación académica, y esto hace que segenere una competencia desleal porparte de muchos profesionales quesin cumplir las obligaciones fiscalesni laborales, y sin tan siquiera tenerun seguro de responsabilidad civil,están ofreciendo estos certificados aprecios irrisorios.

En esta línea, estas actividades hangenerado también cierto intrusismoprofesional en el sector.

Desde algunos colectivos profesio-nales se viene reclamando su visadoobligatorio para evitar la intromi-sión de técnicos no habilitados parala realización de esta actividad.

Estas dudosas prácticas están pro-vocando que el certificado se veacomo una tasa a pagar y no comouna información veraz ofrecida alcliente en el momento de adquirir loque en multitud de ocasiones llega aser la inversión más grande de suvida.

Es recomendable que en las visitasal inmueble se realizan pequeñascomprobaciones que permitan defi-nir lo más fielmente posible la com-posición de cerramientos.

Las unidades en las que se basa elindicador de eficiencia son kg deemisiones de CO2 por cada metrocuadrado de vivienda producidos alo largo de un año. Asignando laletra A al mínimo dato de emisiónde CO2 y la letra G al máximo.

El ámbito de aplicación del procedi-miento de certificación energética aedificios existentes recoge a:

Edificios o partes de edificios exis-tentes que se vendan o alquilen a unnuevo arrendatario y edificios o par-tes de edificios en los que una auto-ridad pública ocupe una superficieútil total superior a 250 m2 y quesean frecuentados habitualmentepor el público.

El certificado deberá ser siempreentregado en el momento en que seefectúa la operación mediante lafirma del contrato de compra-ventao alquiler.

Para la expedición de los certifica-dos se debe acudir a los técnicos enposesión de titulación habilitante(arquitectos, arquitectos técnicos eingenieros relacionados con ramasde la construcción)

Nº 4. Fotografía de edificio con cámara térmica.Ref: www.habitissimo.es

Nº 3. Etiqueta de eficiencia energéticaRef: www.minetur.gob.es


algo.

En casi la mitad de comunidadesautónomas el precio medio de uncertificado es hoy entre un 35 y un40% más barato que hace un año.

La bajada media de precios se sitúaen el 34%, habiéndose registrado unrecorte del precio del 50% en Va-lencia y del 48% en el País Vascos, yapenas un 11% en Castilla y León ou n 1 3 , 5 % e n M u r c i a .Y es que la normativa que regula lacertificación energética no ha esta-blecido tarifas para el servicio delcertificado.

De este modo cuando entró en vi-gor los técnicos tomaron como re-ferencia precios superiores al preciodel certificado en otros países euro-peos, debido a la falta de competen-cia por el desconocimiento y a lafalta de formación en la materia ysobre todo en el manejo del softwa-re suministrado.

En los inicios se manejaban impor-tes que rondaban los 250 € para unavivienda media.

Algunos meses después se desplo-

maron hasta los 120 euros.

Hay que tener en cuenta que el cos-te de la certificación incluye dosgastos: la tarifa del profesional quelo emite y la tasa por su registro enla comunidad autónoma correspon-diente. En muchas comunidades elregistro empezó siendo gratuito,pero paulatinamente se han ido fi-jando tasas en casi todas.

A este precio habría que añadir elvisado en el colegio profesionalcompetente, que es voluntario, peroque en ocasiones el cliente reclama .

Cada comunidad cobra lo que creeoportuno, no estando reguladas porley las tarifas de registro.

El proceso de registro aunque pue-de parecer un mero trámite se com-plica de una forma algo incompren-sible en algunas comunidades, yaque después de introducir todos losdatos de cálculo en la herramientade calculo CE3 o CE3X, la adminis-tración competente pide rellenar denuevo los mismos parámetros nece-sarios para realizar el cálculo y amayores los resultados en una plan-tilla específica.

Además reclaman el fichero ejecuta-ble de cálculo para comprobación.

Esto provoca que en ocasiones seinvierta tanto tiempo o incluso másen el proceso de registro que en elcálculo en sí.

Por ello la toma de datos es el tra-bajo más importante del proceso yes en gran medida el que define uninforme fiable.

El 1 de Junio de 2014 se cumplióun año desde la entrada en vigor dela normativa citada anteriormente.

Tras un prometedor estreno comouna salida laboral más para técnicosrelacionados con ramas de la cons-trucción (arquitectos e ingenieros)el precio de este trámite obligatoriopara venta o alquiler de inmueblesha sufrido una intensa bajada du-rante su primer año en funciona-miento.

Según datos de certicalia.com(plataforma certificadora encargadade poner en contacto a técnicoscertificadores con clientes interesa-dos) la caída de precios ha sido ge-neralizada en todas las comunidadesautónomas exceptuando La Rioja,donde el precio se ha incrementado

Nº 5. Evaluación de la escala de eficiencia energéticaRef: www.cidergia.es

“En casi la mitad de comuniaddes autónomas el precio medio de un certificado es hoyentre un 35 y un 40% más barato que hace un año y medio.


son rentables sólo para grandes em-presas o departamentos que se dedi-can en exclusiva a esta actividad.

Se presupone que su sistema fun-ciona debido a que tienen la capaci-dad para dividir el trabajo en depar-

tamentos, teniendo así técnicos es-pecializados para cada uno de lospasos del procedimiento que se hananalizado anteriormente.

Un gran volumen de encargos y unaorganización adecuada por zonas yprocedimientos hacen que compañ-ías con grandes recursos puedan

abaratar su precio.

Lo anterior ha debilitado al profe-sional autónomo.

Obviamente un profesional liberalpor cuenta propia no puede compe-tir con los precios ofertados porestas empresas ya que trabajar aesos precios queda al borde de laexplotación, y con ello que tambiénmuy deprimida la calidad del servi-cio.

El trabajo mal pagado lleva ineludi-

blemente a su mala calidad: tomaincorrecta de datos y abuso de losvalores de cálculo por defecto.

Lo anterior lleva a peores etiquetasde las que el inmueble obtendría dehaber sido realizado mediante untrabajo mas detallado y cuidadoso.

En el caso de la Comunidad Valen-ciana, para una vivienda de 75 me-tros cuadrados (la más habitual), seofertan precios de 60 euros frente alos 120 euros de hace un año. Lacaída del precio se sitúa, por tanto,en el 50%, a pesar de que hace unaño el registro del certificado eragratuito y ahora no.

Otro ejemplo, es el País Vasco,donde certificar ahora una viviendaes también casi un 50% más baratoque hace un año -de 125,10 euros a65 euros-.

En el comparador de Certicalia.comtambién se pueden observarlas diferencias de precio entre certi-ficadores en las distintas comunida-des autónomas. Vemos cómo enMadrid, para una vivienda de 75metros cuadrados se ofertan preciosde 50 euros. Mucho más baratosque la misma búsqueda en Canta-

bria, donde los técnicos cobran 85euros por gestionar el mismo servi-cio o los 89 euros de las Islas Cana-rias.

La mayor diferencia de precio porcertificado energético se da, precisa-mente, entre Madrid, 50 euros, y laRioja, 128 euros de los que casi 40euros corresponden al registro.

Lo cierto es que si se desglosan losgastos que supone un certificadodesde su contratación hasta su en-trega al cliente para el profesionalque lo emite en muchas ocasionesque han sido ofertados a preciosescandalosamente bajos los núme-ros no cuadran.

Los gastos a los que se afronta eltécnico para su realización son:

Desplazamientos al inmuebleobjeto del encargo

Toma física de datos y medi-ciones.

Introducción de las medicio-nes tomadas en la aplicaciónsuministrada.

Visado en el colegio profesio-nal competente (voluntario)

Registro en el órgano compe-tente de cada comunidadautónoma, hay que recordarque no está unificado y quecada una tiene su procedi-miento, lo que complica laentrada de datos hasta quenos familiarizamos con laaplicación si trabajamos envarias comunidades autóno-

mas.

Pago de las tasas de registrocorrespondientes.

Una vez realizado este análisis, esmuy complicado entender los bajosprecios a los que se han llegado enlos últimos tiempos.

Bien es cierto que la oferta y la de-manda marcan el precio de referen-cia. Pero tras el análisis anterior-mente realizado queda claro que loscertificados de eficiencia energética

“El proceso de registro aunque puede parecer un mero trámite se complica de una formaalgo incomprensible en algunas comunidades”-

Nº 6. Hoja resumen de procedimiento de cálculorealizado. Ref: www.efimas.es.


del mayor número de viviendas hanconseguido hacerse el mayor huecoen este mercado.

Es comprensible que si se les da ungran volumen de trabajo se abarateel precio.

Lejos de aprender de los errorescometidos en el pasado reciente, losmismos que crearon la burbuja in-mobiliaria con tasaciones altas estánprovocando ahora que a los técni-cos libres les queden las sobras deltrabajo y por supuesto a un nivel alque no pueden llegar.

Incluso la administración ha entra-do en el negocio, aplicando tasazosque a priori no se justifican con eltrabajo de revisión realizado por laadministración y hacen intuir que setrata de un impuesto más.

En los carteles de Se vende o Sealquila de se deberían ver las etique-tas. Inexplicablemente apenas seven las etiquetas, documento quedeben entregar los registros cuandose formaliza la inscripción de loscertificados, y que es obligatorio

exhibir. En algunos anuncios decompra venta se ha llegado a indicarque está pendiente de calificación.

Muchos clientes esperan hastahaber alquilado o vendido parahacer este trámite. Pero eso impideal que compra o alquila negociar elprecio o tomar decisiones en fun-ción de la eficiencia energética.

Son pocos los que saben que hande disponer de la certificaciónenergética o la etiqueta para realizarpublicidad.

Se supone que con el paso del tiem-po los ciudadanos se familiarizaráncon estos términos.

En otros países de Europa ya seconocen debido a que se implanta-ron antes. Lo cierto es que en Espa-ña llevamos más de un año con lanormativa en vigor y es cierto quelos ciudadanos todavía no tienenclaro cual es su precio orientativo, sies obligatorio, si debe exhibirse enel anuncio, entregarse junto al con-trato de compraventa o posterior-mente, si existen sanciones por in-cumplir las medidas impuestas porel real decreto, etc.

Los certificados de eficienciaenergética tienen una validez dediez años. Los propietarios podránproceder voluntariamente a su ac-tualización cuando considere queexisten variaciones en aspectos deledificio que pueden modificar elinforme.

La última respuesta del ministerio ala cuestión sobre la validez del certi-ficado es la que sigue:

"la validez de un certificado es de10 años, salvo modificación del in-mueble que reduzca su calificación.

Tirar los precios puede tener efec-tos perniciosos para el autor delencargo y punibles para el propioprofesional que emite el certificado.

El Real Decreto 235/2013 recogesanciones para el profesional. Alemitir una calificación igual o supe-rior a C, el departamento de controlde la comunidad autónoma estáobligado a revisar y comprobar losdatos de la etiqueta del inmueblepara verificar que sean adecuados.

Están estipuladas sanciones y existeresponsabilidad civil, recayendosiempre sobre el técnico que emiteel certificado.

La única responsabilidad del clientees el registro del certificado (en lapráctica es realizado en la mayoríade ocasiones por el técnico).

Si el cliente hubiera incurrido ensoborno para obtener una califica-ción alta serían responsables tantoel técnico como el autor del encar-go.

Las administraciones o las tasadorasque trabajan con los bancos dueños

Nº 7.Ref: www.ovacen.com


tegidos oficialmente por serparte de un entorno declara-do o en razón de su particularvalor arquitectónico o históri-co.

Edificios o partes de edificiosutilizados exclusivamentecomo lugares de culto y paraactividades religiosas.

Construcciones provisionalescon un plazo previsto de uti-lización igual o inferior a dosaños.

Edificios industriales, de ladefensa y agrícolas o partesde los mismos, en la partedestinada a talleres, procesosindustriales, de la defensa yagrícolas no residenciales.

Edificios o partes de edificiosaislados con una superficieútil total inferior a 50 m2.

Edificios que se comprenpara reformas importantes odemolición.

Edificios o partes de edificiosexistentes de viviendas, cuyouso sea inferior a cuatro me-ses al año, o bien durante un

tiempo limitado al año y conun consumo previsto deenergía inferior al 25 porciento de lo que resultaría desu utilización durante todo elaño, siempre que así constemediante declaración respon-sable del propietario de lavivienda.

Queda claro que emitir un informede certificado de eficiencia energéti-ca es un proceso complejo que en-globa a técnicos, clientes y adminis-traciones y para afrontar el mismocon garantías habrá que informaselo máximo posible.

Una vez transcurrido ese plazo, ¿elpropietario deberá renovarlo o úni-camente en el caso de que lo vuelvaa vender o alquilar? De acuerdo conel real decreto 235/2013, es necesa-rio mostrar al comprador o nuevoarrendatario potencial, así comoentregar una copia al comprador onuevo arrendatario, cuando se ven-dan o alquilen edificios o unidadesde éstos.

Por su parte, el órgano competentede la comunidad autónoma en ma-teria de certificación energética deedificios, establecerá las condicionesespecíficas para proceder a su reno-vación o actualización.

En cualquier caso, si realiza unareforma importante en el inmueblequizá resulte rentable realizar unnuevo certificado con lo que ob-tendría una mejor calificación au-mentando así las posibilidades deventa o alquiler.

No a todos los edificios les es deaplicación el certificado energético.El real decreto que regula la normaexcluye en su artículo 2 a:

Edificios y monumentos pro-


- Casa ecohabitada

- Ministerio de Industria, Energía yTurismo

- Administradores de fincas. Redfincas.

- www.habitissimo.es

Nº 8.Ref: www.letsbonus.es


EL DIVIDENDO DIGITAL.LUCES Y SOMBRAS.

ocupaba en el espectro radioeléctri-co cada canal analógico, era el equi-valente a hasta seis canales digita-les, de ahí este nombre.

Con la llegada de la televisión digi-tal, el número de frecuencias nece-sarias para la transmisión de la tele-visión se redujo considerablemente,lo que supuso una gestión más efi-ciente del espectro radioeléctrico,que es un bien valioso y escaso, ypor consiguiente la aparición denuevos programas de televisión deámbito regional o nacional y poste-riormente la televisión de alta defi-nición.

Como todos sabemos, la tecnologíaevoluciona día a día, y ahora ha lle-gado el turno de la conexión móvila alta de velocidad, más conocidacomo 4G. El famoso 4G necesitaun espacio en el espectro radioeléc-trico que hasta el 1 de enero de2015 ocupa la televisión digital.

En Europa se determinó allá por el

2007 que el conjunto de frecuenciasdestinadas al 4G sería la banda de800 MHz (790-862 MHz).

La liberación del Dividendo Digitalha sido el proceso de reordenaciónde frecuencias necesario para que labanda 800 MHz quede disponibleen toda Europa. Una vez liberadaslas frecuencias, podrá desplegarse anivel nacional la tecnología de 4G.

Para realizar la liberación en el es-pectro radioeléctrico, se ha realiza-do una reordenación de los canalesde televisión en las frecuencias quese utilizan actualmente. En cadafrecuencia se emiten varios canalesde televisión y el objetivo de estareordenación es aprovechar al máxi-mo la capacidad de las frecuenciasactualmente en uso y preparar elsegundo proceso, en el que algunasfrecuencias que se utilizan ahoradejarán de utilizarse y cambiaránpor otras. La reordenación de cana-les, impedirá que los cambios de

Todos hemos oído hablar muchísi-mo estos últimos meses del famosodividendo digital, pero ¿realmentesabemos qué es, o porque el gobier-no nos lo ha impuesto en un perio-do tan corto de tiempo sin avisosuficiente?

El concepto de dividendo digitalapareció con el apagón analógicodonde al cambiar la televisión deanalógica a digital, el espacio que

RAFAEL CASTRO REYES. ARQUITECTO TÉCNICO.

Nº 1. TDT y 4GRef: www.google.com


puesto en marcha un plan de ayudasde hasta 292 millones de euros parasubvencionar las adaptaciones. Lasayudas se solicitarán una vez realiza-das las actuaciones y acreditandotanto facturas individuales del insta-lador como resguardo bancario delpago de la intervención. Estas ayu-das están destinadas solo al régimende propiedades horizontales y quetengan instaladas un sistema de an-tena colectiva basada en mono ca-nales o en una centralita programa-ble. Por los tanto el coste de la resintonización primeramente seráasumida por los particulares y luegoreembolsada por el Gobierno.

Este tipo de intervención necesariapara poder seguir viendo la tdt hasupuesto un desborde para lostécnicos de telecomunicaciones quehan visto como la demanda de estostécnicos se ha visto más que supera-da por la oferta existente. Otra con-secuencia de la actuación del Go-

bierno con tan poco tiempo de ma-niobras, es la perdida de audienciaque prevén las cadenas privadas alquedar temporalmente sin servicio.

Por otro lado, con la llegada del 4Gse prevén nuevos problemas en lasinstalaciones al producirse posiblesinterferencias producidas por estatecnología en las instalaciones detelevisión de las viviendas, especial-mente aquellas en un radio inferiora 1.5km del repetidor de telefonía oa las que tengan el repetidor de 4Gen la misma dirección de la emisorade televisión. Las posibles interfe-rencias (distorsiones con el audio yel vídeo en algunos canales de TV odirectamente la pérdida de los mis-mos) surgirán previsiblemente aprimeros de año, aunque ya estamossufriendo las primeras con las prue-bas y ajustes de los nuevos repeti-dores que deberían entrar en servi-cio el día 1 de enero de 2015. Parasolucionar este problema, es necesa-rio que dentro de las instalaciones

frecuencia afecten a los canales detelevisión de mayor audiencia yaprovecha al máximo la capacidadde las frecuencias. La reordenaciónse produjo el pasado día 26 de Oc-tubre.

Con el reajuste realizado el pasadoOctubre, para que los usuarios pue-dan continuar recibiendo la ofertacompleta de canales de televisión hasido preciso que se realicen adapta-ciones en el caso de las antenas co-lectivas de los edificios, o re sintoni-zar los televisores en el caso de vi-viendas unifamiliares. Este procesodebe llevarse a cabo antes del 1 deenero de 2015, fecha en la que to-dos los programas solo emitirán enla nueva frecuencia asignada, dejan-do de emitir en la frecuencia antiguasimultáneamente.

Para solventar este tipo de interven-ciones en las distintas comunidadesde propietarios por los reajustes delas instalaciones, el Gobierno ha

Nº 2. Situación del espectro radioeléctrico con la televisión analógica y con la TDT antes y después de la liberación digital.Ref: www.televisióndigital.gob.es


pacidad para cuatro canales) decanales de ámbito autonómico quereduce la oferta local en todo elterritorio nacional salvo en Catalu-ña, que mantendrá el múltiplex deTVC y otro múltiplex privado conlicencia para Grupo Godó. Esto haprovocado que los servicios jurídi-cos de la Junta de Andalucía hayaniniciado la redacción de un recursocontencioso administrativo con estePlan Técnico Nacional de TDT quellega muy tarde y sin apenas tiempode maniobras. Este problema haprovocado un conflicto entre elGobierno y las autonomías ya queeste ha ignorado a las últimas sintener en cuenta ninguna de las ale-

gaciones realizadas por estas.

Otro tema a tratar son los nuevoscanales que quedarían sin dueño.Los canes que ocupan la banda de

800 Mhz y se alojan entre los cana-les 60 y 69 tienen que mudarse. Es-tos canales ya tienen asignados sunueva ubicación (26, 27, 28, 30 y35), pero el proceso no es tan senci-llo. Esto supone reducir el númerode multiplex. Tres de los múltiplexya tienen dueño: Atresmedia, Me-diaset y Net TV/ Veo TV, mientrasque los otros aún están en procesode reorganización.

Con esto queda en el espacio radio-eléctrico hueco suficiente para queaparezca nuevas televisiones o re-aparezcan las que en mayo ya seapagaron debido a la sentencia delSupremo que declaraba nula la adju-

dicación concedida en 2010 por elanterior Gobierno.

Ahora deberá salir a concurso ese

internas de las viviendas, todos loslatiguillos, cables y conectores quetengan que ver con la televisión,

sean de alta calidad y tengan un altofactor de apantallamiento frente aseñales de radio frecuencia. Tam-bién para paliar estas interfencias secolocarán unos filtros en la antenasubicadas debajo del tejado de mane-ra que anulen el 4G no permitiendoque esta señal entre en el interior dela instalación de la vivienda anulan-do la TDT. Estas intervenciones noentrar dentro del plan de ayudas delos casi 300 millones de euros queha aprobado el Ejecutivo para lareantenización, asumiendo el costede estas, previsiblemente las com-pañías operadoras de telefoníamóvil.

Pero las interferencias nos son elúnico problema ni las únicas pre-guntas que traen el asunto que tene-mos entre manos. Una de las medi-das que nos trae el Gobierno es lasupresión de un múltiplex (un mul-tiplex son los aparatos que compri-men y emiten las señales de televi-sión a nuestras antenas y tienen ca-

Nº 3. Situación de los canales de TDT actual.Ref: www.televisiondigital.gob.es

Nº 4. Intervención en viviendas. Ref: www.televisiondigital.gob.es

“la liberación del dividendo digital ha sido un plan chapucero ”-


salir anteriormente beneficiada fuela compra de el 25 por ciento deNet TV por parte de Real MadridTV, con intención de se emitir estaen abierto, pero la operación le saliórana con el cierre de IntereconomíaTV.

Por lo tanto el análisis que se hacede esta actuación del gobierno esque el Plan se ha hecho con prisas,que el tiempo que se ha concedidopara reantenizar es insuficiente yque los canales de televisión podr-ían perder una buena cuota de au-diencia por culpa de estos cambios.Sobre el el coste de la resontiniza-ción todavía hay lagunas debido aque no se solventa solo con la ayu-da otorgada por el gobierno para lasviviendas, si no con el sobre costeque supone esto para las canales deTV. Respecto al futuro concursotodavía el Gobierno Central no haaclarado nada, sólo que en principiosaldrán cuatro licencias en HD yuna en SD, siempre que salga elporcentaje del espectro que dice elMinisterio de Industria que saldrá a

licitación, aunque por el momentono existen ningún tipo de plazo,fecha o condición.

En definitiva, la liberación del divi-dendo digital ha sido un plan cha-pucero, consecuencia de una nefastaactuación de nuestro anterior go-bierno y mala gestión del actual, alcuál le ha pillado el toro, debido aque por contratos firmados con lastres grandes operadoras, si este nodejaba el espacio alquilado por unos1.150 millones a partir del 1 de ene-ro de 2015, este se veía obligado apagar unas indemnizaciones millo-narias por día de ocupación.

hueco que ha dejado la liberacióndigital, pero, ¿se harán bien las co-sas esta vez? Todos hemos vistotodos los canales que han ido pa-sando por la TDT y que han idodesapareciendo, unos por temaseconómicos, otros por rentabilidady cambios en el modelo de negocioy otros por el apagón de los nuevecanales que dejaron de emitirse enmayo, con el consecuente problemaque trae para estos grupos el cierrede una cadena y el impacto econó-mico con la perdida de númerospuestos de trabajo. Podríamos haceruna lista y sería bastante larga: Mar-ca TV, AXN, Intereconomía, MTV,Xplora, Nitro, La siete, La nueve,La sexta 3. Estas últimas fueron elproducto de un concurso irregulardonde se concedieron las asignacio-nes a estos canales de una maneraque bien todos sabemos como hadictado el Supremo. Por lo tantoahora con el nuevo concurso seabren especulaciones con las salidasde estos nuevos posibles canales.Una negociación fallida que iba a

Nº 5. Antena 4G. Ref: www.google.com


www.televisiondigital.gob.es

Www.dividendodigital.info


que da lugar a los vientos (energíaeólica), evapora el agua, formandonubes y dando lugar a la lluvia(energía hidráulica), permite la viday el crecimiento de la materia vege-tal (energía biomasa), es ademásemisor directo de la radiación solarla cual se puede aprovechar para laproducción de energía (energíasolar).

La energía solar es la energ-ía procedente de la radiación solarincidente sobre la superficie de laTierra, es por tanto una energía re-novable que a través de la radiaciónelectromagnética del Sol puede serutilizada para la generación de elec-tricidad o de calor. La potencia de laradicación solar varía según el mo-mento del día y del año, las condi-ciones atmosféricas y la altitud.

La intensidad de la radia-ción solar en el borde exterior de laatmósfera, se llama constante solary su valor medio es de 1000 w/m2.Sin embargo, esta cantidad no es

constante a lo largo del tiempo, yaque ha variado un 0,2% en un perio-do de 30 años.

La radiación solar se divideen tres componentes: directa, difusay reflejada. La radicación directa esla que llega directamente del focosolar, sin reflexiones o refraccionesintermedias. La difusa es la emitidapor la esfera celeste gracias a múlti-ples fenómenos de reflexión y re-fracción solar en la atmósfera, en lasnubes y el resto de elementos at-mosféricos y terrestres. Por ultimo,la reflejada es la procedente de lareflexión del suelo.

Según las condiciones at-mosféricas predomina un tipo uotro de radiación. Así por ejemplolos días despejados predomina lacomponente directa sobre la difusa,mientras que los días nublados pre-domina la difusa sobre la directa.

Existen varias maneras parapoder aprovechar esta energía y deahí los distintos tipos de energíasolar, como son; fotovoltaica (quetransforma la energía solar en elec-tricidad mediante paneles solares),fototérmica (aprovecha el calor me-diante colectores solares) y la ter-moeléctrica (transforma el calor enenergía eléctrica de forma indirecta),estos tipos serán explicados a fondomás adelante.

Puede decirse que la energíasolar es una de las energías más lim-pias de las que se puede disponerhoy en día, dado que no produceruido, ni contaminación y ademástiene una vida útil muy larga.

Es muy importante saberque en una hora la tierra recibe másenergía del sol que la que consumetoda la población en un año.

INTRODUCCIÓN

Este articulo nace de la apli-cación de mi proyecto fin de carre-ra, sobre el que se desarrollo unsistema de agua caliente sanitaria(ACS) y calefacción, mediante laaplicación de sistemas solares.

Se explicaran de forma es-pecífica los diferentes sistemas delos cuales disponemos en la actuali-dad para las instalaciones ya comen-tada.

El objetivo principal de estearticulo es de facilitar el entendi-miento y fomentar el uso de lossistemas solares en la edificacióndado el alto potencial que nuestropaís, gracias a su situación geográfi-ca y meteorológica, tiene para ello.

¿QUÉ ES LA ENERGÍA SOLAR?

El Sol además de ser el ori-gen prácticamente de todas lasenergías renovables, ya que provocaen la Tierra diferentes presiones, lo

LA ENERGÍA SOLAR EN LAEDIFICACIÓN

RUBÉN DE LA RIVA FERNÁNDEZ:. ARQUITECTO TÉCNICO


Imagen 2 - Mapa mundial de energía solar recibida en un año “www.eoi.es”

res, así como el po-der disponer de ven-tilación e iluminaciónnatural la mayor par-te del tiempo.

En los últi-mos años en Españase han colocado ungran número de ins-talaciones que apro-vechan la energía delSol, bien para produ-

cir calor o bien para general electri-cidad. También apoyado amplia-mente por la aplicación obligada deestos sistemas tal y como se indicaen el Código Técnico de la Edifica-ción. En función de la zona climáti-ca del país las obligaciones serándiferentes. En el caso de Asturiaspor ejemplo toda la edificación en laque se use agua caliente (viviendas,hospitales, hoteles, polideporti-vos…) deben instalar sistemas decaptadores solares térmicos quesean capaces de suministrar, al me-nos el 30% de la energía necesaria

para calentar esa agua. Además al-gunos edificios especiales comocentros comerciales, recintos feria-les… están obligados a colocar unainstalación fotovoltaica con unapotencia mínima.

SISTEMAS DE CAPTACIÓN DEENERGÍA SOLAR

1. FOTOVOLTAICA

Este tipo de sistema es ca-paz de generar energía eléctrica re-novable directamente de los rayosdel sol gracias al efecto fotoeléctricode un determinado elemento; nor-malmente una lámina metálica semi-conductora denominada célula foto-voltaica, o bien mediante una dispo-sición de metales sobre un sustrato,llamada capa fina. Hoy en día y gra-cias a los avances tecnológicos elcoste de este tipo de sistemas se hareducido considerablemente desdeque se empezaron a fabricar los pri-meros paneles, contando tambiéncon un aumento de su eficiencia.

Pero no solo se puede aprovechar laenergía solar para la obtención deelectricidad y calor, estas serían lasdenominadas tecnologías activas.También existen las técnicas pasi-vas, que son las diferentes técnicasenmarcadas dentro de la arquitectu-ra bioclimática, como son; la orien-tación de los edificios respecto delsol, la selección de materiales conuna masa térmica favorable, unbuen diseño de los espacios interio-

Imagen 1 - Radiación solar incidente“www.ambientum.com”


1-Se genera una energía a baja ten-sión (350-780V), esto en corrientecontinua.

2-Se transforma con la ayuda de uninversor en corriente alterna.

3-A través de un centro de transfor-mación se eleva a media tensión (15-25kV) y se inyecta en las redes desuministro eléctrico para su trans-porte.

Este último punto no seríanecesario si la generación de electri-cidad fuera para autoconsumo. Estesería el caso de entornos aislados,donde se requiere poca potenciaeléctrica y el acceso es difícil comopueden ser estaciones meteorológi-cas o repetidores de comunicacio-nes. También para edificios quequieran tener parte de su suministroeléctrico de forma limpia, ya que lasolución aportada por la energíafotovoltaica no sólo es una posibili-dad económicamente rentable sinoambientalmente recomendable.

El sistema elegido para ins-talar dependerá de la energía que seprecise y esto ira directamente rela-cionado con el tamaño de la instala-

ción, a mas paneles mas energía. Sinembargo, es desaconsejable utilizareste tipo de fuente eléctrica parasuministrar equipos de calefacción yen general todo aquel equipo quecon l l e ve un e fe c to Jou l e(calentamiento por resistencia eléc-trica). Respecto a los diferentes sis-temas fotovoltaicos que podemosencontrarnos actualmente, son treslos de mayor desarrollo;

1-Sistemas aislados; Son aquellosutilizados para satisfacer parcial ototalmente la demanda energéticade lugares aislados sin acceso a lared eléctrica. Estos normalmentedisponen también de una serie desistemas de acumulación de energía.

2-Sistemas de conexión a la red;Son los más comunes en viviendas,ya que no disponen de sistemas deacumulación puesto que la energíaproducida es directamente canaliza-da a la red para su uso.

3-Sistemas híbridos; Son los siste-mas mixtos en los que además dedisponer de un sistema fotovoltaicoaislado se disponen de otro sistemapara garantizar el suministro.

Actualmente están en fasede investigación otros métodos co-mo son las células fotovoltaicasorgánicas, estas al contrario que lascélulas basadas en silicio, son mu-cho más económicas y versátiles yaque tienen mayor ligereza y flexibili-dad pudiéndose también pintar yponerse sobre superficies como losmuros de fachada de los edificios olas tejas de las cubiertas.

Los actuales módulos opaneles fotovoltaicos están forma-dos por un cristal o lámina transpa-rente superior y una base inferiorentre los que queda el sustrato con-versor y sus conexiones eléctricas.La lámina inferior puede tambiénser transparente, pero no es lo másfrecuente. Para encapsular todo elsistema se suele añadir unas láminasmuy finas y transparentes de etilenovinil acetato que se funden creandoun sellado antihumedad, aislante,transparente y de gran dureza.

Los paneles fotovoltaicos loque generan en un primer momentoes corriente continua que fácilmentepuede ser transformada en corrientealterna mediante un dispositivoelectrónico llamado inversor y conesto poder utilizar dicha corrienteen la red eléctrica. El proceso seríael siguiente;

Imagen 3 - Célula fotovoltaica orgánica“www.energiverde.com”

Imagen 4 - Despiece de un panel fotovoltaico “www.atersa.com”


Calefacción y climatización;La energía solar térmica tambiénpuede ser utilizada como comple-mento para el sistema de calefac-ción (caldera de gas o eléctrica),apoyo que consiste entre el 20% y el50% de la demanda energética de lacalefacción. Para ellos, la instalacióntendrá que contar con un intercam-biador de placas y un regulador (quepropicie el uso del sistema en aguacaliente sanitaria).

El sistema emisor de calor,ya sean radiadores, suelo radiante,etc… será conveniente que sea debaja temperatura <50ºC, de estamanera el sistema termosolar tendráun mayor rendimiento. El principalproblema que presenta este sistemapara su uso en calefacción es que enlas épocas donde la demanda decalefacción es mayor, el sistema ter-mosolar cubre una menor demandadebido a las bajas temperaturas.

Durante el verano, las pla-cas pueden ser cubiertas para queno se averíen debido a las altas tem-peraturas que pueden llegar acumu-lar o bien pueden ser utilizadas paraproducir frio solar (climatización defrio). No obstante, se pueden insta-lar sistemas que no sean de baja

temperatura, para así emplear radia-dores convencionales. Los diferen-tes elementos que conforman lainstalaciones son;

1-Sistema de captación, formadopor unos captadores solares conec-tados entre si. Su misión es captarcalor de la energía solar para trans-formarla en energía térmica aptapara el consumo, mediante el calen-tamiento de un fluido que pasa por

la instalación. En el mercado tam-bién existen captadores de vacío.Estos consisten en tubos de metalque recubren el tubo de plástico quecontiene el fluido de trabajo, dejan-do entre ambos una cámara de aireque actúa como aislante. Tienen unrendimiento muy elevado, pero sucoste es también elevado.

2-Sistema de acumulación, este con-siste en almacenar la energía térmicaen un depósito de acumulación parasu posterior utilización. E agua ca-liente obtenida mediante el sistema

termosolar, es conducida hasta don-de se va a utilizar, pudiendo ser di-rectamente como por ejemplo en elcaso del calentamiento de una pisci-na. En aplicaciones de ACS o cale-facción la demanda no siempre seda en los momentos cuando hayuna mayor radiación, por tanto si sequiere aprovechar al máximo lashoras del Sol será necesaria acumu-lar energía en aquellos momentosdel día en que esto sea posible.

2. TERMOSOLAR

La energía solar térmica otermosolar consiste en el aprove-chamiento de los rayos solares parael calentamiento de un fluido quepuede ser utilizado como agua ca-liente destinada al uso doméstico, yasea como agua caliente sanitaria,como calefacción e incluso para laproducción de energía mecánica, y apartir de ella obtener energía eléctri-ca. También puede emplearse paraalimentar una maquina de refrigera-ción por absorción, que emplea ca-lor en lugar de electricidad para pro-ducir frio con el que climatizar loca-les o estancias.

Agua caliente sanitaria; Éstaserá la principal aplicación de lossistemas termosolares, la generaciónde ACS para el sector doméstico yde servicios. El agua caliente sanita-ria se usa a una temperatura de unos45ºC, temperatura que es fácilmenteaccesible por los captadores solares,los cuales alcanzan una temperaturamedia de unos 80ºC. Se consideraque la demanda cubierta de ACSpor este sistema es entorno al 60%,no se habla de un porcentaje mayorpara que en época de mayor radia-ción no sobre energía.

Pero la energía aportada alos captadores debe ser tal que enlos meses más favorables aporte un100%. El resto de las necesidades oen épocas no tan favorables, laenergía restante será cubierta por unsistema auxiliar, que generalmenteserá de gasóleo, gas o energía eléc-trica. Con este porcentaje de cubri-miento, los periodos de amortiza-ción son reducidos.

“La energía solar también puede ser utilizada para alimentar una máquina de refrigeración”

Imagen 5 - Despiece de un panel termosolar“www.geoeficiencia.com”


la mayoría de los casos de edifica-ción residencial, las instalaciones sediseñan para proporcionar a las vi-viendas entre 60-80% del agua ca-liente demandada, aunque en zonascon gran insolación a lo largo delaño, este porcentaje suele ser algomayor.

3.TERMOELÉCTRICA

La energía solar termoeléc-trica agrupa un conjunto de tecno-logías cuya finalidad es la concentra-ción de energía proveniente del Sol,con el fin de alcanzar medias y altastemperaturas que permitan la gene-ración de energía eléctrica. Esta ge-neración se realizara inyectando elvapor generado a alta presión a laturbina que se encarga de accionarel correspondiente generador eléc-

trico.

Las centrales solares termo-eléctricas (CET), son sin duda unade las tecnologías renovables quepueden hacer un mayor aporte deelectricidad no contaminante enmedio plazo. El proceso fundamen-tal de funcionamiento esta basadoen la conversión térmica, consegui-da mediante la concentración de laradiación solar sobre una zona don-de se sitúa un liquido, el cual al ca-lentar a muy altas temperaturas, setransforma en vapor y este gracias ala presión adquirida acciona el mo-vimiento de una turbina, obtenien-do energía mecánica a partir de lacual se obtendrá la energía eléctrica.

La energía solar termoeléc-trica se clasifica en sistemas de me-dia y alta temperatura. Su diferenciaestá en la temperatura que alcanzanlos fluidos de salida. En las instala-ciones de media temperatura, lasaplicaciones más habituales hastahoy, han sido la producción de ca-lor y agua muy caliente para proce-sos industriales, y la generación deelectricidad en pequeñas centralesde 30 a 2.000kW. También existenejemplos de otras aplicaciones talescomo la desalinización o la refrige-ración mediante la energía solar. Lasmáximas temperaturas conseguidascon este sistema sueles aproximarsea los 400ºC. La tecnología más utili-zada corresponde con las centralescon colectores cilindro-parabólicos.

3-Sistema de distribución, en estegrupo, estarán todos los elementosdestinados a la distribución y condi-cionamiento para el consumo, talescomo; controles, tuberías, conduc-ciones, vasos de expansión, bom-bas, purgadores, válvulas, etc. Tam-bién forma parte de este apartado elsistema de apoyo basado en energ-ías convencionales (eléctricos, cal-dera de gas o gasóleo), necesariopara prevenir posibles faltas deriva-das por la ausencia del Sol y hacerfrente a los picos de demanda.

4-Sistemas convencionales de apo-yo, como ya se ha comentado conanterioridad, las instalaciones sola-res térmicas necesitan de sistemasde apoyo convencionales ante laposible falta de radiación o un con-sumo superior al dimensionado. En

Imagen 6 - Diferentes sistemas de energía solar “Centro Nacional de Energías Renovables”


Instituto para la diversificación y ahorro de la energía (IDEA) “www.idae.es”

Ministerio de industria, energía y turismo “www.minetur.gob.es”

Guía de la energía solar de la Comunidad de Madrid “www.madrid.org”

Real decreto 1027/2007 de 20 de Julio (RITE) “www.boe.es”


de todos concentradores.

Entre las características delos colectores de concentración po-demos destacar que solo aprove-chan la radiación directa del Sol esdecir, que sólo pueden utilizar losrayos solares que realmente incidensobre la superficie. No son capaces,

por lo tanto de captar la radiaciónsolar difusa. Esta circunstancia haceque estos sistemas resulten muyconveniente en Andalucía cuyo cli-ma se caracteriza precisamente porzonas muy soleadas y cielos despe-jados.

VENTAJAS Y DESVENTAJASDE LA ENERGÍA SOLAR

1.VENTAJAS

-Apenas se originan gastos posterio-res (únicamente los de manteni-miento y estos son muy bajos).

-No utiliza combustibles, siendo un

sistema más cómodo y menos peli-groso.

-Éste tipo de energía no producedesechos.

-El impacto ambiental es nulo, noproduce desechos, residuos, rui-dos…

2.DESVENTAJAS

-Se tiene que instalar en localizacio-nes donde haya gran radiación solar.

-Se debe complementar este sistemacon otros sistemas alternativos.

-Su rendimiento es menor

CONCLUSION

La energía solar tiene ungran potencial en nuestro país supo-niendo un gran ahorro energético.En cuanto a la inversión a realizar alcontrario que los combustibles fósi-les, las instalaciones solares estánreduciendo su coste con el tiempo.

En las instalaciones de altatemperatura, a su vez pueden clasi-ficarse en centrales termoeléctricasde torre y centrales termoeléctricasde discos parabólicos. Ambas sebasan en procesos tecnológicos pa-recidos a los utilizados en las insta-laciones de media temperatura, perocon una mayor capacidad para con-centrar los rayos del Sol, así comopara alcanzar temperaturas más ele-vadas, en torno a los 800ºC, llegan-do incluso a picos de 1.000ºC en lascentrales de torre más avanzadas.Estas se componen de una serie deheliostatos que a modo de espejosconcentran la radiación solar en uncolector situado en un punto de latorre central.

Las centrales que utilizandiscos parabólicos usan un reflectorparabólico en forma de disco paraconcentrar la luz solar en un recep-tor situado en un punto focal deldisco. Éste absorbe la energía refle-jada por los concentradores, hacien-

do que el fluido del receptor se ca-liente a unos 750ºC. Éste se usaentonces para generar electricidaden un pequeño motor. Los concen-tradores de disco parabólicos soncomparativamente pequeñas unida-des con un motor generador en elpunto focal del reflector. Los tama-ños típicos oscilan entre los 5 y los15 metros de diámetro y de los 5 alos 50 kW de energía eléctrica. Gra-cias a su óptica parabólica, ideal parel enfoque en un punto, y su con-trol de la trayectoria solar, los con-centradores de disco consiguen unamáxima concentración del flujo so-lar y por tanto el mejor rendimiento

“En 1 hora la tierra recibe más energía solar de la que consume su población en un año”

Imagen 7 - Esquema de una central solar termoeléctrica “www.ecofield.com”


Energía GEOTÉRMICA enedificación.

Evolución del cableCOAXIAL.

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El AUTOGIRO de Juande la Cierva.

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Y EL MES QUE VIENE...

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Y EL MES QUE VIENE...

Nº03. Dic iembre de 2015

Tecnologías para el ahorrode agua.

FRÍO artificial

Riesgos biológicos en edifi-cación, animales e insectos

Energía del Sol en laTierra ITER

BB77ISSN 2386-639X

revista del mundo de la ingenierÍa y la … castro, raquel blazquez, roberto cañizares, rafael...

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