revista del mundo de la ingenierÍa y la construcciÓn

Biela7.65REVISTA DEL MUNDO DE LA INGENIERÍA Y LA CONSTRUCCIÓN

AÑO 2NÚMERO 5

FEBRERO 2015

ALCALÁ DE HENARES

Ciudad Patrimonio.

MOVILIDADURBANA SOSTENIBLE

ISSN 2386-639X05

9 772386 639006

PREPROCESADO

DE IMÁGENES

2 Nº. 5. Febrero de 2015

PILAS de Combustible.

página 8.

página 4.

Sistemas de cogeneración:EL CICLO COMBINADO

El FRACKING y la bajadadel precio del petróleo

página 20.

página 14.

Introducción al mecaniza-do por ULTRASONIDOS

página 24

ALCALÁ DEHENARES

Patrimonio de la humanidad

Movilidad urbanaSOSTENIBLE

página 30.

Interferencias electromagnéticasen equipos electrónicos.

página 36.

Bioetanol como combustiblevehicular

página 42.

CONTENIDO

3Nº. 5. Febrero de 2015

COMBUSTIBLESFÓSILES

Curado de fibra de carbono enAUTOCLAVE

RECALCES profundos paracimentaciones superficiales

FTH La revolución de lasredes

página 52.

página 46.

página 58

página 74.

Análisis de los riesgos bioló-gicos en la edificación:ANIMALES E INSECTOS II

página 62.

página 64Lesiones en la cimentación

Preprocesado de imágenespágina 70.

Biela 7.65 es el órgano de expresión del Centro de Formación IAE. [email protected] el Centro de Formación IAE.Dirección: L.T. de Garnez Consejo de Redacción: Alejandro Gómez, Antonio Muñoz, Borja Gavila, Andrés Gómez, Daniel Merchán, David Rubio, Daniel Mazón, Enrique Gil, EzequielMorales, Fernando Gómez, Miguel Silva, Felipe García, Alejandro Alonso, Juan Fernández, Antonio Mompó, Luis Muñoz, Marta Sanz, Marcos Vizoso, Nazaret Ruiz, Oscar Escudero, RafaelCastro, Raquel Blazquez, Roberto Cañizares, Rafael Domínguez, Rocío B. Higueras, Daniel Aznar, Fernando Martel, Francisco Sánchez, Rubén Fdez de la Riva, Fernando Abad, Javier M.Cuevas, Jose M. Apio, Roberto Chorén, Carlos Sotodosos, Jorge R. Tena, David Pascual, Carlos Mollá, Cristo Santana, Josué Cabrera, Javier Campos, Rebecca Renuncio, Alejandro Manzano,Hugo Martín, José L. BalderasSecretaría del Consejo de Redacción: Félix-Álvaro Pajares. Paseo de las Delicias. MadridImprime: 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


Una pila de combustible, tambiénllamada célula o celda de combusti-ble es un dispositivo electroquími-co que transforma de forma directala energía química en eléctrica. Essimilar a una batería.

Se diferencia de la batería en quepuede tener alimentación continuade los reactivos y en que sus elec-trodos son catalíticos y relativa-mente estables.

Parte de unos reactivos, un com-bustible – generalmente hidrógeno- y de un comburente – en muchoscasos oxígeno – para produciragua, electricidad en forma de co-rriente continua y calor.

Tiene diversas partes:

• Electrodos (ánodo, donde se re-duce el H2 y cátodo, donde reac-ciona H+ y O2)

• Electrolito (separa los gases, per-mite el paso de iones H+ al cátodoy separa los e-)

• Placas bipolares (que separan lasceldas, “conducen” los gases y eva-cúan H2O)

Una pila de combustible es unaasociación de celdas de combusti-ble.

Las reacciones que tienen lugar encada uno de los electrodos son lasque se muestran a continuación:

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

Imagen 1 Pila de combustible

Imagen 2 Esquema general de pila combustible..

Reacción en el ánodo: H2 –>2H+ + 2e-

Reacción en el cátodo: ½ O2 + 2H+ + 2e- –> H2O

Reacción global: H2 + ½ O2 –> H2O


lugares remotos, como por ejemplonaves espaciales, estaciones meteo-rológicas alejadas, parques grandes,localizaciones rurales, y en ciertosusos militares. Un sistema con celdade combustible que funciona conhidrógeno puede ser compacto, li-gero y no tiene piezas móviles im-portantes.

Según muchos expertos, prontopodremos encontrarnos con pilasde combustible para generar energíaeléctrica para todo tipo de dispositi-vos que usamos todos los días. Las

pilas de combustible tienen tresaplicaciones principales: transporte,usos portátiles, y las instalacionesfijas.

En el futuro, las pilas de combusti-ble podrían impulsar nuestros me-dios de transporte, mediante el hi-drógeno que sustituiría los combus-tibles fósiles, que se utilizan en lamayoría de los vehículos actuales.Muchos fabricantes están activa-mente investigando y desarrollandotecnologías de pila de combustiblede transporte.

AplicacionesLas pilas de combustible compren-den una amplia variedad de aplica-ciones: desde dispositivos portátiles(ordenadores, teléfonos móviles,pequeños electrodomésticos),vehículos de todo tipo (coches, au-tobuses, barcos), hasta sistemas es-tacionarios de generación de calor yenergía para empresas, hospitales,zonas residenciales, etc.

Las celdas de combustible son muyútiles como fuentes de energía en

tricamente. En el catalizador delcátodo, las moléculas del oxígenoreaccionan con los electrones(conducidos a través del circuitoexterno) y protones para formar elagua. En este caso, el único residuoes vapor de agua o agua líquida.

Tipos de pilas combustiblesExisten una gran variedad de pilasde combustible en función del tipode electrolito utilizado y de la tem-peratura aproximada de operación.Según estas características se pue-den clasificar en:

En el lado del ánodo, el hidrógenoque llega se disocia en protones yelectrones. Los protones son con-ducidos a través de la membrana alcátodo, pero los electrones estánforzados a viajar por un circuitoexterno (produciendo energía) yaque la membrana está aislada eléc-

PEMFC AFC PAFC MCF SOFC DMCF

Electrolito Membrana de políme-ro sólido

Solución

AlcalinaÁcido Fosfórico Carbonatos fun-

didosÓxidos Sóli-

dosMembrana de

polímero sólido

Temperaturade Trabajo

ºC)60 –80 100-120 200 - 250 600 - 700 800 - 1000 50– 120

Combustible Hidrogeno HidrogenoHidrogeno

Gas naturalGas natural Gas natural Metanol

Ventajas

Baja Temperatura

Arranque rápido

Baja corrosión y man-tenimiento.

Mayor eficiencia

Reacción catódicamás rápida

Acepta H2 con1% de CO

Reformado in-terno

Cogeneración

Reformadointerno Coge-

neración

No necesitareformado decombustible

Aplicaciones

Transporte

Portátiles

Residencial

Espaciales

Generacióneléctrica

distribuida

Automoción

GeneraciónEléctrica

GeneraciónEléctrica Portátiles

Tabla 1. Tipos de pilas combustibles.


gía y los automóviles. Producencantidades mucho más pequeñas degases de efecto invernadero y nin-guno de los contaminantes del aireque crean el smog y causan proble-mas de salud. Si se utiliza hidrógenopuro como combustible, las pilas decombustible emiten sólo agua y ca-lor como subproducto. Los mode-los impulsados por hidrógeno sontambién una fuente de energía mu-cho más eficiente que las tecnolo-gías de combustión tradicional.

El mayor obstáculo para pilas decombustible hoy en día es el costo.Las celdas de combustible todavíano pueden competir económica-mente con tecnologías más tradicio-

nales de energía, aunque se estánrealizando rápidos avances técnicos.Aunque el hidrógeno es el elementomás abundante en el universo, esdifícil de almacenar y distribuir. Lasbalas de hidrógeno puro puedenobtenerse fácilmente a partir de losproductores de hidrógeno.

El metanol, un combustible líquido,es fácilmente transportable, como la

gasolina, y puede ser utilizado enpilas de combustible de automóvi-les. Sin embargo, también como lagasolina, el metanol produce conta-minantes de dióxido de carbono.

El vehículo de hidrogeno. Sufuncionamiento.Para el funcionamiento de unvehículo de hidrógeno, en primerlugar es necesario obtener el hidró-geno que se va a utilizar como com-bustible. Para ello se parte de aguadestilada que haciéndola pasar através de los electrolizadores y me-diante aplicación de una fuente deenergía eléctrica o placas solares, sedescompone en hidrógeno y oxí-geno.

El hidrógeno y oxígeno pasan a tra-vés de conductos a los electrodosde la pila de combustible, en estecaso de tipo PEM (pila de combus-tible de membrana polimérica). Enlos electrodos se producirán lasreacciones químicas explicadas ante-riormente, de manera que los proto-nes H+ pasan a través del electroli-to, y se combinan con el oxígenogenerando la energía suficiente paraque el coche se ponga en funciona-miento.

Como elemento residual se obtienevapor de agua, único producto quesaldría por el tubo de escape si setratase de un vehículo a escala real.

Las celdas de combustible estacio-narias son las más grandes, las pilasde combustible más potente. Estándiseñadas para proporcionar unafuente limpia y confiable de energíaen hospitales, bancos, aeropuertos,bases militares, escuelas y hogares.

Las pilas de combustible puede ali-mentar casi cualquier dispositivoportátil o maquinaria que funcionamediante la utilización de baterías.A diferencia de una batería típica,que a la larga va mermando su capa-cidad de producción de energía, unapila de combustible sigue produ-ciendo energía, siempre y cuando elcombustible y oxidante sean sumi-nistrados de manera constante . Los

ordenadores portátiles, teléfonosmóviles, grabadoras de vídeo, y losaudífonos pueden ser alimentadospor pilas de combustible portátilessin ningún problema.

Las pilas de combustible tienengrandes beneficios sobre las tecno-logías convencionales basadas en lacombustión que se emplean actual-mente, en muchas plantas de ener-

Imagen 3. Prototipo de pila combustible de gran tamaño

Imagen 4. Prototipo coche de hidrogeno.


La principal competencia.Según los pronósticos de la agenciade investigación energética PikeResearch, en 2015 comenzará unaexpansión masiva de elementos decarga para dispositivos móviles yeste mercado se incrementará desdelos 185 millones de dólares de 2009hasta los 2.300 millones de dólaresen 2016.

Se espera que aparezcan nuevas tec-nologías y materiales que abarataránlas fuentes de alimentación y lasvolverán más ecológicas, para queestas puedan remplazar a las bate-rías tradicionales.

En estos momentos se está llevandoa cabo la creación de nuevos dispo-sitivos energéticos portátiles a nivelinternacional y el proyectoHandyPower tiene muchos compe-tidores. La compañía estadouniden-se Lilliputian Systems utiliza unconcepto similar de cartuchos, aun-que no utiliza hidrógeno. Un cartu-cho reemplazable permite cargar unteléfono durante dos semanas sinconectarlo a la red eléctrica.

Existe también un análogo sueco:myFC. Este dispositivo genera elec-tricidad a partir de agua, aunque elagua se introduce de forma separa-da. Con una de estas recargas sepuede cargar por completo un telé-fono móvil. La compañía japonesaAquafairy ha diseñado un dispositi-vo en el que se añade el agua apartey los cartuchos son reemplazables.

“El mercado ruso de las bateríasportátiles por ahora se está estable-ciendo, sin duda se desarrollará in-creíblemente rápido y estas fuentesde alimentación, asequibles y prácti-cas en el uso diario, demostrarán seruna solución útil para los consumi-dores”, opina Alexéi Korosteliov,director de TopDevice en Rusia.

“Ya ahora existen muchas compa-ñías distintas operando en este sec-tor. Algunas de ellas, en particularlos fabricantes asiáticos, juegan conuna ventaja evidente. En el mercadoexiste una enorme competencia,aunque nunca antes había oído ha-blar del hidrógeno barato”, añade elexperto

VentajasLos principales elementos de la ba-tería (aluminio y agua) son de losmás extendidos en el mundo. Eldispositivo costará alrededor de 40-55 dólares, y los cartuchos reempla-zables sólo algunos céntimos. Otrade sus diferencias es que el disposi-tivo es ecológico y duradero.

Según Iliá Kaláshnikov, director deinnovación de HandyPower, si todotranscurre como está planeado, laproducción en serie de las bateríaspermitirá a la compañía amortizartodos los costes en su desarrollo ensólo dos o tres años. “En el futurotenemos la intención de integrarnuestro diseño en cientos de dispo-sitivos y dedicarnos a los que mástrabajo nos da: empaquetar la ener-gía. Y creemos que aquí en Rusiatenemos una buena oportunidadenergética. Quién sabe, quizás den-tro de un año en todos los quioscos,junto a los chicles y las chocolati-nas, venden “discos para recargarteléfonos”, añade Kaláshnikov.

Baterías de hidrógeno ecológicasy duraderas.El director del laboratorio de ener-gía a partir de hidrógeno y aluminiode la Academia Rusa de Ciencias,Evgueni Shkólnikov, ha desarrolla-do una batería portátil para disposi-tivos que se alimenta de hidrógeno.La startup se llama HandyPower.Con esta batería se puede cargarcualquier dispositivo conectándolopor USB. Está formada por dosúnicos elementos: aluminio activadoy agua.

Según Shkólnikov, el proceso dedesarrollo de estos dispositivosenergéticos basados en hidrógeno yde creación de los primeros prototi-pos ha durado unos 15 años.

Los elementos energéticos usadosen el cartucho se conocen desdehace ya 100 años. Sin embargo, elhidrógeno que alimenta la carga esexplosivo y se almacena general-mente en bombonas. Shkólnikov haencontrado la solución a este pro-blema: almacenar el hidrógeno enforma de agua y después liberarlomediante una reacción química.

Según el científico, esto es algo se-guro y muy provechoso. “El alumi-nio, al reaccionar con el agua, seoxida y libera hidrógeno. El hidró-geno, al pasar a través de la mem-brana del elemento combustible, seconvierte en vapor de agua. Y enese momento, en la membrana seproduce una carga eléctrica”, expli-ca Shkólnikov.

A día de hoy, el proyecto ya ha reci-bido más de 140.000 dólares de loscentros de nanotecnología Dubná y“Sygma.Novosibirsk” y una subven-ción de la Fundación Bortnik. Noobstante, la compañía planea atraerotros 140.000 dólares.

Imagen 5. El dispositivo de la startup rusa HandyPowercostará solo 45 dólares


ALCALÁ DE HENARESPATRIMONIO DE LA HUMANIDAD

Para poder entender conmayor claridad el concepto de unplan gestión, se podría analizar lasdirectrices que sigue la UNESCO(United, Nations, Educational,Scientific and Cultural, Organizati-on) para la gestión del PatrimonioMundial.

UNESCO considera obliga-torio la realización de un plan degestión, para todo elemento inscritoen la Lista de Patrimonio Mundial,destinado a la ejecución efectiva delas labores de conocimiento, preser-vación y difusión de sus ValoresUniversales Excepcionales.

Deberá tener en cuenta losValores Patrimoniales (Patrimoniocultural y natural), los Valores noPatrimoniales (sociales, económi-

cos, territoriales), los Agentes o in-dividuos que pueden estar afectadospor la Ciudad de Patrimonio Mun-dial y un Órgano Gestor que dirijael Plan. Teniendo que habilitar me-canismos para el seguimiento, eva-luación y revisión de este Plan.

Los objetivos de un Plan deGestión varían según la ciudad don-de se implante éste. Los más señala-dos en cualquier Plan son:

1.- Garantizar la conserva-ción del patrimonio urbano y arqui-tectónico.

2.- Fortalecer la singularidadde dicho patrimonio, destacar suscomponentes, activar economíaslocales.

3.- Facilitar la vida en elcasco antiguo de la ciudad.

Después de una crisis comola que en este momento en sufreEspaña, el sector de la construcciónse tiene que reinventar. Una de sali-das profesionales sería la realizaciónde planes de gestión de todo el pa-trimonio.

Entendiendo que los planesde gestión son herramientas necesa-rias para el ordenamiento de un si-tio; se diseñan y ejecutan con el finde identificar, controlar y minimizarlos factores antrópicos o naturalesque puedan ocasionar. También unplan de gestión es un instrumentodestinado a la administración delpatrimonio cultural integrado, coor-dinando y orientando objetivos,actuaciones y agentes implicados enla protección y mejora de la Ciudadde Patrimonio Mundial.

ROCÍO B. HIGUERAS CONTRERAS, GRADUADA EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LA EDIFICACIÓN


5.- Criterios de gestión.

6.- Acciones estratégicas yherramientas para la gestión efecti-va.

Estos objetivos y conteni-dos, se llevan a cabo en ciudadescomo por ejemplo Alcalá de Hena-res. La ciudad de Alcalá de Henares,que vio nacer a Miguel de Cervantesen 1547, fue declarada Patrimoniode la Humanidad por la UNESCOel 2 de diciembre de 1998. Este re-conocimiento de la UNESCO nosólo se refiere al patrimonio históri-co y artístico que atesora la ciudad

complutense, sino también, a latrascendente aportación de Alcalá ala cultura universal especialmenteen los siglos XVI y XVII.

La ciudad de Alcalá de Henaresconserva uno de los recintos histó-ricos mejores de España. Consta dehasta 56 monumentos, de los cualesen el centro están situados 51, loscuales representan un 3% del totalde usos en la zona centro de Alcalá.

4.- Moderar los impactosderivados de la “vida urbana” en losbienes protegidos.

5.- Orientar la adecuaciónde las intervenciones en el patrimo-nio a sus valores.

6.- Definir con coherenciala forma y funciones de los espaciospúblicos.

Por tanto los contenidosprincipales de un Plan de Gestiónson:

1.- Conocimiento del bienprotegido.

2.- Comprensión del bienprotegido en su contexto urbano yterritorial.

3.- Revisión analítica de losproblemas y conflictos existentes.

4.- Diagnóstico pormenori-zado de la situación y tendencias dela Ciudad.


calá de Henares, desde donde seirradió al mundo entero.

•La contribución de Alcalá de He-nares al desarrollo intelectual de lahumanidad se muestra en la mate-rialización de la Civitas Dei, en losavances lingüísticos que tuvieronlugar en la ciudad, especialmente enlo relativo a la Lengua Española, y através del trabajo de su hijo másilustre, Miguel de Cervantes Saave-dra, y su obra maestra D. Quijote.

Es Patrimonio Mundial elconjunto histórico de Alcalá, desa-rrollado a partir de la Edad Media, yen el que judíos, musulmanes ycristianos vivían en tolerancia. Tam-bién lo es la Universidad, fundadapor Cisneros en 1499, que originóuna gran explosión artística y cultu-ral.

Para poder desarrollar demanera adecuada cualquier trabajo,es necesario conocer la evoluciónhistórica del objeto analizado. Unapequeña reseña histórica de las dis-tintas etapas que hacen que Alcalásea lo que actualmente conocemos,nos dará una visión del mismo.

- Alcalá medieval

En el término de Alcalá deHenares se pueden encontrar distin-tos yacimientos, de la Edad delBronce, cabe destacar los del EcceHomo, El Viso, Puente de los San-tos y zona de Complutum. Desde laPrehistoria el cerro del Viso se haconvertido en un lugar idóneo parael asentamiento humano.

La ciudad romana de Com-plutum en el siglo I después deCristo se traslada al valle del rio He-nares, la cual se comienza a configu-rar como una gran ciudad. Alrede-dor de esta ciudad se comienza adesarrollar una importante actividadagrícola.

Tras la derrota ante losfrancos de Voullé el 507 los visigo-dos comienzan a introducirse en lapenínsula Ibérica, a raíz de la cual seestablecerá el Reino de Toledo, enesta época se supone la localizaciónde Complutum entorno a la Iglesiade los Santos Niños Justo y Pastor.

La primera presencia Árabeen la Alcalá de Henares es del año825 Qal’at ‘Abd-al-Salam, a cuatrokilómetros de la ciudad de Complu-tum, aunque ésta no se destruyó, ya

¿Por qué se incluyo Alcalá en el Patrimo-nio de la Humanidad?

Primera ciudad universitaria de laedad moderna.

Ejemplo para Europa y América.

Integradora de las escalas sociales.

Modelo lingüístico.

Modelo para la gramática y diccio-nario de la lengua española.

Persistencia de su proyecciónhistórica.

Centro de profesorado.

Primera escuela de práctica jurídi-ca Europea.

Modelo de autenticidad de inter-gridad material cultural.

Modelo de recuperación del patri-monio histórico.

¿ Porque la incluyo la Unesco?

•Alcalá de Henares es la primeraciudad diseñada y construida espe-cialmente como sede de una univer-sidad, y este diseño serviría comomodelo a otros centros de enseñan-za en Europa y América.

•El concepto de ciudad ideal, laCiudad de Dios (Civitas Dei), sematerializó por primera vez en Al-

“Es Patrimonio Mundial el conjunto histórico de Alcalá, desarrollado a partir de laEdad Media, y en el que judíos, musulmanes y cristianos vivían en tolerancia”

IMG 02— Vista de Alcalá de Henares en 1565


pieza a construir el palacioArzobispal, y el posterioramurallamiento de la ciudadpara proteger el palacio y lavilla señorial.

Durante el siglo XVa pesar de las restriccionesque empiezan a vivir los ju-díos la población seguirádesarrollándose y con ella laciudad, tanto es así que en lasegunda mitad del siglo XVse producirá una ampliacióndel núcleo urbano. Este creci-miento se llevará a cabo a lo largode los principales caminos que par-ten de la muralla, al norte del ca-mino de Guadalajara se establecie-ron los judíos, junto a ellos el case-río de los musulmanes, mientrasque los cristianos se establecieron alsur del camino del Val y entorno ala puerta de Santa Ana y del Vado.

- Alcalá cisneriana

El esplendor comercial yeconómico por el que se caracteri

zaba Alcalá, acabó con laexpulsión de los judíos en 1492 unavez que se hizo público el Edictoque lo ordenaba.

Aunque se acabó con laactividad mercantil, se conservó la

estructura física del núcleo urbano,la cual fue aprovechada por el Car-denal Cisneros para crear una insti-tución cultural.

En 1500 fundó la Universi-dad de Alcalá, creando con ello, laprimera ciudad universitaria planifi-cada de la historia, la cual constitu-yó un ensanche del casco medieval.

Cisneros convirtió la villa en unaciudad de corte moderno, empe-drando calles enteras, trazando laprimera red de alcantarillado y dise-ñando las casas que han de ocuparlos estudiantes, profesores y servi-cios complementarios. Hizo que secombinase el nivel intelectual y elurbanístico. Durante su vida fundó7 colegios mayores, pero su

que seguía quedando poblacióncristiana y mozárabe.

En 1118 el arzobispo D.Bernardo sitió Alcalá, tras este he-cho en la ciudad, comenzó a surgirun burgo junto a la Iglesia de SanJusto. Este Burgo se articuló segúnlos distintos barrios que convivíanen esa época en la ciudad, el barriocristiano, judío y árabe, así comosus principales actividades, generan-do estos barrios microsociedades.

La principal actividad delbarrio judío era la mercantil, la cuálse establecía entorno a la actual calleMayor y sus alrededores, siendo lacalle Mayor el eje del posteriordesarrollo urbanístico, esta calle setrata de una calle soportada con ungran número de comercios de pe-queñas fachadas y alargados. Comoprueba del gran auge mercantil de laciudad se tiene la concesión porparte de Alfonso VIII la primeraferia anual de 10 días situada en elCoso, posterior plaza del Mercado yactual plaza Cervantes. El comerciosiguió siendo la principal actividadde la ciudad hasta la expulsión delos judíos en el siglo XV.

Como prueba de la presen-cia de los representantes de la iglesiaen la ciudad hacia en 1164 se em-

IMG 03—Plaza de Cervantes en Alcalá de Henares


Desarrollo industrial .En elsiglo XIX, aparece la Sociedad deCondueños, cuyo objetivo es pre-servar los bienes inmuebles dejadospor el Cardenal Cisneros, en mu-chos de estos edificios se instalará el

ejército, que será el que se encarguede su mantenimiento .En el sigloXX, durante la Guerra Civil se pro-ducen numerosas pérdidas de edifi-caciones.

En 1943, se aprueba el pri-mer Proyecto de Ensanche y Urba-

nización del siglo XX, y es entoncescuando comienza el desarrollo in-dustrial, y muchas zonas de explota-ción agraria se convertirán en zonasindustriales. A partir de los años 50,la población crece descomunalmen-te, y debido a la falta de planes deordenación del territorio se produceun crecimiento desordenado alrede-dor del casco antiguo.

Con la llegada de la indus-tria, ésta pasa a ser la actividad pre-dominante, quedando el cascoabandonado. En 1968, se declara elcentro de Alcalá como conjuntohistórico. En los años 70 y 80, laciudad empieza a organizarse crean-do los primeros planes parciales, yregresa de nuevo la universidad a laciudad, cuya principal misión será larecuperación del patrimonio dejadopor la primera universidad del Car-denal Cisneros, para así poder re-crear tiempos pasados. 1973 Planparcial Puerta de Madrid

1978 Creación de la Univer-sidad de Alcalá aprovechando parasu implantación los terrenos cedi-dos por el ejército.

1984 Primer planteamientogeneral con el fin de preservar el

labor fue continuada poste-riormente, llegándose a fundar hasta19 colegios repartidos por todo elnúcleo urbano.

El casco medieval mantieneun trazado sencillo, muy marcadopor los ejes urbanos de direccióneste-oeste, como reflejo de su pro-pia posición geográfica de cruce decaminos. Se produjo una gran evo-lución de 1400 a 1600 sobre él debi-do a la Universidad, pero a partir deentonces, sufre un estancamientodel que no se saldrá hasta llegaraprox. al s. XIX.

“El lema utilizado por la Universidad de Alcalá de Henares es“Al futuro con el pasado””

IMG 04—Fotografía de la fachada del Colegio Mayor de San Ildefonso.


y Plan parcial de Espartales Sur de1993)

En 1998 se aprueba el Planespecial de protección del cascohistórico (preservación del patrimo-nio, catálogo e inventario de edifica-ciones y determinación de usos) yAlcalá es reconocida patrimonio dela humanidad por la UNESCO, de-bido a que fue la primera ciudaduniversitaria planificada de la histo-ria que sirvió de modelo para Euro-pa y América y como la expresiónde la Civitas Dei por su contribu-

ción al desarrollo intelectual.

En el siglo XXI, se ha reali-zado una revisión del plan generalpara adaptarlo a las nuevas necesi-dades de la ciudad, por su gran cre-cimiento y la nueva ubicación de laindustria.

La Universidad de Alcalá,tiene un gran compromiso con laconservación de su amplio Patrimo-nio, esto se refleja desde la recupe-ración de los inmuebles por dichauniversidad.

Uno de los activos de laUniversidad de Alcalá es la impor-tante labor de rehabilitación y ade-cuación a nuevos usos de los edifi-cios Patrimonio de la Universidad,de tal manera que no solo mantienesu patrimonio sino que los revalori-za y los pone de nuevo en uso. Co-mo se refleja en la planimetría de laimg. 5, datos someros sobre la con-servación y rehabilitación de losmismos.

El lema utilizado por laUniversidad “al futuro con el pasa-do” se basa en recuperar el aire uni-versitario y el significado de la anti-gua ciudad del saber, adecuando lasantiguas edificaciones de tal maneraque la recuperación del pasado seconvierta en un proyecto del futu-ro.

patrimonio y el medio rural. 1985Convenio interdepartamental parala recuperación de la universidad enel casco histórico. En 1991, se creaun Plan General que pretende orde-nar la ciudad y gestionar su desarro-llo, excluyendo de su ámbito de ac-tuación el Casco Histórico.

Primera década del sigloXXI, se pone en marcha el planea-miento y urbanización del sectorresidencial Espartales Norte y tam-bién se crea una nueva área indus-trial, La Garena y el área I+D de laUniversidad. Se crean planes dedesarrollo residencial al norte de laA2 (Plan parcial de la Garena 1996

REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:

Webs:

http://www.unesco.org

http://www.ayto-alcaladehenares.es

ht tp ://www.foto2 .d i fo .uah .e s/fototeca/gallery

http://www.uah.es

IMG 05—Planimetría de los inmuebles rehabilitadospor parte de la Universidad en los últimos años.

RESTAURACIONES EN EL PATRIMO-NIO DE LA UNIVERSIDAD DE ALCALÁ.


SISTEMAS DE COGENERACIÓNEL CICLO COMBINADO

IntroducciónEl progreso de la civilización haconducido a consumos de energíacrecientes, en especial de la energíaeléctrica. A su vez, el agotamientode las reservas de recursos no reno-vables, la contaminación y la altera-ción de ecosistemas, se han incre-mentado hasta llegar a niveles cadavez mas preocupantes.De esta manera, se deduce que hay

una relación directa entre la mejorade la calidad de vida de los miem-bros de la sociedad y el consumo deenergía per cápita de la misma.

En consecuencia, el intento de limi-tar su desarrollo actualmente es unamedida inviable.

De este modo, la necesidad de utili-zar racionalmente la energía, es de-cir, producir los mismos efectos enla sociedad pero utilizando los míni-mos recursos posibles, se hace cadavez más grande.

La obtención de calor o de energíaeléctrica a partir de los recursoscombustibles mediante las tecnolo-gías de conversión tradicionales depropósito único que implican des-aprovechamientos energéticos pue-den ser evitados mediante la coge-neración, con lo que es posible pro-ducir ahorros de recursos sustancia-les.

La viabilidad de la implementación

La cogeneración es un sistema deproducción de calor y electricidadde alta eficiencia. La eficiencia de lacogeneración reside en el aprove-chamiento del calor residual de unproceso de generación de electrici-dad para producir energía térmicaútil (vapor, agua caliente, aceite tér-mico, agua fría para refrigeración,etc). Por este motivo los sistemas decogeneración están ligados a uncentro consumidor de esta energíatérmica.

DAVID RUBIO BARBA. INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL ESP. MECÁNICA

Imagen 1. Eficiencia de la cogeneraciónFuente: www.cogenspain.org


3. Reducción de emisiones de gasesde efecto invernadero.

4. Disminución de pérdidas en elsistema eléctrico e inversiones entransporte y distribución. Aumentode la garantía de potencia y calidaddel servicio eléctrico.

5. Aumento de la competitividadindustrial y de la competencia en elsistema eléctrico.

6. Promoción de pequeñas y media-nas empresas de construcción yoperación de plantas de cogenera-ción.

7. Motivación por la investigación ydesarrollo de sistemas energéticoseficientes.

El ciclo combinadoEste artículo va a tratar de la expli-cación del funcionamiento de unode los sistemas más utilizados encogeneración, el ciclo combinado,que une el ciclo de turbina de gascon el ciclo de una turbina de va-por. Además se planteará un casopráctico en el que se podrá observarcuantitativamente la mejora en elrendimiento del sistema cuando seutiliza este sistema de producciónde energía.

El ciclo combinado funciona demanera que los gases de escape dela turbina de gas, que se encuentrana una temperatura muy elevada, seaprovechan en la caldera de un ciclode vapor, a la que se le llama calderade recuperación, aportando un calorresidual “gratuito” sin la necesidadde que haya un nuevo gasto decombustible en el ciclo de vapor.

La potencia de la turbina de gas,sumada a la potencia obtenida porla de vapor, consigue un aumentosensible del rendimiento total, utili-zando únicamente el combustiblenecesario para hacer funcionar elciclo de gas.

Ciclo de turbina de gas

de la cogeneración se da cuandoexiste una demanda de calor de cier-ta magnitud y características, siendotambién relevantes otros factorestales como la calidad de la solucióntecnológica adoptada, los costos decapital que involucra, las tarifas decombustible y de energía eléctrica, yel marco legal vigente, entre lasprincipales.

De manera resumida, su funciona-miento es el siguiente:Al generar electricidad mediante undinamo o alternador, movidos porun motor térmico o una turbina, elaprovechamiento de la energía quí-mica del combustible es del 25% al46% (sobre el poder calorífico infe-rior), y el resto debe disiparse enforma de calor. Con la cogeneraciónse aprovecha una parte importantede la energía térmica que normal-mente se disiparía a la atmósfera o auna masa de agua y evita volver agenerarla con una caldera. Ademásevita los posiblesproblemas genera-dos por el calor no aprovechado.

La cogeneración de alta eficienciaaporta los siguientes beneficios:1. Disminución de los consumos deenergía primaria.

2. Disminución de las importacio-nes de combustible.

Imagen 2. Central de cogeneración. Fuente: www. opex-energy.com

Imagen 3. Ciclo combinado. Fuente : pelandintecno.blogspot.com


se emplea para pequeñas potenciasy caudales. Su relación de compre-sión es mayor que la del axial y ade-más tiene menor complejidad mecá-nica y de diseño, lo que abarata suscostes. No obstante, presenta me-nor rendimiento.

- Cámara de combustión: El aire aalta presión y temperatura trasegadopor el compresor, es enviado a lacámara de combustión para, al sermezclado con el combustible ( nor-malmente se utiliza keroseno o gasnatural), sea quemado produciendoun aumento mucho mayor de latemperatura a presión constante.

En cuanto a su tipología, se encuen-tran los siguientes tipos:

· Tubulares o individuales, que seemplean en número variable(modular) y además se adaptan bien

tanto a compresores axiales comoradiales.

· Anulares, donde sólo existe unacámara de combustión con diferen-tes chorros de combustible. Estetipo de cámara presenta problemasestructurales y de regulación.

· Tubo-anulares, que presentan unasolución combinada de las dos ante-riores y son muy empleadas en avia-ción.

- Turbina: Los gases quemados pro-cedentes de la cámara de combus-tión entran en la turbina para serexpandidos provocando el giro deleje de la turbina y obteniendo eltrabajo y la potencia buscados en elciclo. Este eje es el mismo que eldel compresor, así el giro producidoen la turbina sirve para accionar elcompresor y volver a iniciar el ciclo.

Las turbinas suelen ser siempre detipo axial constando de escalona-mientos de acción y reacción.

Es importante prestar atención a latemperatura de entrada de los gasesa la turbina, pues cuanto más altasea, más rendimiento se obtendrá.No obstante, una temperatura de-masiado elevada puede ocasionarun deterioro de los álabes de la tur-bina y provocar el fallo de ésta, porlo que precisan de una refrigeraciónpor aire o incluso por vapor en los

donde su temperatura y presión seeleva. El aire de alta presión siguehacia la cámara de combustión don-de el combustible se quema a pre-sión constante. Luego los gases dealta temperatura que resultan entrana la turbina, donde se expandenhasta la presión atmosférica, de talforma que producen potencia. Losgases de escape que salen de la tur-bina se expulsan hacia fuera (no serecirculan), lo que provoca que elciclo se clasifique como un cicloabierto. Estos son los gases que,como se verá posteriormente, al serllevados a la caldera de un ciclo va-por, se obtendrá el ciclo combina-do.

Como se observa en la imagen, tie-ne tres componentes esenciales:

- Turbocompresor: Se encarga deabsorber el aire del ambiente paracomprimirlo elevando su presión ytemperatura. Existen dos tipos deturbocompresores: axial y radialcentrífugo.

El axial, de uso más común, se utili-za para grandes potencias y cauda-les. Precisa de varios escalonamien-tos dentro del compresor debido aque la relación de compresión encada escalonamiento es relativamen-te baja.

El turbocompresor radial centrífugo

Imagen 4. Esquema de funcionamiento de una turbina de gas convencionalFuente : www.laplace.us.es

Imagen 5. Turbina de gas en una planta de cogeneración. Fuente: www.plantasdecogeneración.com


Ciclo de turbina de vaporLas turbinas de vapor operan segúnel ciclo Rankine, siendo este un ci-clo cerrado donde se utiliza aguapara su funcionamiento. Se disponede una bomba que recolecta con-densado a baja presión y temperatu-ra, normalmente, una presión me-

nor a la atmosférica, y comprime elagua hasta la presión de la calderadonde se calienta el fluido, alcan-zando la saturación y luego se iniciala ebullición del líquido. De estamanera se extrae el agua con un

título de vapor muy cercano a 1(casi el 100% de vapor con un bajoporcentaje en fase líquida). Allí seexpande, realizando trabajo en laturbina, hasta la presión asociada ala temperatura de condensación. Elvapor que descarga la máquina en-tra al condensador donde se con-vierte en agua al entrar en contactocon las paredes de tubos que estánrefrigerados en su interior (tambiénpor agua). El condensado se reco-lecta al fondo del condensador,donde se extrae prácticamente co-mo líquido saturado. Allí la bom-ba comprime el condensado y serepite el ciclo.

Al igual que la turbina de gas, tam-bién cuenta con cuatro componen-tes esenciales:

- Bomba: Se encarga de aspirar el

agua condensada para elevar su pre-sión y temperatura hasta la necesa-ria para que el fluido pueda introdu-cirse en la caldera. Básicamente fun-cionan según el principio deBernoulli añadiendo energía al flui-do para así aumentar su presión,

ciclos combinados.

Puesto que el ciclo descrito es elmás simple que se puede encontraren una turbina de gas, existen dife-rentes maneras de optimizarlo yaumentar el rendimiento.

Una de estas maneras es la regene-ración. La utilización de un regene-rador no es más que la colocaciónde un intercambiador de calor entrela salida del compresor y la cámarade combustión por donde se hacenpasar los gases expulsados por laturbina. Estos gases calientan aúnmás el aire a alta presión a la salidadel compresor y provoca que entrena mayor temperatura a la cámara decombustión, por lo que el caloraportado en dicha cámara para ob-tener la temperatura deseada serámenor, aumentando el rendimiento.

Además de esto, también se puedeincluir un recalentador (una segundacámara de combustión) y otra turbi-na de más baja presión que la prin-cipal, aprovechando los gases a lasalida de la primera turbina paravolver a calentarlos y expandirlosrespectivamente, lo que tambiénaumentará el rendimiento.

Este esquema se puede observar enla figura 6.

La regeneración es una técnica eficaz para aumentar elrendimiento tanto en ciclos de gas como en ciclos de vapor

Imagen 6. Ciclo de gas con regeneración y recalentador intermedio

Imagen 7. Ciclo de vapor con regeneración y recalentamiento intermedio.Fuente: Ingeniería térmica. Apuntes de teoría y práctica. Ed. UPV


una fuente de calor, o bien un com-bustible fósil, o un calor residualproveniente de una fuente externa.

En cuanto a los tipos, existen lassiguientes:

· Pirotubulares: son aquellas calde-ras en las que los gases de combus-tión circulan por el interior de lostubos y el fluido caloportador por elexterior de los mismos. Suelen utili-zarse para pequeñas potencias ypresiones, además tienen una tasade vaporización elevada, un fácilmantenimiento y son poco sensiblesa la calidad del agua.

· Acuatubulares: son aquellas en lasque el fluido caloportador se des-plaza por el interior de los tubosdurante su calentamiento y los gasesde combustión circulan por el exte-rior de los mismos. Se utilizan paragrandes potencias y presiones y tie-nen un menor peligro de rotura quelas anteriores aunque su manteni-miento es más caro y son sensiblesa la corrosión ácida.

· Caldera de recuperación: sonaquellas en las que se hace pasar elfluido caloportador y se calienta

mediante los gases de escape de unciclo de gas o de un motor térmico,por lo que se utilizan en ciclos com-binados y en plantas de cogenera-ción

- Turbina: Funcionan de la mismamanera que las turbinas del ciclo degas, solo que en vez de trabajar congases quemados en una cámara decombustión, su fluido de trabajo elel agua a alta presión y temperaturatrasegada por la bomba y la caldera .

- Condensador: En él se produce lacesión de calor al foco frío (agua derefrigeración) para que el vapor aelevada temperatura que viene de laturbina se condense y vuelva a seraspirado por la bomba para iniciarnuevamente el ciclo.

Generalmente se utilizan condensa-dores de superficie. Están compues-tos por una carcasa tubular de grandiámetro que en su interior disponede un gran haz de tubos por el inte-rior de los cuales circula aguade refrigeración.

El vapor entra por el exterior de lacarcasa y rodea el haz de tubos, queal estar más fríos que el vapor, es-te condensa. Las gotas de condensa-do que se forman en los tubos vancayendo al fondo de la carcasa don-de se recolectan y se extraen delcondensador.

Como la temperatura de condensa-ción es muy inferior a 100ºC y sueleestar muy cercana a la temperatu-ra ambiente, la presión dentro delcondensador está por debajo de lapresión atmosférica y normalmenteestá por debajo de 0,1 bar absolu-tos. Esto hace que la máquina queopera entre la caldera y el condensa-dor disponga de un mayor salto depresión utilizable.

En la imagen 7 se observa que tam-

velocidad y altura.

Existen diferentes tipos de bombas:

· Bombas de desplazamiento positi-vo o volumétricas: en las que elprincipio de funcionamiento estábasado en la hidrostática, de modoque el aumento de presión se realizapor el empuje de las paredes de lascámaras que varían su volumen. Encaso de poder variar el volumenmáximo de la cilindrada se habla debombas de volumen variable. Si esevolumen no se puede variar, enton-ces se dice que la bomba es de volu-men fijo.

· Bombas rotodinámicas: en las queel principio de funcionamiento estábasado en el intercambio de canti-dad de movimiento entre la máqui-na y el fluido, aplicando la hidrodi-námica. En este tipo de bombas hayuno o varios rodetes con álabes quegiran generando un campo de pre-siones en el fluido. En este tipo demáquinas el flujo del fluido es con-tinuo.

- Caldera: Es el equipo donde seproduce un calentamiento del fluidomediante el aprovechamiento de

imagen 8. Esquema de una central de vapor. Fuente: andralara.blogspot.com


caso propuesto en este artículo,donde aparece el quemador y la en-trada de combustible en la caldera,se dispondría de los gases de escapedel ciclo de gas, para elevar la tem-peratura del agua.

Optimización de los ciclosPara demostrar la eficiencia del ci-clo combinado, se ha realizado unasimulación de éste con los siguien-tes datos:

- Potencia a conseguir: 300 MW

- Ciclo de gas:

· Rendimiento de turbinas 0.9

·Rendimiento de compresores 0.85

· Máximo 1 post-combustión

· Temperatura máxima 1550 K

· Presión máxima 30 bar

· Combustible: gas natural de 37620kJ/kg de poder calorífico y dosadode 1/16.23

- Ciclo de vapor:· Subcrítico con una temperaturamáxima de 550 ºC.· Máximo tres niveles de presión· Título de vapor mínimo a la salidade la turbina 0.85

- Caldera:

· Salto térmico mínimo entre agua/vapor y humos 15 ºC

· Temperatura mínima de los hu-mos a la entrada de la chimenea 100ºc

- Condensador:

· Salto térmico mínimo entre agua/vapor y agua de refrigeración 8 ºC

· Caudal de agua de refrigeración3000 kg/s a 20 ºC.

Realizando los cálculos pertinentes,el rendimiento del ciclo de gas vienedado por el cociente entre la poten-cia neta del ciclo y el gasto másicode combustible en las dos cámarasde combustión quedando del ordende un 46%.Puesto que en el ciclo de vapor te-nemos tres niveles de presión, elrendimiento de cada uno de ellosviene dado por la potencia de laturbina ( alta, media y baja), entre elcalor consumido en la caldera, que-dando del orden del 38, 32 y 23 %respectivamente.Ese calor consumido en la calderaes el que se debería aportar que-mando combustible, pero puesto aque se aprovecha el calor residualdel ciclo anterior, el rendimientototal del ciclo será la suma de laspotencias netas de gas y vapor divi-didas únicamente entre el gasto decombustible en las cámaras de com-bustión de ciclo de gas, ya que es elúnico combustible aportado.

De esta manera el rendimiento totaldel ciclo resulta ser de un 62%.

intercambiador de calor situadodespués de la bomba donde calientael fluido condensado. Mediante otrabomba (10) ambas partes vuelven aunirse (11) a igual presión y tempe-ratura para ser llevados nuevamente

a la caldera.

Generalmente las centrales de vaporse construyen cerca de fuentesabundantes de agua para disponerde un sistema de refrigeración degran caudal y disipando el calor me-diante el condensador y las torresde refrigeración (Imagen 8). En el

Imagen 9. Gráficas de el ciclo de vapor, ciclo de gas, caldera y condensador

REFERENCIAS YBIBLIOGRAFÍA:

- Centrales térmicas. Apuntes deteoría y práctica. Ed. UPV

- Ingeniería térmica. Apuntes deteoría y práctica. Ed. UPV

- www.cogenspain.org

En un ciclo combinado, el único gasto energético es elcombustible quemado del ciclo de gas.


EL “FRACKING” Y LA BAJADA DEL PRECIO DELPETROLEO

FERNANDO GÓMEZ ESTRADA. INGENIERO INDUSTRIAL..

La caída de demanda decrudo por parte de Europa y en es-pecial por parte de China, siendo lasegunda economía mas importantedel mundo, ha llevado a que en elmercado exista una sobreproduc-ción que no encuentra interesadosen adquirirla, lo cual ha ocasionadouna bajada de precios.

Otro punto importante es laprogresiva autonomía de EstadosUnidos sobre este hidrocarburo, loque lleva a plantear a algunos exper-tos que la primera potencia mundialpueda alcanzar total autoabasteci-miento a mediano plazo, prescin-diendo del crudo procedente desdemedio oriente.

Como contrapartida, Arabiasaudita, el más importante produc-tor de crudo del mundo, está llevan-do una política de bajada de preciosdel crudo para contrarrestar el des-censo de la demanda, lo cual lleva a

un descenso del precio del petróleoaún más considerable. Aunque exis-ten otros países productores que seresisten a bajar su producción parapoder hacer frente a esta bajada delprecio del crudo, como el caso deVenezuela que tiene una situacióneconómica muy complicada, y elcual no está por la labor de bajar laproducción y más si los precios si-guen bajando ya que su economíadepende casi 100% de esos ingre-sos.

Pero todos estos aspectosque hacen que el precio del crudovaya a la baja, están siendo motiva-dos por un factor común. Es lanueva técnica de extracción de hi-drocarburos no convencionales lla-mada fracking, técnica que EstadosUnidos lleva utilizando aproximada-mente unos diez años y está a lavanguardia en el uso de esta técnica.

La bajada del precio delbarril de crudo a nivel internacionalpuede llegar para quedarse y exper-tos vaticinan que con la nueva téc-nica del fracking, Estados Unidosjunto a Argentina puedan tener unautoabastecimiento de hidrocarbu-ros. Sin embargo, el uso de esta téc-nica de extracción de hidrocarburostiene efectos ambientales muy peli-grosos.

Hasta hace un año, era im-pensable que el precio del barril decrudo bajara de los 80 dólares cuan-do el precio rozaba los 120 dólares,y que los precios tenían un periodoalcista sin punto de retorno. Másimpensable aún era poder ver enlas gasolineras el litro de diesel pordebajo de un euro. Sin embargo,doce meses después, la situación esbien distinta, el precio del barril decrudo ha experimentado una bajadaconsiderable incluso por debajo delos 50 dólares, motivado por unareducción de la demanda de estecombustible por parte de China yEuropa y del progresivo autoabaste-cimiento de Estados Unidos.

1. El mineral de esquisto. Ref: www.politicaexterior.com/dilema_fracking

2. Torre de perforación y equipos utilizados en la superficie.


El fracking se realiza prime-ramente con la perforación verticalhasta alcanzar la roca de esquisto, yluego una perforación continuadaen sentido horizontal. Los pozosson entonces revestidos con hormi-gón y acero, después de lo cual unapistola de perforación llamada ca-ñón de punzonado realiza pequeñosagujeros, a lo largo de la secciónhorizontal del pozo, a través de lacarcasa y cemento en el esquisto.

Seguidamente se inyecta aalta presión grandes cantidades deuna mezcla de agua y arena (99.5%)y químicos (0.5%) en los pozos pe-troleros perforados a una profundi-

dad de cuatro o cinco mil me-tros, para fracturar la roca y asíliberar el gas. Agentes de sosténcomo la arena tratada química-mente o cerámicas mantienen lasfracturas abiertas haciendo que elgas fluya al pozo una vez finali-zada la fase de inyección de aguapara posteriormente ser separa-do de los productos químicos yagua. El hidrocarburo viaja através de la tubería de acero has-ta la superficie, iniciando así, laproducción del pozo.

Los productos químicosutilizados varían en composicióndependiendo del tipo de fracturaque se lleve a cabo y las condi-ciones que se presentan en elpozo a perforar. Un proceso típi-co de fracturación utiliza entre 3y 12 productos químicos comoaditivos como pueden ser ácidoacético, acido hidroclórico, clo-ruro de sodio, sales de borato,poliacrilamida, ácido cítricos…entre otros.

El proceso completo dedesarrollo de un pozo lleva de 3 a 5meses: unas pocas semanas parapreparar la superficie donde se per-forará, de cuatro a seis semanas pa-ra perforar y luego unos 3 mesespara las actividades de terminación.Lo importante en esta inversión detres a cinco meses puede culminaren un pozo que producirá petróleoo gas natural de 20 a 40 años o más.

Una vez haya concluido lostrabajos de perforación y extrac-ción, la tubería es rellenada de ce-mento y cortada unos 10 metrosbajo tierra retirando todos los equi-pos de la superficie.

¿Pero que es el fracking?

El fracking es una técnicarevolucionaria en la extracción dehidrocarburos no convencionales,consiste en hacer la perforación derocas de esquisto a grandes profun-didades, en la cuales se inyectanagua a alta presión, juntos con pro-ductos químicos y arena, para posi-bilitar la extracción del gas y petró-leo de esquisto o shale and oil gasdel subsuelo, el cual a diferencia delhidrocarburo que se extrae de ma-nera regular, no ha migrado aún alas trampas petrolíferas, en dondese acumula a altas presiones las quese liberan cuando se realiza la perfo-ración.

Lo que está claro es que se ha desatado una guerra deproducción y con ello una guerra de precios.

3. Esquema representativo del método de perforación y extracción de gas y petróleo de esquisto.


cio del petróleo es la dedesincentivar el uso delfracking para obtenercombustible.

Cada país estábuscando la manera desalir mejor parado de todoesto que está ocurriendo,porque ahora tenemos unexceso de hidrocarburosdisponibles.

Los impactos del fracking

Evidentemente unos de losimpactos más notables que está te-niendo esta técnica de extracción dehidrocarburos no convencional es lareducción del precio del crudo, perotambién existe un inconvenienteimportante y que ha hecho que mu-chos países se muestren en contradel fracking. Estos son los costosambientales, muy importantes loque ha generado resistencia de eco-logistas de distintos países. Entreotros riesgos podemos destacar:

Riesgos durante la perfo-ración. Como es normal, en todo

tipo de perforaciones petrolíferasexiste un riesgo evidente durante laperforación, como pueden ser, ries-gos de explosión, escapes de gas yderrumbes de la formación de latubería.

Contaminación de acuí-feros. Los acuíferos sufren un ries-go importante. Las fracturas induci-das pueden alcanzar acuíferos sub-terráneos, contaminando el aguacon fluidos de la fracturación y conel propio gas de la formación que sepretende extraer.

Contaminación atmosfé-rica. Muchos de los aditivos utiliza-dos son volátiles pasando a la at-mosfera directamente, siendo mu-chos de ellos químicos potencial-mente cancerígenos. Además, el gasno convencional extraído está for-mado por metano en gran parte, gasde efecto invernadero. Como ejem-plo de esta contaminación del aireen zonas cercanas a pozos de fra-cking lo encontramos en Dish, Te-xas, en la que, tras un estudio, sedescubrió una cantidad de benceno(agente cancerígeno) muy superior alo permitido.

Estados Unidos, al tenergrandes reservas de esquisto, llevarealizando este método de extrac-ción no convencional y masivamen-te desde hace aproximadamenteunos diez años, lo que explica laprogresiva autonomía energéticaque está alcanzando. Desde el año2004, la producción ha crecido enun 56%, con miles de pozos perfo-rados con fracking, a pesar de susaltos costos de producción, llegan-do a producir cerca de 9,5 millonesde barriles diarios, por lo que sellega a la conclusión que el descu-brimiento de las reservas de esquis-to, especialmente en Estados Uni-dos ha permitido a la industria pro-ducir más y más, generando un im-pacto en la oferta del crudo. Otrode los objetivos de Arabia Sauditaen la política de reducción del pre-

No existe un censo total de pozos donde se haya practicado el fracking enNorteamérica ya que su legislación no obliga a que las compañías explotadoras de gas ypetróleo informen de los emplazamientos de sus actividades extractivas al gobierno.

4. Balsa de deposición de agua con aditivos y hidrocarburantes .

5. Vista aérea de la consecuencia paisajista que tiene la masiva explotación con fracking.


detallan técnicas reales de depura-ción y cantidad de fluido que pudie-ra ser retornado una vez depurado.

Fracking en Europa y Espa-ña

El éxito que el aparente-mente está teniendo el fracking enEE.UU. es difícilmente extrapolablea Europa. En EE.UU. han hechouna apuesta por esta industria hastael punto de dar fuertes subvencio-nes y rebajar leyes ambientales conel fin de permitir su desarrollo. Eu-ropa por su parte, posee directivas ylegislación ambiental mucho másestrictas, además de tener un terri-torio mucho más densamente po-blado y donde los propietarios delos terrenos no son dueños de losrecursos minerales que contienensus terrenos.

Por otro lado, en amboslados del atlántico, las posibles for-maciones rocosas susceptibles decontener shale gas son infinitamen-

te menores en Europa que enEE.UU. (existen explotaciones pun-tuales en reino unido y Polonia) porlo que una explotación masiva enEuropa como la que se lleva a caboen EE.UU. no parece técnicamenteviable. Además, países como Fran-cia o Bulgaria, están claramente encontra de esta técnica en sus territo-rios por los efectos negativos.

En España, hay unos 80permisos otorgados de explotaciónpara la búsqueda de shale gas, aun-que existe una importante moviliza-ción social en contra del fracking endonde diferentes provincias y co-munidades autónomas se muestranen contra de estas prácticas.

Ocurrencia de sismos. Seha constatado un aumento de lasismicidad en aquellos lugares don-de el fracking está presente. Espe-cial peligro tiene aquellos lugarescercanos a centrales hidroeléctricas,centrales nucleares, oleoductos, refi-nerías…

Ocupación del terreno.Suelen haber de 1 a 4 plataformaspor kilómetro cuadrado, y cada unade ellas ocupa una superficie deunas dos hectáreas, por lo tanto,esto supone un gran impacto paisa-jístico durante la explotación.

Problemas de sostenibili-dad del agua. Grandes cantidadesde agua se necesitan para la fractu-ración hidráulica (cientos miles demetros cúbicos) junto con aditivos.Estos vuelven a la superficie (entreun 15-80% de los mismos) dondeson evacuados en balsas, teniendoque ser depurados, si bien no se


www.politicaexterior.com

www.noticias24.com

www.radio.uchile.cl

www.partidoequo.es

4. Mapa de yacimientos de petróleo y gas de esquisto evaluados a fecha de mayo de 2013 . Ref:. www.elblogsalmon.com


INTRODUCCIÓN AL MECANIZADO PORULTRASONIDOS

La mayoría de los procesos tradicio-nales de maquinado quitan materialformando virutas, o lo hacen porabrasión. No obstante, existen nu-merosos casos en que estos proce-sos no son satisfactorios o simple-mente no son posibles por algunade las siguientes razones:

• El material tiene dureza o resisten-cia muy elevada, o es demasiadofrágil.• La pieza es demasiado flexible oresulta difícil sujetar las partes.• La forma de la pieza es compleja.• El acabado superficial y la toleran-cia dimensional son muy rigurosos.• El aumento de la temperatura ylos esfuerzos residuales en la piezano son deseables ni aceptables.

En el presente artículo nos centra-remos exclusivamente en uno de los

procesos de corte conocidos comono convencionales, debido a que suauge se está produciendo actual-mente y son menos conocidos perono por ello menos importantes. Ha-blamos del mecanizado por ultraso-nidos.

Entre los tipos de mecanizado noconvencionales cabe mencionar aparte del anterior, el mecanizadopor rayo láser, el mecanizado porchorro de agua, el mecanizado porchorro abrasivo, el mecanizado yrectificado electroquímico, la elec-troerosión, el mecanizado por hazde electrones y corte con arco deplasma.

El mecanizado es considerado poralgunos autores como una cienciacuyo interesante pasado no es muyantiguo. En su mayor parte se desa-rrolló de forma paralela a la revolu-ción industrial de los siglos XVIII yXIX para luego culminar en el sigloXX. Aunque puede decirse que estaperspectiva es apropiada desde elpunto de vista de la productividad,los conocimientos y habilidadesdesarrollados en este campo antesde la aparición de la industria de-ben tenerse en cuenta como la basesobre la que asienta el posteriordesarrollo industrial. El inmensointerés por la fabricación ha estimu-lado la búsqueda de la productivi-dad y nos ha conducido a la tecno-logía actual.

El mercado actual exige el lanza-miento de productos cada vez másnovedosos y competitivos, por loque se necesita realizar un esfuerzoañadido para fabricar productostecnológicos avanzados medianteprocesos de fabricación convencio-nales, lo que no siempre permiteobtener el resultado esperado.

Por otra parte, la introducción demateriales avanzados en sectorescomo la medicina, óptica, aeroespa-cial o automoción está suponiendoun obligado desarrollo de procesosde fabricación alternativos para darrespuesta a las nuevas necesidades.El coste considerablemente supe-rior de estas técnicas limita su usoexclusivamente a los casos en losque no se puedan emplear los méto-dos más tradicionales.

Jesús Rosado Robles. Ingeniero Técnico Industrial y Graduado en Ingeniería Mecánica.

Imagen 1. Máquina de mecanizado por ultrasonidosRef.: http://www.interempresas.net/


que una mezcla abrasiva fluye li-bremente entre la pieza y una he-rramienta vibrante.

El acabado superficial de mecani-zado por ultrasonidos depende dela dureza de la pieza ó de la herra-mienta y del diámetro medio delgrano abrasivo utilizado. De cerca,este proceso simplemente utiliza ladeformación plástica del metal dela herramienta y la fragilidad de lapieza de trabajo. Como la herra-mienta vibra, empuja hacia abajoen la mezcla abrasiva (que contie-ne muchos granos) hasta que elimpacto de los granos convierte ala pieza frágil. La pieza se divide,mientras que la herramienta seinclina muy levemente. El materialmás común utilizado en la herra-mienta es el níquel y aceros blan-dos.

Se diferencia de otros tipos deprocesos porque se produce muypoco calor. La herramienta nuncaentra en contacto con la pieza detrabajo y como resultado, la mo-lienda de presión es raramentemás de 1 kg. Este hecho hace que

esta operación sea perfecta para elmecanizado de materiales muyduros y frágiles, como pueden serel vidrio, el zafiro, el rubí, el dia-mante, la cerámica y piedras pre-ciosas.

Este proceso de corte no conven-cional consta de un transductor.En el extremo de este transductor,está la herramienta, que conoce-mos con el nombre de sonotrodo.La herramienta vibra con un rangoalto de frecuencias, impulsando agran velocidad las partículas deabrasivo. Éstas se encuentran ensuspensión en un líquido, que seSitúa en el espacio comprendidoentre el sonotrodo y la pieza detrabajo. Es importante mantenerconstante la separación entre piezay herramienta, por tanto, según seva eliminando material la herra-mienta avanza.

El creciente desarrollo de los ma-teriales avanzados con propieda-des superiores como alta dureza,gran resistencia mecánica al des-gaste, baja densidad y resistencia ala abrasión a altas temperaturas,

Explicación del proceso

El término ultrasonidos es debido aque la vibración similar a las ondassonoras se produce a una frecuenciapróxima a los 20kHz (vibra unas20.000 veces por segundo), frecuen-cia que está en el rango de los ultra-sonidos. Esta frecuencia es dema-siado elevada para ser percibida porel oído humano, que registra unmáximo de percepción de unos 16kHz. Se emplean regímenes de girode entre 1000 y 6000 rpm, y la vi-bración axial tiene muy poca ampli-tud (1-35µm).

En principio, las ondas ultrasóni-cas pueden propagarse dentro detodos los medios donde existenfrecuencias de materia. Es decir,donde existen átomos, moléculascapaces de vibrar, por lo que sepropaga a través de gases, líquidosy sólidos.

El mecanizado por ultrasonidos,también conocido como el impac-to de ultrasonidos en grano, con-siste en una máquina donde selleva a cabo una operación en la

Imagen 2. Ilustración mecanizado por ultrasonidosRef: http://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizado_ultras%C3%B3nico


El proceso de maquinado por ultra-sonidos rotatorio (Rotary UltrasonicMachining-RUM) es un avance tec-nológico del clásico mecanizado porultrasonidos (Ultrasonic Machining-USM). Se basa en la eliminación dematerial mediante la combinaciónde giro y vibración en direcciónaxial de una herramienta, general-mente de diamante que, a su vez, sealimenta con una corriente internade fluido de corte.

El equipo disponible que incluyeesta tecnología consta de los ele-mentos básicos de toda máquinaherramienta (control, cabezal, ejes,mesa, filtros…), pero además incor-pora un elemento característico deeste tipo de tecnologías, llamadotransductor. Dicho transductor,acoplado al cabezal, contiene unaserie de piezoeléctricos que trans-forman la energía eléctrica de altafrecuencia en vibración mecánica aesa misma frecuencia. Esta vibra-ción se transfiere desde el transduc-tor hasta la herramienta.

La vibración dela herramienta sepuede conseguirutilizando dosprincipios físi-cos:

1. El efecto pie-zoeléctrico:

al someter a unmaterial piezo-eléctrico a unadiferencia depotencial, co-mienza a vibrar ala misma fre-cuencia que latensión aplicada.

2. El efecto magnetoestrictivo:cuando un material magnetoestricti-vo se somete a un campo magnéti-co, el material se expande o se con-trae, produciendo vibración.

Equipos industriales utilizados

Los equipos industriales utilizadosen este tipo de mecanizado constande las siguientes partes:

• Fuente de alta frecuencia: existende baja y alta potencia.

Las de baja potencia (de 50 a 100W) se utilizan para pequeños meca-nizados de alta precisión. Su granventaja es que al tener poca poten-cia, no calientan mucho el transduc-tor y no precisa refrigeración para elcabezal.

Las de alta potencia (de 300 a 2000W) son las de uso más extendido ypolivalente. En éstas el osciladorforma un cuerpo aparte, debido a lagran potencia utilizada.

• Transductor: la forma más comúnde generar ultrasonidos consiste en

como es el caso de las cerámicastécnicas, ha introducido la necesi-dad de su procesado. Sin embargo,el alto coste de mecanizado, queoscila entre el 30-60% e incluso el90% del coste de producción, hafrenado claramente su expansióncomercial.

El tiempo de funcionamiento de lamáquina depende de:

• La frecuencia con la que la herra-mienta está vibrando.

• El tamaño de grano y la dureza(que debe ser igual o mayor que ladureza de la pieza).• La viscosidad del líquido de lamezcla.

Los materiales comunes de granosutilizados son de carburo de silicio ycarburo de boro, debido a su dure-za. Cuanto menos viscoso es el flui-do de la mezcla, más rápido se pue-de llevar a cabo la operación de me-canizado. Imagen 4. Centro de mecanizado por ultrasonidos DMS 35

Ref.: http://www.interempresas.net/

Imagen 3. Herramienta típica del proceso demecanizado por ultrasonidosRef.: http://www.interempresas.net/


que estos defectos se reproduzcanen la pieza.

• Material abrasivo: Se utilizan mez-clas compuestas por abrasivo y lí-quido, siendo la concentración másusual la del 50%. El líquido general-mente es agua. Los abrasivos másutilizados son: el diamante (obtienelos mecanizados más rápidos peroes muy caro), el carburo de boro, elcarburo de silicio y óxido de alumi-nio. El tamaño del grano influye enel rendimiento y en la calidad su-perficial. Un tamaño de grano pe-queño produce finos acabados su-perficiales y bajas velocidades demecanizado. Se suelen emplear ta-maños de 10 a 140 µm.

• Material de trabajo: Debido a lascaracterísticas de este mecanizado,sólo se utiliza para trabajar con ma-teriales duros y frágiles al mismotiempo, sean o no conductores de lacorriente eléctrica.

Sin embargo, aun siendo posible lamecanización de aceros y materialesde características similares, median-te este proceso, no resulta prácticoa efectos industriales por diferentesmotivos como por ejemplo el enca-

recimiento del producto final debi-do a la necesidad de trabajar conabrasivos de gran dureza y el largotiempo empleado en su mecaniza-do.

Los parámetros de funcionamientoa tener en cuenta son:

- Frecuencia y amplitud en la vibra-ción.

- Tamaño de las partículas de abra-sivo.

- Presión ejercida sobre la herra-mienta

- Distancia sonotrodo a pieza(generalmente el doble del tamañodel grano de abrasivo).

AplicacionesAlgunas aplicaciones más usualesson el grabado, marcado, cortado ymecanizado de diamantes y piedraspreciosas, practicar agujeros o cavi-dades en materiales no conducto-res… Todo ello aplicado a:

• Industria del automóvil: discos defreno, toberas de inyección, insertosde moldes de inyección… en mate-riales como nitruro de silicio, alumi-

nio, metal duro, acero templado…• Industria de los semiconductores:plaquitas, elementos de refrigera-ción… en materiales como silicio ocuarzo.• Industria óptica: lentes cóncavas yconvexas, espejos… en materialescomo zafiro, silicio y vidrios varios.• Industria médica: articulaciones,coronas dentales… en materiales

generación de oscilaciones eléctricasde la frecuencia requerida y su pos-terior conversión en oscilacionesmecánicas. Los transductores piezo-eléctricos tienen un elevado rendi-miento, por encima del 96% conpocas pérdidas en forma de calor yno precisan de refrigeración. Losmateriales magnetoestrictivos pre-sentan un rendimiento entre el 20 yel 35%. Hay pérdidas importantesen forma de calor, lo que exige dis-poner de un equipo de refrigera-ción, normalmente agua. Algunosejemplos de materiales magnetroes-trictivos pueden ser el hierro, el co-balto, el aluminio y el níquel.

• Portaherramientas: proporciona launión entre el transductor y la he-rramienta. También transmite laenergía acústica a la herramienta.Debe tener buenas propiedadesacústicas y de resistencia a la fatiga.Se suelen utilizar materiales como elcobre, el níquel, el titanio y el aceroinoxidable que presenta inferiorescaracterísticas pero es más barato.

• Herramienta: la geometría de laherramienta debe estar acorde conla forma de la pieza que queramosobtener. La punta de la herramientarecibe el nombre de sonotrodo. La

herramienta vibra con una amplitudmuy pequeña, del orden de 0,1 mmen dirección paralela a la del eje delavance. Con objeto de prolongar suvida, la herramienta debe fabricarsecon materiales dúctiles, como porejemplo aceros aleados, acerosinoxidables y bronce. La superficiede la herramienta debe tener unbuen acabado superficial para evitar

“Aunque es posible trabajar piezas de acero con ultrasonidos, no resulta práctico debido alos tiempos de mecanizado y a los abrasivos de gran dureza empleados”

Imagen 5. Gráfica propagación de una ondaRef.: http://www.rabfis15.uco.es/


Mediante maquinado por ultrasoni-dos se pueden mecanizar geome-trías que difícilmente podrían con-seguirse con otros procesos de fa-bricación como por ejemplo aguje-ros de Ø0.5 y 10 mm de profundi-dad en silicio, roscado interior enmetal duro calidad H6, etc.

Dado que los procesos abrasivoscomo el rectificado procesan estetipo de materiales, se deben subra-yar los avances que supone la tecno-logía de mecanización por ultrasoni-do:

Ventajas• Reducción de los esfuerzos decorte, de la carga térmica a la piezay con ello el desgaste de la herra-mienta debido al menor tiempo decontacto de cada grano abrasivocon el material de la pieza, inheren-te al movimiento ultrasónico.

• La superposición de movimientos,

rotación y giro, hace que se obten-gan mayores tasas de arranque queen el caso de los procesos conven-cionales como el rectificado (hasta 5veces mayores).

• Gran acabado superficial debido alas menores fuerzas del proceso,pudiéndose obtener superficies conrugosidades menores que Ra=0.2µm hasta suprimir el pulido.

• El movimiento ultrasónico juntocon el refrigerante interno y externohace que la herramienta experimen-te un proceso de autolimpieza, evi-tando así el fenómeno de embote-llamiento y facilitando el regeneradode la misma.

• El proceso produce una capa su-perficial de tensiones residuales de

compresión por lo que se aumentala vida a la fatiga.

• Se pueden tratar materiales durosy frágiles llevando a cabo pequeñasoperaciones de corte, desde 0.5 mmasí como diversas operaciones enuna sola máquina. Por ejemplo,taladrado y fresado: agujeros degran profundidad, contorneados,ranurados, planeados o superficiescomplejas.

Es necesario tomar algunas consi-deraciones al diseñar una pieza poreste tipo de mecanizado:

Inconvenientes• Evitar perfiles agudos y radiospequeños.

• Al practicar orificios se producealgo de conicidad.

• Al mecanizar agujeros pasantes,para evitar defectos en la superficiede salida, soportar ésta con una pla-

ca de respaldo.

Con todo ello, hay que concluir re-marcando que el mecanizado porultrasonidos aparece como unaclara solución para el procesadoóptimo de materiales avanzadoscomo cerámicas, metales endureci-dos, vidrios, etc.

ExperimentoEl ensayo realizado consiste en unaoperación de fresado. La herra-mienta es de diamante aglomeradoy el material utilizado alúmina(Al2O3), con una pureza del 99.9%.

El ensayo se llevó a cabo modifi-cando diversos parámetros de cortey midiendo las fuerzas de corte y

• Varios: guías antidesgaste, boqui-llas de soldadura, aisladores térmi-cos… También en materiales cerá-micos.

Todas estas aplicaciones tienen unelemento en común: las superiorespropiedades de alta dureza, resisten-cia mecánica al desgaste, baja densi-dad, resistencia a la abrasión a altastemperatura, capacidades ópticas...

“En el ensayo realizado se aprecia una reducción de las fuerzas de corte debido a la acciónde la vibración producida por los ultrasonidos”

Imagen 6. Mecanizado de vidrioRef.: http://www.interempresas.net/

Imagen 7. Ejemplo de mecanizado de alúmina yroscado en vidrio ópticoRef.: http://www.interempresas.net/


una mejor fractura del material bajoel efecto de la vibración ultrasónica.

Como podemos ver en la imagen11, el análisis de los resultados indi-ca que el factor más importante enla reducción de la rugosidad es lapropia vibración ultrasónica, porencima de cualquiera de los paráme-tros de corte.

Como conclusiones se puedenestablecer las siguientes ventajas ybeneficios de la tecnología del me-canizado por ultrasonidos:

• Se produce una clara reducción delas fuerzas de corte debido a la vi-bración ultrasónica para las opera-ciones de fresado. Esta reducciónde esfuerzos de corte evita la crea-ción de defectos en los bordes delos componentes durante el mecani-zado.

• Se observa una mejora de la rugo-sidad de hasta el 20%. Este resulta-do confirma los beneficios de estatecnología y su aplicabilidad a meca-nizados de acabado.

y rugosidad, manteniendo las con-diciones de vibración constantesd u r a n t e l o s m i s m o s .Las variables de entrada son la velo-cidad de corte, el avance y la pro-fundidad de corte axial y radial. Lasvariables de salida son las tres com-ponentes de las fuerzas de corte y larugosidad.

Los resultados del ensayo indicanuna clara reducción tanto de lasfuerzas de corte como de la rugo-sidad obtenida en el proceso convibración frente al proceso sin vi-bración ultrasónica. Los intervalosde reducción obtenidos son:

La reducción de las fuerzas de cortese produce debido a la acción de lavibración ultrasónica y está tambiénasociado al hecho de que las virutasgeneradas son menores debido a


-Tecnología de las máquinas herramientas.Autor: Steve F. Krar /AlbertF. CheckEditorial: Marcorbo Boixareu Editores, Quinta edición.

-Ampliación de tecnología mecánica.Autor: Manuel Gavilán Bruzo y Merino BermejoEditorial: Publicaciones EUITI.

- http://en.wikipedia.org/wiki/Ultrasonic_machining

- http://www.interempresas.net

- http://comunidadindustrial.com

Imagen 10. Condiciones de corte en los ensayosexperimentales de fresadoRef.: http://www.interempresas.net/

Imagen 11. Promedio de fuerzas de corte con y sin ultrasonidosRef.: http://www.interempresas.net/

Imagen 8. Máquina de mecanizado por ultrasoni-dos donde se llevará a cabo el ensayoRef.: http://www.interempresas.net/

Imagen 9. Condiciones de corte en los ensayosexperimentales de fresadoRef.: http://www.interempresas.net/


PLAN DE MOVILIDAD URBANA SOSTENIBLE.MEDIDAS. PROPUESTAS PARA UNA MOVILIDADSOSTENIBLE.

que se irán implantando progresi-vamente, así como las medidas deevaluación de resultados. En base aestos resultados obtenidos se verifi-cará el cumplimiento de los objeti-vos buscados o en caso contrario seprocederá al diseño y aplicación demedidas que los corrijan y solucio-nen.

Características principales de losPMUS:- Actúan a nivel local o metropoli-tano.

- Garantizan la accesibilidad y lasnecesidades de movilidad de losmunicipios.

- Cubren todos los modos de trans-porte, personas y mercancías.

-Están ligados a los planes y estrate-gias locales, regionales y nacionales.

- Deben reducir los impactos nega-tivos del transporte;.

- Tratan de resolver los crecientesvolúmenes de tráfico y congestión.

- Pretenden cambiar la distribuciónmodal a favor de modos más lim-pios y eficientes.

- Plantear la planificación urbanísti-ca teniendo en cuenta criterios deaccesibilidad y de la movilidad gene-rada por los distintos centros yáreas de actividad.

2. PROPUESTAS PARA UNAMOVILIDAD SOSTENIBLE.

2.1 Medidas de control y ordena-ción del tráfico..- Templado del tráfico: El templa-do del tráfico es una medida enca-minada a reducir la intensidad y ve-locidad de los vehículos que circu-lan por una zona para conseguir unautilización peatonal confortable ysegura del espacio público. Tienepor objeto la mejora de la calidad devida en áreas residenciales, y com-prende actuaciones tales como cam-bios de alineación, badenes, eleva-ciones de la calzada, obstáculos queimpidan determinados movimientoso cambios de material y de color enla pavimentación.

- Zona 30: Zona 30 es el conjuntode calles en las que se establece untemplado de tráfico, imponiendolimitación de velocidad a 30km/h,muchas veces reforzado medianteactuaciones sobre la calzada(badenes y estrechamientos de cal-zada). Se puede situar en zonas co-mercial, residenciales, escolareso en zonas que rodean el carril bici.

1. DEFINICIÓN.Un Plan de Movilidad Urbana Sos-tenible (PMUS) es un conjunto deactuaciones que tiene como objeti-vo principal la implantación de me-didas correctoras tanto en urbaniza-ción y ordenación del tráfico, comoen las formas de desplazamientomás sostenibles. Es decir, de modosde transporte que hagan compati-bles el crecimiento económico, lacohesión social y la defensa delmedio ambiente garantizando unamayor calidad de vida para los ciu-dadanos. Además buscando conello un equilibrio entre las necesida-des individuales, las colectivas y elfuncionamiento sistémico de la ciu-dad.

La puesta en marcha de PMUS enEspaña es bastante reciente y aun-que se enmarca dentro de un mar-co estratégico bien definido (PEIT,Estrategia de Ahorro y EficienciaEnergética E4 y sus sucesivos Pla-nes de Acción 2005/2007 y2008/2012), no hay un documentonormativo como tal que prevea suimplantación.

La elaboración de un PMUS requie-re la preparación tanto de una estra-tegia de participación y conciencia-ción social, como de otra de infor-mación y educación por parte de lasautoridades locales donde sea im-plantado. A si mismo se requerirádel análisis de la situación previa asu implantación y de las propuestas

CARLOS SOTODOSOS MARTINSANZ. INGENIERO TÉCNICO OBRAS PÚBLICAS.

Imagen 1. Señalización de Zona3 en el pavimento,Barcelona. Fuente: www.montcada.cat


5.2 Medidas de gestión y limita-ción del aparcamiento para elvehículo privado.- Aparcamiento disuasorio P+R:Es un tipo de aparcamiento cuyafunción es facilitar la conexión au-tomóvil-transporte público, siendouna pieza clave para articular la ciu-dad dispersa a la red de transportepúblico. Con este tipo de medidasse busca favorecer la intermodali-dad, evitando la entrada del vehícu-lo privado en el interior de la ciu-dad. Por ello, se suelen localizarzonas de la periferia de las áreasurbanas.

- Nuevas regulaciones de losaparcamientos públicos y priva-dos: Este tipo de medidas pueden irencaminadas a la regulación del es-tacionamiento en viario, como elcaso de la zona azul o de los aparca-mientos reservados para residentes,o también a la regulación de aparca-mientos públicos externos a la redviaria (afectando al número de pla-zas y al régimen de tarifas). Estetipo de medidas serían competenciadel propio Ayuntamiento.

5.3 Medidas de potenciación deltransporte colectivo.

- Intercambiadores: Los intercam-biadores son nodos del sistema detransporte público. En ellos hay unagran accesibilidad, lo que les con-vierte en puntos estratégicos de lared de transportes. Estos polos sepueden convertir en centros de acti-vidad comercial y social, por lo quesu interés va más allá de los aspec-tos estrictamente ligados al trans-porte.

- Aplicación nuevas tecnologías.SIV y SAE: El "Sistema de infor-mación al viajero" (SIV) permiteconocer cuándo llegará a la paradael próximo autobús. Se trata de pa-neles informativos dispuestos en lasparadas que proporcionan informa-ción en tiempo real sobre el tiempode espera de los autobuses que pa-san por la misma. Este tipo de dis-positivos exige que el operador dis-ponga de un "Sistema de ayuda a laexplotación" (SAE).

- Carriles bus y carriles paravehículos de alta ocupación(VAO): La reserva de espacio ex-clusivo, tanto para autobuses comopara vehículos de alta ocupación,tiene un doble efecto positivo: porun lado, mejora considerablementelos tiempos de viaje del transportepúblico, haciendo de él un modomás competitivo, pero además tieneun efecto psicológico sobre el usua

- Zona de retención de motos: Lacreación de una línea de detenciónadelantada tiene el objetivo de per-mitir a las motos, que presentan unamayor agilidad frente al resto deusuarios, posicionarse en un puntode partida en la regulación semafó-rica que les garantiza el inicio de lamarcha sin interferir con el resto deautomóviles. Esta medida de orde-nación del tráfico esta cada vez máspresentes en cualquier ciudad.

- Regulación de interseccionescon prioridad para autobuses ytranvías: Con esta medida se redu-ce el tiempo de viaje en transportepúblico, convirtiéndose así en unmodo más competitivo frente alvehículo privado. Es especialmenteinteresante la prioridad semafóricapara autobuses y tranvías en inter-secciones de forma que los semáfo-ros se vayan abriendo al paso de losautobuses para minimizar el tiempode viaje en este medio.

- Circunvalaciones: A la hora deabordar los problemas de conges-tión en las vías urbanas se debenpriorizar las actuaciones encamina-das a realizar una utilización máseficiente de las infraestructuras exis-tentes, frente a las actuaciones basa-das en el aumento de la capacidad yla construcción de nuevas vías.

Imagen 2. Zona de retención de motos en el Paseodel Prado, Madrid. Fuente: www.espormadrid.es

Imagen 3. Aparcamiento disuasorio P+R de Ciu-dad Universitaria, Madrid.Fuente: www.espormadrid.es

Imagen 4. Intercambiador Metro-Autobús en elbarrio de Moratalaz, Madrid.Fuente: www.informativomoratalaz.com


rios, como la falta de conexión en-tre diferentes áreas, tramos incon-fortables, accesibilidad deficiente ofalta de seguridad.

Hay que poner especial énfasis eneste tipo de medidas ya que, tradi-cionalmente, los peatones han veni-do siendo los grandes olvidadosdentro del sistema de movilidad,puesto que sus necesidades no soncompetencia de ninguna concejalíade forma específica en el seno delAyuntamiento.

- Red de itinerarios ciclistas: Es-trictamente, la circulación de bici-cletas no precisa de infraestructurasespecíficas , ya que pueden desarro-llarse en la calzada junto con el trá-fico rodado. Sin embargo, el au-mento creciente de tráfico automó-vil hace hoy en día difícil de integraral ciclista en la calzada por el altoriesgo que supone.

Por ello, con el objetivo de promo-ver el uso de la bicicleta de formamás segura, se puede promocionarla creación de una red adecuada-mente articulada de carriles exclusi-vos para las bicicletas (carril bici,pista bici o acera bici). De esta for-ma, se proporciona mayor seguri-dad al ciclista que cuando compartecalzada con los automóviles.

Las intersecciones son puntos críti-cos desde el punto de vista de laseguridad para los ciclistas. Tanto sise trata de simples intersecciones encalzada como de intersecciones decarril bici con calzada, es importan-te disponer soluciones que contri-buyan a aumentar la seguridad delos ciclistas en estos puntos.

- Alquiler o préstamo de bicicle-tas: El municipio puede disponerde una flota de bicicletas, eléctricaso no, con vistas a fomentar su usotanto entre los ciudadanos comopor los turistas, ya sea mediante elpréstamo o el alquiler de las mis-mas. Se trata de un elemento alter-nativo de transporte limpio quecontribuye a un modelo de movili-dad más sostenible y al fomento dehábitos de transporte más equilibra-dos y saludables.

rio del vehículo privado, que al verdesde el atasco la fluidez del sistemade transporte público se encuentracon una mayor disposición a cam-biar de modo de transporte.

- Sistemas tarifarios integrados:Un sistema tarifario integrado supo-ne la unificación de títulos de viaje ytarifas en transporte público sindistinción de empresas sobre unadeterminada área, generalmente unárea metropolitana de transportes.Ello implica una coordinación delos servicios para facilitar los trans-bordos entre las distintas empresas,generalmente llevada a cabo por unConsorcio de Transportes con com-petencias en el área de integraciónde tarifas.

5.4 Medidas de recuperación dela calidad urbana y ciudadana.- Mejora de la red de itinerariospeatonales principales: Los itine-rarios principales están constituidospor aceras, plazas y áreas totalmentepeatonalizadas, áreas con distintossistemas de coexistencia peatón-vehículo y bulevares o andenes cen-trales de paseos de cierta anchura.

Esta medida consiste en tratar desubsanar los principales problemasque suelen afectar a estos itinera-

Imagen 5. Carril Bus-VAO de la C-58, Barcelona.Fuente: www.lavanguardia.com

Imagen 6. Itinerario peatonal en la Calle Arenal,Madrid. Fuente: www.operahousingmadrid.com

Imagen 7. Carril bici en la Calle de Alcalá, Madrid.Fuente: www.reciclabicis.blogspot.com

Imagen 8. Sistema de alquiler de bicicletas BiciMadjunto al Museo del Prado, Madrid.Fuente: www.madridsensations.com


- Carriles reversibles: Otra estrate-gia para favorecer la circulación ensituaciones de tráfico intenso enuna sola dirección (horas punta,operación retorno...) es la habilita-ción de "carriles especiales", comolos carriles reversibles, que puedenser utilizados en un sentido u otroen función del tráfico, los carrilesadicionales o incluso el uso de arce-nes como carril de circulación.

5.6 Medidas para mejorar la mo-vilidad a personas de movilidadreducida.- Accesibilidad para la movilidaden el viario: Esta medida contem-pla actuaciones para adecuar las ace-ras, pasarelas, pasos de peatones,zonas de pendiente elevado al trán-sito de personas de movilidad redu-cida. Ello implica actuaciones delorden de rebajar las aceras en lospasos de peatones, preservar unancho mínimo de las aceras y pasa-relas, o poner escaleras mecánicas.

- Adecuación de paradas yvehículos de transporte público:Con esta medida se pretende dispo-ner de una flota y de unas infraes-tructuras de transporte público quese adecuen a las necesidades de laspersonas de movilidad reducida.Entre este tipo de medidas se cuen-tan, por ejemplo, disponer de as-

censores para acceder a los andenesen todas las estaciones de metro ohabilitar una flota de autobuses deplataforma baja.

5.7 Medidas para la mejora de lamovilidad de mercancías.- Control de la circulación devehículos pesados: La restricciónde circulación a pesados consiste enimpedir la circulación de pesados (apartir de un determinado peso otamaño) dentro del área urbana,estableciendo un límite a partir delcual no pueden circular y, por lotanto, a partir del cual su carga hade ser fraccionada en vehículos demenor gálibo para ser distribuida enciudad.

- Aparcamiento de bicicletas:Posibilidad de aparcar la bicicleta deuso exclusivamente privado en cual-quier sitio de la ciudad. Suelen si-tuarse en zonas con conexión aotros medios de transporte, comointercambiadores o estaciones demetro o Cercanías, centro de ense-ña, museos, polideportivos o cual-quier otra zona de interés general.

5.5 Medidas específicas de ges-tión de movilidad.- Peaje urbano (Congestion char-ging zone): El peaje urbano es elpago que se efectúa por acceder alcentro de la ciudad en vehículo pri-vado. Esta medida puede venir im-puesta por una necesidad de preser-var el medio ambiente urbano, opor la necesidad de reducir la con-gestión en la zona centro, como enel caso del peaje de Londres o enEstocolmo.

Imagen 8. Aparcamiento de bicicletas de uso priva-do en la Calle Claudio Moyano, Madrid.Fuente: www.elpais.com

Imagen 9. Zona de peaje urbano “Congestioncharging zone”, Londres.Fuente: www.ibabuzz.com

Imagen 10. Escaleras mecánicas para contrarrestarel desnivel y facilitar el tráfico peatonal, Toledo.Fuente: www.unturistaentreturistas.blogspot.com

Imagen 11. Autobús de la EMT de Madrid con larampa de accesibilidad para minusválidos.Fuente: www.nexotur.com

Imagen 12. Limitación de circulación de vehículoscon un gálibo superior a 3,5 metros, Benidorm.Fuente: www.diariolainformacion.com


dicha infraestructura. Con ello seproduce una fragmentación del teji-do urbano y reduce la movilidad delos peatones. Esta fragmentación sesoluciona parcialmente mediantepasarelas o pasos subterráneos.

- Peatonalización: La peatonaliza-ción es una medida ya muy aplicadaa los centros históricos de las ciuda-des para preservarlos del deterioroque en ellos causa el paso del tráficorodado. Esta medida es ampliable aotras zonas, con el fin de recuperar-las para el peatón y para la actividadcomercial y de ocio.

- Modelos urbanos orientados altransporte público en el planea-miento urbanístico: Los objetivosde esta medida son reservar, desdelas primeras fases de la planifica-ción, un espacio para el transportepúblico y promover densidades quele permitan ser competitivo con elvehículo privado.

Dentro de este tipo de medidas en-traría también la posibilidad de quelas juntas de compensación finan-cien total o parcialmente las infraes-tructuras necesarias para la nuevared de transporte público necesaria,de la misma manera que financian ladistribución y acometidas del restode servicios urbanos.

5.9 Medidas para mejorar la cali-dad ambiental y el ahorro.- Desarrollo de la red de sumi-nistro de energías y combusti-bles alternativos: Las acciones iránespecialmente dirigidas a la renova-ción y mejora de la infraestructuraexistente de recarga de vehículoseléctricos en la vía pública, mejorade la infraestructura de recarga enaparcamientos y el fomento de ladistribución y suministro de gasvehicular, Gas Natural Comprimido(GNC) y Gas Licuado del Petróleo(GLP), sin olvidar el análisis para elfuturo desarrollo de otras opcionescon mayores perspectivas de futurocomo el hidrógeno.

- Nueva fiscalidad sobre los au-tomóviles o los carburantes: Me-diante incentivos fiscales se puedenpromocionar determinados tipos devehículos o de carburantes. Conello se pretende promocionar e in-centivar al conductor de las nuevasformas de propulsión alternativasque proporcionan los avances tec-nológicos, desde el coche híbridohasta los biocarburantes, frente alos medios de propulsión tradicio-nales.

- Limitación de horarios: Otramedida interesante a tener en cuen-ta para el control de la carga y des-carga en ciudades es la limitación delos horarios en que se puede reali-zar. Gran parte de las operacionesde carga y descarga coinciden con lahora punta de tráfico de la mañana,empeorando sensiblemente las con-diciones de tráfico y entorpeciendoa menudo el paso de los autobuses,precisamente en la franja horaria enla que pasan con mayor frecuencia.Estableciendo un horario para lacarga y descarga que no se solapecon las horas punta de tráfico sepuede reducir.

5.8 Medidas para la integraciónde la movilidad en las políticasurbanísticas.- Pasarelas o pasos subterráneos:Las grandes infraestructuras viariastales como el ferrocarriles, las auto-vías urbanas o las variantes de cir-cunvalación entre muchas otras,ocupan una zona que genera el de-nominado "espacio barrera". Esdecir, provoca una interrupción enla movilidad en sentido transversal a

Imagen 13. Pasarela peatonal que evita el “efectobarreda” causado por la línea de Cercanías, Madrid.Fuente: www.arroyoculebro.com

Imagen 14. “Metrolinera” de energía eléctricaobtenida a partir del frenado de los trenes delMetro de Madrid. Fuente: www.agencisinc.comImagen 12. Señal de de carga y descarga con limita-

ción horario y de uso, Madrid.Fuente: www.www.espormadrid.es


- Separación de flujos: Un modode mejorar la seguridad es diseñarun espacio para cada modo detransporte separando, en la manerade lo posible, los diferentes modosde transporte. La segregación de losflujos evitando que se mezclen es laforma más drástica de prevenircualquier accidente pero, sin lugar adudas, muy efectivo a la hora deprevenirlos.

Para ello hay que prestar muchaatención al diseño de las seccionesde viario, reservando un espacioadecuado para cada flujo. Es espe-cialmente recomendable separar lasbicicletas del tráfico rodado dada ladesigualdad de condiciones (en ve-locidad y vulnerabilidad) de estemodo frente a los vehículos quecirculan por la calzada.

- Transporte público y flotas mu-nicipales: Esta medida va orientadasobre todo a la mejora de la flotasmunicipales de autobuses mediantela incorporación de autobuses híbri-dos. El autobús híbrido eléctrico esaquél que combina un motor depropulsión convencional (motor decombustión interna) con un motoreléctrico, normalmente se utiliza unsistema de propulsión diésel-eléctrico.

Estos modos alternativos de pro-pulsión permiten reducciones delconsumo de carburantes de hastaun 75% y por lo tanto con ello sereduce su cuota de emisiones conta-minantes. La adopción de este tipode tecnologías por parte de las flo-tas municipales y de transporte pú-blico es una medida interesante yque actualmente esta tomando unaposición prioritaria de actuación.

5.10 Medidas para mejorar la se-guridad.- Mejora de la señalización: Unacorrecta señalización vial, tanto ho-rizontal como vertical, facilita lafluidez del tráfico y evita distraccio-nes del conductor. Las señales via-les suelen ser complementarias ynunca contradictorias y han de res-ponder a un conjunto de principiosbásicos. Visibilidad, legibilidad, ho-mogeneidad y simplicidad.


Textos:- Criterios de movilidad en zonasurbanas. Fundación RACC.- Ideas y buenas prácticas parala movi l idad sostenible.Ecologistas en acción.- Movilidad Urbana Sosteniblesde Obra Social Caja Madrid.Caja Madrid.- PMUS: Guía práctica para laelaboración e implantación delPMUS. IDAE.- Borrador 15/01/2009 de laEst ra teg ia Española deMovilidad Sostenible. Ministeriode Medio Ambiente.- Libro Verde. Hacia una nuevacultura de la movilidad urbana.Comisión de las ComunidadesEuropeas.- Plan de movilidad urbana de laciudad de Madrid. Junio 2014.

Imágenes:www.montcada.catwww.espormadrid.eswww.informativomoratalaz.comwww.lavanguardia.comwww.operahousingmadrid.comwww.reciclabicis.blogspot.comwww.madridsensations.comwww.elpais.comwww.ibabuzz.comwww.unturistaentreturistas.blogspot.comwww.nexotur.comwww.diariolainformacion.comwww.arroyoculebro.comwww.lamaneta.org

Imagen 17.. Separación de flujos (Bus-Tráficonormal) mediante aletas de tiburón, Madrid.Fuente: www.lamaneta.org

Imagen 16.. Separacióde flujos (Tranvía-Tráficonormal) mediante bolardos, Andalucía.Fuente: www.lamaneta.org

Imagen 15. “Metrolinera” de energía eléctricaobtenida a partir del frenado de los trenes delMetro de Madrid. Fuente: www.agencisinc.com


Compatibilidad Electromagnética

Se define la compatibilidad electromagnética (EMC)como la habilidad de un dispositivo, equipo o sistemade funcionar satisfactoriamente en un entorno EM(electromagnético) sin introducir perturbaciones elec-tromagnéticas no tolerables en ninguna otra parte de suentorno. Esta definición de EMC implica dos aspectosbien diferenciados: funcionar satisfactoriamente, es de-cir, el equipo es tolerante con otros equipos, el equipono es susceptible a señales electromagnéticas que otrosequipos ponen en el ambiente y no producir perturba-ciones electromagnéticas intolerables, es decir la emi-sión de señales electromagnéticas por el propio equipono origina problemas de interferencia electromagnética(EMI) en otros equipos.

Una perturbación se define como cualquier fenómenoelectromagnético que puede degradar el funcionamientode un equipo o de un sistema o afectar de forma perni-ciosa a la materia viviente o inerte. Está definición esmuy amplia y conviene particularizarla para cada situa-ción. La imagen 2 muestra la relación entre los elemen-tos básicos y los distintos términos empleados en unproblema de EMC.

IntroducciónEl espectacular incremento que ha experimentado en

los últimos años el uso de equipos eléctricos y electróni-cos, ha hecho que también haya aumentado la posibili-dad de que unos equipos puedan interferir con otrosdebido a sus propiedades electromagnéticas.

Actualmente, los productos electrónicos requieren sa-tisfacer una serie de estándares y regulaciones gestiona-das por agencias gubernamentales y privadas desde queentrara en vigor la ley por la que se regula la compatibi-lidad electromagnética de los equipos eléctricos y elec-trónicos. Estas regulaciones cubren la EMC(Electromagnetic Compatibility) y otros requerimientosesenciales en la seguridad del producto. Tanta impor-tancia ha cobrado la compatibilidad electromagnética,que es más efectivo, en coste, el usar técnicas de EMCdurante el inicio del diseño del producto, antes que in-tentar medidas de contención en fases más avanzadasdel diseño.

A lo largo de este trabajo se aborda la importancia dela compatibilidad electromagnética en el diseño de cual-quier dispositivo electrónico y las diferentes radiacioneselectromagnéticas que se pueden presentar, así como losequipos de medida que pueden ser empleados para me-dirlas en una fase inicial del desarrollo.

INTERFERENCIAS ELECTROMAGNÉTICAS ENEQUIPOS ELECTRÓNICOS

FERNANDO ABAD BARRAL. INGENIERO EN ELECTRÓNICA

Imagen 2. Términos y elementos de un problema de compatibilidad electromag-nética.

Fuente: Compatibilidad Electromagnética. Instrumentación y entornos de medi-da. Universidad de Alcalá de Henares.

Imagen 1. Fuentes externas de radiación electromagnética.Fuente: Introducción a la Compatibilidad Electromagnética. Lluis Ferrer.


Sin embargo, si se tiene en cuenta el problema deEMC desde el principio, normalmente el tiempo que seinvierte en el desarrollo del nuevo equipo es menor queel que llevaría modificar un equipo ya existente. La ne-cesidad de estudiar, comprender e incorporar los reque-rimientos de EMC en el diseño y funcionamiento de lossistemas y equipos ha dado lugar a toda una especializa-ción: la compatibilidad electromagnética.

Interferencias Electromagnéticas

Prácticamente todos los equipos con sus interconexio-nes (cables y conectores) están afectados por el proble-ma de EMC. En general, el rango de frecuencias en elque hay que considerar fenómenos electromagnéticos esmucho más ancho que la banda de frecuencia de interéso de funcionamiento del equipo en cuestión. Así porejemplo, un amplificador para Hi-Fi tiene una respuestatípica en frecuencia de 20 Hz a 20 kHz. Sin embargo, sien su diseño no se han tenido en cuenta problemas deEMC, este amplificador puede ser susceptible a interfe-rencias por radiaciones externas o transitorios produci-dos por motores, interruptores, etc., instalados en sumisma red de alimentación, dando lugar a zumbidos yruidos molestos en los altavoces.

Los problemas de interferencia electromagnética(EMI) son muy variados. Así por ejemplo, el ruido eléc-trico generado por el sistema de encendido de un auto-móvil produce interferencias en la radio, un robot pue-de ejecutar alguna acción fuera de control como conse-cuencia de la interferencia de un pulso o, lo que es másgrave, una interferencia puede perturbar los sistemas denavegación y control de un avión o activar el sistema deignición de un misil.

La solución de un problema de EMC no es fácil y pue-de tener distintas alternativas. En ocasiones el problema

Los voltajes y corrientes que circulan en un sistemaproducen campos electromagnéticos que abarcan yafectan a otros equipos. Estos campos ejercen fuerzassobre los electrones de conducción induciendo en losotros equipos voltajes y corrientes no deseadas, es decirinterferencias. Un ejemplo muy común es el de una pla-ca de circuito impreso PCB (printed circuit board) inmersaen un campo magnético variable con el tiempo. En elcircuito cerrado impreso se induce una corriente quesegún la ley de Lenz tenderá a compensar las variacio-nes de flujo magnético ligado al circuito. Esta corrienteinducida y no deseada producirá ruidos e interferencias,perturbando el funcionamiento correcto del circuitoelectrónico. Las corrientes y voltajes también puedenaparecer en los equipos no sólo por radiación de campoelectromagnético sino también por conexión directaentre ellos, es decir por inducción. A la transferencia deenergía electromagnética entre dos equipos se le deno-mina interferencia electromagnética EMI (electromagneticinterference).

En mayo de 1989 la Comunidad Europea aprobó ladirectiva 89/336/EEC sobre compatibilidad electro-magnética (EMC), esto es, la directiva para la operaciónsimultánea y compatible electromagnéticamente de dis-tintos equipos. Esta directiva es de obligado cumpli-miento a partir del 1 de enero de 1996 para todos losequipos eléctricos y electrónicos comercializados encualquiera de los países pertenecientes a la ComunidadEuropea. Esta directiva especifica dos requisitos esen-ciales: que el dispositivo o sistema no puede interferircon el funcionamiento de equipos de radio o telecomu-nicación y que el propio sistema debe ser inmune a per-turbaciones electromagnéticas procedentes de otrasfuentes tales como transmisores de RF y otros equipos(límite de inmunidad). Cumplir esta directiva implicaunas mayores exigencias en el diseño, lo que a su vezobliga a invertir mayor tiempo en el desarrollo de losproductos con el consiguiente aumento de coste.

Imagen 3. Sonda de RF para captar emisiones en una PCB.Fuente: Inceleris: Tecnología para investigación y desarrollo.

Imagen 4. Etapas de diseño de un dispositivo electrónico.Fuente: Departamento electrónica (UAH).


dad, con el fin de obtener una aproximación del com-portamiento EMI de los equipos bajo prueba, a un cos-te mucho menor que la prueba completa de compatibili-dad. Las denominadas pruebas previas de compatibili-dad, se centran en las señales de corriente alterna gene-radas por el equipo bajo prueba. Las pruebas se llevan acabo en un rango de frecuencias que depende del tipode regulación que deba pasar el producto.

Tipos de Medidas de EMI

En este apartado se analizan dos de las principalespruebas a las que se somete todo equipo eléctrico oelectrónico: las pruebas de emisiones conducidas y ra-diadas.

Casi todos los dispositivos electrónicos emiten algúntipo de perturbación electromagnética. Estas emisionespueden ser transmitidas como radiación electromagnéti-ca o conducida por cables, como puede ser los de ali-mentación. Al mismo tiempo, la mayoría de los dispo-sitivos electrónicos son susceptibles a emisiones genera-das internamente o por otro dispositivo.

Una interferencia electromagnética (EMI) se definecomo la emisión de energía electromagnética que degra-da o perjudica la calidad de una señal o el funciona-miento de un sistema. Hay que remarcar que solo sehabla de interferencia siempre y cuando se provoque unmal funcionamiento en el receptor, por lo que el apara-to que se comporte como fuente no debe emitir interfe-rencias que afecten a otros equipos de su entrono. Estasinterferencias deben ser minimizadas cumpliendo con lanormativa, que marca los máximos niveles de interfe-rencia permitidos.

Existen dos tipos de fuentes de interferencias electro-magnéticas, las que se pueden considerar como fuentesde EMI naturales y fuentes de EMI que aparecen debi-

se puede resolver eliminando la fuente de interferencia,pero cuando esto no es posible se puede intentar identi-ficar el camino de acoplo y eliminarlo o minimizarlomediante apantallamientos, filtros o modificando el ca-bleado del equipo o sistema.

Por todo ello, las compañías han introducido nuevosprocesos en la fabricación de equipos electrónicos, en-tre los que es necesaria la realización de pruebas deEMC, para cumplir unos requisitos que garanticen quesus productos son aptos para poder ser vendidos. Elesperar hasta el final del desarrollo para descubrir si elproducto cumple o no los requisitos de EMC puedesalir muy caro, por lo que los desarrolladores de los pro-ductos ponen especial interés en el comportamientoelectromagnético de un nuevo producto, siendo usualque los fabricantes utilicen sistemas de medida EMIpara llevar a cabo pruebas de emisiones conducidas oradiadas de forma controlada antes de enviar los pro-ductos para ser aprobados y conseguir el certificado decompatibilidad.

Por lo general, las pruebas de compatibilidad comple-tas requieren del uso de un receptor que cumpla los re-querimientos del CISPR (Comité Internacional Especialde Perturbaciones Radioeléctricas), un área abierta habi-litada para las pruebas, una torre con antena y un dispo-sitivo para maximizar las señales desde el equipo bajoprueba. Estas pruebas son muy precisas pero muy caras.Por ello, se realizan las pruebas previas de compatibili-

Imagen 7. Clasificación de las interferencias electromagnéticas.Fuente: Interferencias electromagnéticas en sistemas electrónicos, Joseph Balce-

lls. Ed. Marcombo.

Imagen 6. Elementos necesario en unas pruebas de compatibilidad electromag-nética.

Fuente: Interferencias electromagnéticas en sistemas electrónicos, Joseph Balce-

Imagen 5. El cable coaxial ofrece protección a las señales frente a interferenciaselectromagnéticas.

Fuente: Parásitos y perturbaciones en Electrónica, Alain Charoy. Ed. Paraninfo.


y el tierra del sistema.

Las interferencias en modo diferencial principalmenteson debidas a bucles de corriente que presentan grandesvariaciones temporales de la corriente.

Las interferencias en modo común se propagan princi-palmente por acoplamientos capacitivos, por lo cual lospuntos de interés son aquellos en los que se presentengrandes variaciones temporales de tensión.

Para realizar una medida de emisiones conducidas esnecesario utilizar un receptor EMI o analizador de es-pectros con el que poder medir las emisiones, una LISN(red de estabilización de impedancias), un transforma-dor de aislamiento, cables específicos para la conexiónde los equipos y por supuesto, el equipo bajo prueba.

La LISN puede ser de tipo triángulo o de tipo V. Laprimera se utiliza para la medida en líneas de señal,

mientras que la segunda se utiliza para la medida en lared de alimentación. En la imagen 10 se muestra laLISN de tipo V modelo 3810/2 de EMCO, que se utili-za en la medida de interferencias conducidas a red.

rales se encuentran los relámpagos que pueden llegar aofrecer descargas de hasta 10 kV o efectos solares queafectan a la ionosfera. Como fuentes de EMI debido ala acción del hombre se encuentran las descargas elec-trostáticas, los sistemas eléctricos y electrónicos, los ele-mentos de telecomunicación y los pulsos electromagné-ticos (explosión nuclear, corrientes de 10 kA, etc.).

Existen diferentes mecanismos de propagación deEMI. Según el medio de propagación que utilice la per-turbación o interferencia electromagnética para perjudi-car el funcionamiento de un equipo o la calidad de unaseñal, se puede establecer una clasificación de EMI co-mo EMI conducidas, EMI de acoplamiento capacitivoo inductivo y EMI radiadas.

Las EMI conducidas se propagan a través de cables yasean de alimentación, señal o tierra, y su contenido fre-cuencial nunca superará los 30 MHz. Las EMI propaga-das por acoplamiento capacitivo se producen por efectode campo eléctrico. Por su parte, Las EMI propagadaspor acoplamiento inductivo se producen por efecto decampo magnético. Las EMI radiadas son debidas a lageneración de ondas electromagnéticas. Se consideranradiadas y no acopladas cuando la distancia entre fuentey receptor es superior a la mitad de la longitud de ondade la interferencia.

Medida de Emisiones Conducidas

La medida de emisiones conducidas es una de las me-didas más comunes en Compatibilidad Electromagnéti-ca. Las pruebas de emisiones conducidas se centran enla presencia de señales que, generadas por el equipo ba-jo prueba, se presentan junto con la señal de la red eléc-trica, en un rango de frecuencias comprendido entre los

9 kHz y los 30 MHz.

Las EMI conducidas pueden aparecer en modo dife-rencial, imagen 8, cuando se propagan solo por conduc-tores activos del sistema, o en modo común, imagen 9,que son las que se propagan por los conductores activos

Imagen 10 LISN EMCO modelo 3810/2.Fuente: www.rohde-schwarz.com.

Imagen 8 EMI en modo diferencial.Fuente: Compatibilidad electrónica. UPM.

Imagen 9. EMI en modo común.Fuente: .

Imagen 11. Transformador de aislamiento.Fuente: www.rohde-schwarz.com.


de ondas electromagnéticas.

Para poder realizar este tipo de pruebas es necesarioutilizar una antena, un cable de conexión, el receptorEMI y el dispositivo al que se va a realizar la medida deradiación. Pero estas pruebas, aunque son muy precisas,son muy caras. Por ello, se realizan las pruebas previasde compatibilidad, con el fin de obtener una aproxima-ción del comportamiento EMI de los equipos bajoprueba, a un coste mucho menor que la prueba comple-ta de compatibilidad.

Los ensayos de radiación de campos lejanos requierenla medida de la intensidad de campo eléctrico o magné-tico a ciertas distancias, para lo cual se emplean comotransductores antenas de diversos tipos según la bandade frecuencias a medir. Así pues, la antena convierte elcampo electromagnético en una tensión sobre su impe-

dancia de salida, tensión que posteriormente se medirámediante el receptor EMI.

Las pruebas previas consisten en ver si las señales radia-das superan o no unas limitaciones establecidas por elCISPR u otros organismos similares. Las señales debencumplir unos determinados valores de intensidad máxi-ma y estar dentro de unos anchos de banda determina-dos. En la imagen 14 se muestra un ejemplo de ensayode emisiones radiadas de un equipo electrónico. En ne-gro se representan los valores de amplitud y en rojo losvalores impuestos por la norma para cada frecuencia.

El transformador de aislamiento se utiliza principal-mente como medida de protección y desarrolla una fun-ción de aislamiento sobre la red eléctrica entre la entra-da y la salida consiguiendo evitar los picos y transitoriosademás de ruido eléctrico de alta frecuencia.

Medida de Emisiones Radiadas

Las interferencias radiadas son aquellas perturbacionesde campo eléctrico (acoplamiento capacitivo) y magné-tico (acoplamiento inductivo) que se propagan por elaire. Las emisiones no intencionadas generadas porcualquier equipo eléctrico o electrónico han de ser me-didas para corroborar que no puedan alcanzar un nivelque interfiera con el funcionamiento de otros equipos asu alrededor. En las pruebas que se hacen para emisio-nes radiadas se buscan señales emitidas por el dispositi-vo bajo ensayo al espacio libre en el rango de frecuen-cias de 30 MHz a 1 GHz.

El lugar ideal para realizar medidas de compatibilidadelectromagnética es un campo abierto, cuya sigla en in-glés es OATS (Open Area Test Site). Este sitio debe seruna zona libre de interferencias y obstáculos, con unsuelo que pueda considerarse como un reflector perfec-to, lo que permite medir emisiones de un equipo conalto grado de repetitividad. Sin embargo, debido a lasdificultades de encontrar una zona libre de interferen-cias e independiente de las condiciones climáticas, seconsidera como alternativa las cámaras semianecoicasque son recintos cerrados que simulan con gran exacti-tud un campo abierto ideal. Las cámaras semianecoicasevitan las interferencias electromagnéticas externas me-diante apantallamiento metálico y las reflexiones en elinterior mediante la colocación de material absorbente

Imagen 13. Tipos de antenas y sondas utilizadas en los ensayos de radiación .Fuente: Departamento de electrónica. UAH.

Imagen 12 . Cámara semianecoica empleada en las pruebas de EMC.Fuente: .www.cit.upc.edu

Imagen 14. Medida de emisiones radiadas.Fuente: .Desarrollo de un entorno de medida mediante bus GPIB basado

en un receptor EMI. Fernando Abad.


a descargas electrostáticas, cuya finalidad es la medir losposibles efectos destructivos e inmunidad frente a des-cargas electrostáticas.

Importancia de la EMC en el diseñoEl diseño electrónico tiene como objetivo la obtenciónde un circuito funcionalmente correcto, lo más sencilloy eficiente posible y en el menor plazo de tiempo.

Por ello, es importante que en la fase de diseño se in-troduzcan puntos de verificación en distintas etapas deldiseño antes de comenzar el montaje del circuito.

En el diseño de un equipo eléctrico/electrónico sedebe tener en cuenta la EMC desde el inicio del proyec-to. En las primeras etapas es difícil acotar todos los pro-blemas técnicos relacionados con la EMC, pero la solu-ción de los mismos supone un coste reducido, tal y co-mo se muestra en la imagen 16. Conforme avanza elproyecto en el tiempo, la resolución de problemas deEMC implica un desembolso económico mucho mayor.Por tanto, es aconsejable realiza ensayos de EMC en lafase de prototipo del equipo.

Susceptibilidad Electromagnética

La susceptibilidad electromagnética es la capacidad delequipo de funcionar en un ambiente que presenta inter-

ferencia generada por otros equipos.

Los ensayos de susceptibilidad dependen en mayormedida de los equipos o dispositivos a ensayar. El mé-todo empleado consiste en la generación de perturba-ciones estándar mediante simuladores y la posterior me-dición de la relación señal/ruido del dispositivo a ensa-yar.

El ensayo de susceptibilidad a interferencias conduci-das mide la susceptibilidad a sobretensiones y a interfe-rencias a red. El primero tiene como objetivo medir elnivel de aislamiento y admisión de sobretensiones tran-sitorias en el equipo. El segundo verifica la inmunidaddel equipo ante interferencias de la red de alimentación.

En cuanto a las pruebas de susceptibilidad en campocercanos, tienen como misión calcular la inmunidadante interferencias próximas acopladas a través de ali-mentación y señal.

Por ultimo, las pruebas de susceptibilidad para camposlejanos tiene por objeto medir la inmunidad del equipoante interferencia de equipos de radio y comunicación.También cabe mencionar las pruebas de susceptibilidad


- Introduction to electromagnetic compatibility. Clayton R. Paul.

- Compatibilidad Electromagnética. Instrumentación y entornos de medida. Universidad de Alcalá.

- Interferencias electromagnéticas en sistemas electrónicos, Joseph Balcells. Ed. Marcombo.

“La metodología de diseño debe garantizarque se minimicen los errores, y que, en casode que se produzcan, éstos se detecten en la

fase más temprana posible”

Imagen 15. Clasificación de las medidas de Compatibilidad Electromagnética.Fuente: www.revistaespacio.com.

Imagen 16. Etapas en el diseño de un equipo electrónico.Fuente: Departamento de electrónica. UAH.


BIOETANOL COMO COMBUSTIBLE VEHICULAR

NOMBRE Y APELLIDOS. TITULACIÓN.FERNANDO MARTEL. ARANDA. INGENIERO INDUSTRIAL

tituye cerca del 35% en masa deletanol.Las características del etanol posibi-litan la combustión más limpia ymejor desempeño de los motores,lo que contribuye a reducir las emi-siones contaminantes.

El etanol es un combustible, es de-cir, libera significativas cantidadesde calor al quemarse. Sin embargo,el etanol presenta algunas diferen-cias importantes con relación a loscombustibles convencionales deri-vados de petróleo. La principal es elelevado tenor de oxígeno, que cons-

El compuesto químico etanol, co-nocido como alcohol etílico, es unalcohol que se presenta en condicio-nes normales de presión y tempera-tura como un líquido incoloro einflamable con un punto de ebulli-ción de 78,4 °C. Mezclable con aguaen cualquier proporción; a la con-centración de 95% en peso se formauna mezcla azeotrópica.

Su fórmula química es CH3-CH2-OH (C2H6O), químicamente sinte-tizado se deriva de fuentes de petró-leo por hidratación del etileno y seha encontrado una amplia aplica-ción como alcohol industrial. Lasrutas para la producción de etanolse representan en siguiente figura:


diciones de arranque en frio y dura-bilidad absolutamente similares alos motores a gasolina, especialmen-te en países con inviernos modera-dos.

Los vehículos equipados con estosmotores ya representan la mayoríade los vehículos nuevos vendidosen Brasil a partir de 2005.

En Estados Unidos, en Canadá o enSuecia también se comercializanvehículos con motores flexibles,pero bajo otro concepto, operandoen franjas de concentraciones deetanol que van desde la gasolinapura, sin etanol, hasta una mezclacon el 85% de etanol anhidro y el15% de gasolina.

La manera más sencilla, frecuente einmediata para utilizar el etanol co-mo combustible es a través de lasmezclas con gasolina en los vehícu-los ya existentes en el país, sin nece-sidad de efectuar modificaciones enlos motores.

El etanol hidratado puro debe serusado en motores fabricados oadaptados específicamente para estefin, en particular adoptando índicesde compresión más elevados,buscando utilizar adecuadamente eloctanaje más alto del etanol frente ala gasolina y obtener ganancias deeficiencia del 10% (permite que losmotores obtengan más energía útil).

Además de cambios en el sistemade alimentación y en la ignición,para compensar las diferencias en larelación aire-combustible, tambiénse deben hacer algunos cambios demateriales, como tratamientosanticorrosivos de las superficiesmetálicas de los tanques, filtros ybombas de combustible y sustitu-ción de tuberías o adopción de ma-teriales más compatibles con el eta-nol.

Actualmente la tecnología automo-triz ha evolucionado lo suficientecomo para permitir que los vehícu-los a etanol puro hidratado tengandesempeño, maniobrabilidad, con-

ETANOL HIDRATADO


Escribir aquí el artículo

natural y la goma sintética butílica,tienden a degradarse más rápida-mente con el etanol. estos materia-les se están reemplazando por elas-tómeros fluorados para solucionarel problema.

Emisiones de gases deescape: produce menores emisio-nes de monóxido de carbono (CO),óxidos de azufre (SOx), hidrocarbu-ros y otros compuestos contami-nantes. Al mismo tiempo, se elevanlos aldehídos (compuestos del tipoR-CHO) y, dependiendo de las ca-racterísticas del motor, los óxidosde nitrógeno (NOx).

Separación de fases: Laposibilidad de que suceda una sepa-ración de fases acuosas en una mez-cla etanol/gasolina es, a menudo,mencionada como un problema

para adoptar el etanol combustible.Hay un temor de que, de algún mo-do, el agua sea introducida con eletanol o se condense en el tanquede combustible de un vehículo, se-parándose del fondo y causandoproblemas para el funcionamientonormal del motor. En realidad, esteproblema tiende a ser tanto menorcuanto mayor sea el agregado deetanol a la gasolina.Cuanto más ele-vada es la concentración de etanolen la gasolina, más ancha es la fran-ja que define la región donde ocurretotal solubilidad, como se observaen la parte superior del diagrama.

Cuando se mezcla el etanol a la ga-solina, resulta un “nuevo” combus-tible con características y propieda-des distintas del valor determinadodebido a la ponderación directa delas mismas de cada componente.Mientras que el etanol es una sus-tancia química simple, la gasolina esuna mezcla de mas de 200 especiesde HC’s derivados del petróleo. Acontinuación se comentan las prin-cipales propiedades de las mezclasgasolina/etanol y su comportamien-to en aspectos ambientales.

Octanaje: es la medida deresistencia de un combustible a laauto-ignición y a la detonación. Eletanol es, reconocidamente, un ex-celente aditivo antidetonante y me-jora el octanaje de la gasolina-basede modo sensible.

Volatilidad: facilidad de uncombustible liquido en vaporizarse,que afecta directamente a diversosparámetros de desempeño delvehículo, como condiciones dearranques en frio o en caliente, ace-leración, economía de combustibley dilución del aceite lubricante. Lapresión de vapor es significativa-mente afectada al agregarse etanol.

Desempeño: Como lasmezclas gasolina/etanol se puedenajustar adecuadamente para atendera las especificaciones típicas de unagasolina pura, no existen, necesaria-mente, problemas de desempeño ymaniobrabilidad, siempre que secumpla con los requisitos de calidadespecificados para los combustibles.

Compatibilidad de mate-riales: Algunos materiales plásticosmás antiguos, utilizados en sellados,mangueras y filtros, como la goma

Figura: Solubilidad de agua en mezclas gasolina/etanol..

MEZCLA GASOLINA-ETANOL


El vehículo de combustible flexiblees fabricado con un motor de com-bustión interna convencional decuatro tiempos (ciclo Otto) que tie-ne la capacidad de utilizar dos com-bustibles mezclados en un mismodepósito de combustible.

El tipo de vehículo flexible más co-mún disponible en el mercado mun-dial es el dotado de un motor queacepta tanto gasolina como etanolmezclados en cualquier proporcióny que quema a ambos en la cámarade combustión al mismo tiempo.

Dos factores fundamentales para eléxito del uso del bioetanol en Brasil,son la amplia cobertura geográfica yel elevado número de gasolinerasque comercializan el producto.

Es imprescindible reconocer que,sin la determinación política paracrear las infraestructuras necesarias

y sin el apoyo de las empresas dedistribución de combustibles y dePetrobras, la experiencia brasileñacon el bioetanol no tendría la im-portancia que alcanzó.

En la actualidad, prácticamente to-dos los fabricantes de vehículos,independientemente de si se prevéo no el uso de etanol en la gasolina,buscan producir sus modelos encondiciones para usar los nuevoscombustibles.La concepción de que el etanol esun buen aditivo y un buen combus-tible para el consumidor y para lasociedad está demostrada, de formainequívoca, por los resultados decentenas de estudios sobre la plenaadecuación a los motores de com-bustión interna y, principalmente,por la realidad de millones devehículos que actualmente funcio-nan sin problemas con este biocom-bustible, en una diversificada mues-tra de países.

CONCLUSIONES

REFERENCIAS Daniel Hessel Teich (15-06-2006). «A consagracão do carro flex» (en portugués). Revista Exame. «Produção de Automóveis por Tipo e Combustível - 2009» (en portugués) (PDF). ANFAVEA - Associação Nacional

dos Fabricantes de Veículos Automotores (Brasil). Consultado el 25-01-2010. «March 2010 E85 Price Forecast». E85 prices.com. Gregory W. Davis (11-06-2001). «Development of Technologies to Improve Cold Start Performance of Ethanol Vehi-

cles: Final Report» (en inglés) (PDF). State of Michigan.


RECALCES PROFUNDOS PARA CIMENTACIONESSUPERFICIALES.

Previsión de aumento de cargas en la cimenta-ción por cambios de uso, aumento de plantas,supresión de pilares, etc., que ponen al límite desu capacidad al firme somero.

Habilitación de sótanos,en el edificio en cuestión o enun predio colindante, queobligan necesariamente a laprofundización de la cimenta-ción.

Como solución a estas posi-bles dificultades se han desa-rrollado técnicas de refuerzo yrecalzo para cimentaciones ycontenciones.

Así pues, cuando el firme so-mero no satisface las necesida-

des de la cimentación y la mejo-ra del terreno mediante la in-yección no es efectiva, se recu-rre a transferir las cargas a es-trato profundo más competen-te. La forma de llevar a caboestos recalces es básicamente lamanual por pozos y la que utili-za pilotes de diversas clases ycon variadas técnicas de ejecu-ción según el tipo de terreno yla clase de obra a realizar.

El recalce profundo con menos complejidad en sí mis-mo pero probablemente el que provoca mayor dificul-tad ante el colapso de la estructura superior durante suejecución es el realizado por pozos.

Los recalces consisten en la transferencia de cargas aelementos de cimentación de mayor superficie que loscimientos originales o apoyados en niveles inferiores.Este artículo trata de abordar los diferentes sistemaspara el recalce de cimentaciones profundas, las causasque pueden dar lugar a aco-meter un recalce. Se estudiarátambién como no siempre setrabaja en el cimiento directa-mente sino que se puede in-tervenir en el propio firme,dándole al mismo las propie-dades necesarias para su fun-cionamiento frente a las car-gas que recibe.

En ocasiones un problemaestructural puede provocar laejecución de un recalce pro-fundo para fortalecer una ci-mentación superficial.

En numerosas ocasiones nosencontramos con que el te-rreno sobre el que está reali-zada la cimentación someraexistente no ofrece garantíassuficientes para su utilizacióncomo firme que sirva de apo-yo a un recalce, ampliación osustitución. Las causas sonmuy variadas y entran dentrode los siguientes grupos:

Incorrecta elección del firme, generalmente pro-ducida por falta de información sobre la consti-tución del terreno en sus estratos inferiores, otambién por una excesiva confianza en su capa-cidad portante.

OSCAR ESCUDERO CUBILLO. ARQUITECTO TÉCNICO E INGENIERO DE EDIFICACIÓN.

Nº 1. Esquema de grietas producidas por un asiento bajo la zona central defachada.Ref: estudiosgeotécnicos.info

Nº 2. Elemento estructural encargado de transmitir cargas a micropilotes.Ref: joseantonioarjona.blogspot.com


entibación de abajo a arriba si laseguridad lo permite; en caso con-trario, cuando exista grave peligrode desprendimiento, habrá que de-jarla perdida. Después se continúacon la terminación de los puntosanteriores realizando las fases res-tantes de manera alterna y en elmismo orden.

Finalmente pueden realizarse deuna sola vez los puntos de las fasesintermedias puntos que, en algunoscasos de suficiente calidad de lasfábricas a recalzar, no será necesariorealizar, siempre que sean suficien-tes los macizos discontinuos cons-truidos. La puesta en carga del re-calce puede no ser necesaria, pero,para mayor seguridad, es apropiadoel empleo de un mortero expansivo.En ambos casos, las últimas hiladaso el retacado deberán realizarse unavez transcurrido un tiempo pruden-cias para dejar fraguar y retraer a lasfábricas construidas.

Otra técnica menos arriesgada encuanto a seguridad ante el colapsoson los recalces profundos median-te pilotes que rodean la cimentación

Esta técnica se hace necesaria engrandes macizos para transferir car-gas a firmes muy profundos, sobretodo cuando hay que atravesar es-tratos flojos y con presencia deagua. Es fundamental que el méto-do de ejecución de pilotes no pro-duzca fuertes vibraciones o impac-tos para no dañar al edificio. El pi-lote apisonado y también el excava-do por caída libre no deben utilizar-se en recalces; el más idóneo es elexcavado con herramienta helicoi-dal, y, cuando el terreno no admitaeste sistema, habrá que buscar otrasolución.

El método es válido para zapatasaisladas y corridas. Los endentadostallados en la zapata y el efecto dezunchado del encepado de los pilo-tes aseguran la transferencia de car-gas de la antigua cimentación a lanueva.

Esta solución, válida también parazapatas corridas, necesita que losencepados estén atados mediantebulones o que exista una unión pordebajo de la zapata, ya que no existeun zunchado efectivo.

Se trata de un método “manual”empleado tradicionalmente en laconsolidación de cimentaciones demuros. El sistema no es válido enzapatas aisladas, ya que ofrece máspeligro en la ejecución. Se realizapor puntos, con excavaciones depozos para alcanzar el firme elegi-do. Por supuesto que la presenciade agua en cantidades apreciablesimpide la utilización de este méto-do. En la figura se representa la eje-cución de un recalce de este tipo. Setrata de una labor obviamente lentaen la que se deben tomar toda clasede precauciones para la seguridadde los obreros que necesariamentetienen que trabajar dentro del pozo.Se comienza por la excavación delos pozos de manera alterna, conve-nientemente separados y contrapea-dos, que abarca media cimentacióny que deben irse entibando según sedesciende en la excavación. Lospozos tendrán una anchura de 1,00a 1,20 m, mínimo necesario parapoder trabajar, y la entibación serácuajada o no según la calidad delterreno. Terminada la excavación,se construye la nueva cimentación yel muro de recalce, retirándose la

Nº 4. Recalce por inyección.Ref: blog.precioexperto.com

Nº 3. Recalce por pozos.Ref: Curso de patología conservación y restauración de edificios. Tomo 1. Servicio de publicaciones COAM.


da, y su capacidad portante varía,según diámetro y tipo, entre las 10 ylas 100 t. La transmisión de cargasde la cimentación antigua a la nuevasuele realizarse normalmente por

adherencia, si el macizo existente lopermite. Solución muy práctica enedificación urbana, donde el espaciopara trabajar es reducido y la alturalibre muy estricta, ya que la excava-ción puede realizarse con energíahidráulica que no produce vibracio-nes y que permite la profundizaciónnecesaria empalmando vainas.

Estos pilotes admiten también laexcavación inclinada, como se ob-serva en la figura, donde se represen-ta en alzado y en planta el recalce deuna cimentación de zapata corridacon una solución combinada de pilo-tes verticales e inclinados que atravie-san el macizo existente.

El puenteado para sustitución decimientos en recalces someros es

aplicable al recalce profundo, sien-do la ejecución análoga a la ya expli-cada. Se comienza por la ejecuciónde las filas de micropilotes (paragrandes cargas se podrían emplear

aquí también pilotes normales) y secolocan a continuación los puentes,en este caso metálicos, que debenquedar solidarios a la cabeza de lospilotes y atados longitudinalmenteentre sí. La puesta en carga aquí esposible. Esta solución tiene su apli-cación cuando la cimentación exis-tente no admite los esfuerzos deadherencia en el taladro, bien porestar aquella degradada o por nodisponer de canto suficiente paradicho cometido.

En los casos más extremos nos po-dríamos encontrar con la tipologíade recalces mediante pilotes espe-ciales bajo la cimentación.

Esta técnica desarrolla la soluciónlógica de recalzar una cimentaciónactuando por debajo, como en elcaso de los pozos de ejecución ma-nual pero mediante pilotes, está re-suelta técnicamente, como en elcaso del pilote “Preset”, desarrolla-do por Prentis y While en EE.UU.Se trata de una técnica ingeniosa ysegura, no apta para cualquier tipode terreno, que lleva incluida lapuesta en carga en ejecución, perode elevado coste y lentitud, que endeterminados casos pueden estarjustificados. La ejecución es me-diante hinca con gatos hidráulicosque apoyan en la cimentación exis-tente. Los pilotes son metálicos y seempalman por tramos.

En estas soluciones no es posible lapuesta en carga, salvo en el puentea-do o con el uso de los pilotes espe-ciales que veremos después.

Existe otra técnica que en la mayo-ría de los casos solventa los proble-mas de ejecución que pueden pro-vocar las dos anteriores, se trata delos recalces profundos mediantemicropilotes que atraviesan la ci-mentación.

El pilote de pequeño diámetro lla-mado “micropilote” es un elementoestructural de empleo muy generali-zado en la actualidad en recalce yconsolidación de cimentaciones, yaque resuelve casi siempre con graneficacia y seguridad estos proble-mas. Sus diámetros varían entre los100 y los 300 mm. Pueden ser hor-migonados por gravedad o a pre-sión, con vaina recuperable o perdi-

Nº 5. Recalce de zapatas aisladas y corridas mediante micropilotes que atraviesan la cimentación.Ref: Curso de patología conservación y restauración de edificios. Tomo 1. Servicio de publicaciones COAM

El micropilote es un elemento estructural de empleo muy generalizado en la actualidad enrecalce y consolidación de cimentaciones. Resuelve con gran eficacia y seguridad.


que contener las tierras de la exca-vación sino también no afectar conla nueva obra la estabilidad del edi-ficio existente. Aquí se da normal-mente la ventaja de que el terrenoes de suficiente calidad. Puesto que

el edificio existente tiene la cimenta-ción somera. El método más econó-mico es la realización por bataches,posible cuando la excavación no esmuy profunda (un sótano) y el sueloes bueno, homogéneo y sin proble-mas de presencia de agua.

La forma de actuación permite laexcavación de todo el solar, exceptola zona cercana a medianerías y ca-lles, que se deja en talud. El batachees la excavación que se realiza pos-teriormente en el talud hasta la me-dianería con una anchura, variablesegún la calidad del terreno y de laobra existente, de 1,50 a 2,00 me-tros, siendo conveniente acodalarlos lados verticales del talud. A con-tinuación se mina con cuidado lacimentación existente, se recalza y,

dejando manifestada la junta en elplano medianero, construye el tra-mo de muro de sótano, general-mente en hormigón armado. A ve-ces el recalce no necesita ser conti-nuo y basta con hacerlo en puntosconvenientemente elegidos. Losbataches deberán distanciarse almenos dos veces su anchura, cons-truyéndose primero los 1, 2, etc.,después los 3, 4, etc., y terminándo-se con los 5, 6, etc.

En la misma línea de uso de edifi-cios de nueva construcción aunquetambién usual en edificios existentescon patología estructural nos en-contramos con la técnica de recalcepor pozos para habilitación de sóta-nos.

Cuando el terreno no es fiable, aun-que el edificio existente esté cimen-tado en él, es solución más segura larealización del recalce por pozos,analizada anteriormente.

También se impone este método enrecalce de cimentaciones antiguasprofundas realizadas normalmente

por pozos y arcos. Terminado elrecalce según la descripción citada,sólo queda como operación adicio-nal la construcción del correspon-diente muro de sótano y, una vezterminados todos los pozos, se pue-de proceder a la excavación total delsótano.

También es posible y efectiva estaoperación, en que no se recalza lacimentación colindante, mediante laconstrucción junto a la medianería

Se abre una zona de trabajo bajo elcimiento y se comienza la hinca dis-poniendo una sección de punta conlos gatos recogidos y accionándolosa continuación (fase 2). Una vezhincado el pilote en la longitud delrecorrido de los gatos y estandoéstos extendidos (fase 1), se retiranlos gatos para la colocación de unanueva sección del pilote, colocandonuevamente los gatos encima (fase2). Se produce así sucesivamentehasta que se produce el recalce (fase3). Aquí se introduce un pilarillometálico y se retiran los gatos. Laoperación de hinca queda terminadadespués de hormigonado el entornodel pilarillo (que queda perdido) yrellena la excavación provisonal(fase 4).

Analizando las técnicas desarrolla-das anteriormente se podrían englo-bar todas ellas en tipologías de re-fuerzo delimitadas a la rehabilita-ción y restauración de patologíasestructurales de edificios existentes.

Pero existen también técnicas basa-das en los principios ya analizados

que son frecuentemente utilizadasen obras de edificación y obra civilde nueva construcción como porejemplo los recalces por batachespara habilitación de sótanos.

Se trata de una intervención muyfrecuente, como es el necesario re-calzo o sujeción de la estructura demedianería de un edificio motivadapor la construcción de sótanos enun inmueble de nueva planta colin-dante con el anterior. No sólo habrá

El método más económico es la realización de bataches, posible cuando la excavación no esmuy profunda y el suelo es homogéneo y no alcanza el nivel freático.

Nº 6. Recalce por bataches en construcción desótanos.Ref: Curso de patología conservación y restaura-


taja de que, con una necesaria yconstante vigilancia, podrán reali-zarse recalzos allí donde el suelo notenga la calidad esperada. Si se pre-tende la construcción de varios só-tanos, es posible construir los mu-ros por tramos descendentes reali-zando cada fase por el método delos bataches. Se empieza por la ex-cavación del primer sótano y seprocede a la construcción del murode forma alterna. Terminada estafase, es fundamental apuntalar elmuro construido, acodalándolo in-teriormente o anclándolo al terreno.A continuación se pasa a realizar lasiguiente fase en la misma formaque la anterior, como si de un pri-mer sótano se tratara. Los tramosde muro de las diferentes plantasdeberán ir a junta encontrada paramejor traba. El hormigonado de losmuros inferiores es posible dejandoen el encofrado una abertura longi-tudinal a modo de embudo que ser-virá como ménsula para apoyo de laestructura horizontal.

Siguiendo la línea de habilitación desótanos otra técnica posible es laque realiza recalces con micropilo-tes.

En los apartados anteriores se handetallado métodos para la realiza-ción de muros de sótano de edifi-cios de nueva planta junto a media-nerías de inmuebles sin sótanosexistentes. Los métodos que se ex-ponen a continuación se refieren ala habilitación de sótanos en un edi-ficio existente que no los tiene.Aquí la operación consiste en con-tinuar hacia abajo muros y pilares,proporcionándoles nueva cimenta-ción. Los micropilotes tienen unaaplicación muy apropiada en estostrabajos, ya que necesitan separacio-nes menores, pueden atravesar ci-mentaciones y adherirse a las mis-mas y su excavación es posible(entubados o no) en casi todo tipode terreno. Es útil sobre todo encimentaciones accesibles por sucontorno, por lo que se aplicarán encimentaciones interiores, tanto enzapatas corridas como aisladas.

Para ejecutar este sistema, primero,se recalza la cimentación con micro-pilotes que la atraviesan, después,previa descarga de la cimentación,se excava el entorno del recalce, seconstruye una zapata por debajo delnivel de sótano adherida a los pilo-tes y, finalmente, se forran los pilo-tes con hormigón para quitarlesesbeltez, quedando así el recalceterminado, que tiene el inconve-niente de que ocupa un espacioconsiderable.

Empleando esta misma soluciónpara zapatas aisladas de pilares, esconveniente hormigonar todo elespacio ocupado por los pilotes pa-ra su arriostramiento.

de muros pantalla y de pantallas depilotes separados, tangentes y se-cantes. Esta técnica, profusamenteempleada por su gran rendimiento ysencillez, no debe utilizarse de for-ma indiscriminada, pues los des-prendimientos en la excavaciónpueden no detectarse y producirdaños en el edificio colindante.

Otra técnica utilizada para la cons-trucción de muros de sótano es laque utiliza tramos descendentes.

En este tipo de reparación estructu-ral utilizado cuando la cimentacióndel edificio existente es relativamen-te sobrada y el terreno es de calidad,pueden llegarse a construir los mu-ros de sótano sin necesidad de re-calce de la medianería cuando ladebilitación producida se consideraque no afecta gravemente al edifi-cio. Si la excavación es por pozos obataches, ha de cuidarse especial-mente el recorte del terreno, queserá siempre manual, cuidando elaplomado y, sobre todo, el no mi-nar accidentalmente la cimentación.La operación realizada tiene la ven-

Nº 7. Recalce de zapatas aisladas con micropilotes en habilitación de sótanos.Ref: Curso de patología conservación y restauración de edificios. Tomo 1. Servicio de publicaciones COAM


La ejecución de recalces super-ficiales es muy dificultosa por lapresencia de terrenos inestables o lapresencia de niveles freáticos.

Se desea ampliar el edificio bajolos niveles actuales.

Se van a realizar obras en el en-torno que pueden afectar la estabili-dad de las cimentaciones existentes.

Es una técnica que ha sido emplea-da tiempo atrás como por ejemploen el recalce del castillo de Hertenen Alemania realizado en los años60 mediante pozos de 1.20 m dediámetro y 4 m de profundidad,formado por anillos prefabricados yarriostrados en cabeza por carrerasde hormigón armado de 1.20 x 1.30m2, cosidas mediante bulones a loscimientos corridos o aislados.

En la actualidad para este tipo derecalce se recurre casi exclusiva-mente a los pilotes con las modali-dades siguientes que hemos visto alo largo del artículo

1. Atravesando la cimentaciónexistente, transmitiendo las cargaspor adherencia, unión de armadu-ras, etc.

2. Adosando los pilotes a las ci-mentaciones o intercalándolos en laplanta y construyendo luego un ele-mento puente o ménsula que trans-mita las cargas.

Ejecutando los pilotes desde bata-ches abiertos bajo las cimentacionesy logrando luego la puesta en cargamed i an t e c uña s o g a t o s .

También es útil el empleo del mi-cropilote como apuntalamientoprovisional ,solución ésta más per-fecta porque ocupa mucho menosespacio. Se procede como en el ca-so anterior, con la salvedad de quela cimentación adherida a los micro-pilotes va a ser la cimentación delrecalce y no del forro de los pilotes.Tratándose del cimiento de un mu-ro, se construirá el muro bajo elcimiento y, después de realizada supuesta en carga, se pueden eliminarlos pilotes en el espacio que ocupanen el sótano y la parte de cimenta-ción existente ya innecesaria.

Como resumen y en líneas generalespuede decirse que resulta necesarioun recalce profundo cuando:

El estrato de apoyo de las cimenta-ciones tiene una capacidad portanteinsuficiente, ya reflejada en asientosimportantes bajo las cargas actuan-tes, o con posibles riesgos de losmismos al aplicar nuevas cargas, nosiendo viable o económica la mejorade las cimentaciones existentes odel terreno subyacente.


www.patologiasconstruccion.net

C u r s o d e p a t o l o g í aconservación y restauraciónde edificios. Tomo 1.Servicio de publicacionesCOAM

Nº 8. Fisurómetro de doble dirección dispuesto en una fachada de fábrica de ladrilloRef: www.patologiasconstrucción.net


FTTH, LA REVOLUCIÓN DE LAS REDES

tecnología puede llegar a dar inclu-so, las posibilidades para las cualesaun se siguen investigando. Y esque como todo en la vida vamosevolucionando, y hay que preparar-se para un futuro en el que la cone-xión a internet debe ser casi unanecesidad básica en nuestros hoga-res debido a que la tecnología evo-luciona hacia un mundo que gira entorno a la red, y quién no esté den-tro de ella, quedará obsoleto. Unejemplo de ello es el mercado de lastelevisiones, donde hoy en día ya secomercializan las famosas Smart tv,con conexiones a internet, que cadavez deberán ser más veloces debidoa la creación de plataformas de tele-visión online donde en un futuropróximo elegiremos que ver y a quehora queremos verlo. Por otro lado

las redes sociales han creado unadependencia a estar conectados, demanera que es totalmente necesarioestar en la red casi para tener vidasocial. ¿Quién no tiene Facebook,Twitter, Imstagram o Linkedin?Este último es incluso necesariopara poder acceder incluso a ciertostrabajos. Por lo tanto las operadorashan apostado por la fibra para susti-tuir al viejo par de cobre. Pero,¿sabemos de donde viene la fibra,como funciona y cuales son todassus posibilidades?

Hace mucho tiempo que el ser hu-mano empezó a interesarse por laluz como medio de comunicación,así en la antigua Grecia, ya se empe-zó a utilizar la luz solar para comu-nicarse, incluso a finales del siglodieciocho en Francia se desarrolló

Todos hemos observado como enel último año, las grandes operado-ras de telecomunicaciones, han co-menzado un despliegue masivo defibra óptica en las principales ciu-dades del territorio nacional, comosi de una carrera por conquistar elmercado fuese. Pero pocos conocena fondo las ventajas reales que esta

RAFAEL CASTRO REYES. ARQUITECTO TÉCNICO.

Nº 1 Cable simulando la conexión del mundoRef: Google


trando en el segundo miembro. Co-mo la estructura del cable de fibraóptica, de una manera simple, sebasa en un núcleo y un revestimien-to, la luz que va por el interior de lafibra sufre una reflexión total cadavez que choca con la siguiente capaintentando salir del núcleo. Como laley de la reflexión nos dice que elángulo de incidencia es igual al án-gulo de salida, este ángulo se va re-pitiendo a lo largo de todo el cablede fibra transportando la señal. Demodo que el interior de la fibra óp-tica es como un espejo donde la luzva rebotando en el interior del nú-cleo. Para esto simplemente, el nú-cleo del vidrio y y la capa de recu-brimiento, que también es de vidrio,deben tener índices de refraccióndistintos y que el ángulo con el queincide el rayo de luz en la capa exte-rior sea mayor que el ángulo crítico.Estos son los dos requisitos necesa-rios para que el haz de luz se trans-porte.

Pero no fue hasta la década de 1840cuando dos científicos francesesllamados Daniel Colladon y JacquesBabinet se pusieron a trabajar sobreello, consiguiendo conducir la luz a

través de un medio cerrado. En1870, John Tyndall, fue quien des-cubrió que para que la luz salvarsela curvatura dentro de la línea detransmisión debería utilizar la refle-xión interna en las paredes del ma-terial. Pero en esta época, la tecno-logía existente no permitía desarro-llar materiales que permitiesentransmitir la luz con un rendimientoaceptable y, por tanto, minimizar laspérdidas de señal. No fue hastamediados del siglo XX, cuando unjoven indio, licenciado en física es-tudio y desarrollo la fibra óptica. Sunombre es Narinder Singh Kapanyy es considerado como el padre dela fibra óptica. Llegó a Londres paraestudiar el doctorado en el presti-gioso Imperial College, y su docto-rado revoluciono el mundo de lastelecomunicaciones. Kapany co-menzó a basarse en los estudios deJohn Tydall para desarrollar unateoría con la que poder desarrollarun material por el que la luz pudieseviajar y, en el caso de presentar al-guna curvatura, el haz de luz pudie-se adaptarse gracias a las reflexionesde los rayos de luz sobre el material.

Un sistema en el que se comunica-ban las ciudades de Paris y Lille me-diante un sistema de telegrafía ópti-ca basado en un lenguaje de códigosque utilizando espejos situados entorres estratégicamente colocadas alo largo de los más de 200 kilóme-tros que separan las dos ciudades lasconectaban en menos de dieciséisminutos. Fueron muchos los descu-brimientos y las investigaciones quese hicieron sobre este material ynúmeros los inventos y las aplica-ciones prácticas que surgieron deeste en campos como la medicina,la óptica o la ingeniería, pero no fuehasta mitad del siglo veinte cuandoempezó a utilizar y a trabajar con lafibra como elemento de transmisiónde datos de comunicación aunquelos fundamentos físicos en los quese basa son bastante más antiguos.

Estos son las leyes de reflexión yrefracción de la luz. Cuando un rayode luz incide sobre la superficie deseparación de dos medios transpa-rentes distintos, parte de la luz serefleja en el mismo medio, y la otraparte se refracta en el otro, pene-

Nº 2 Científico trabajando con un cable defibra óptica.Ref: Google

Nº 2 Científico trabajando con un cable de fibra óptica.Ref: Google


tions en el Reino Unido, desa-rrollaron un estudio teórico enel que caracterizaron los proce-sos de fabricación y depuraronlas fibras fabricadas gracias a ladetección de impurezas en loscristales. Cubriendo las fibrascon una camisa de nylon y unacubierta resistente era posiblemanipular los cables sin que serompiesen y, por tanto, hacerviable su uso en una instalaciónconvencional.. En 1970, la em-presa Corning Glass fue la res-ponsable de la creación de fi-bras con atenuaciones máximasde 0.5 dB/km que junto con eldesarrollo de láseres capaces defuncionar a temperatura am-biente obra de los LaboratoriosBell, propiciaron que en 1977,General Telephone and Elec-tronics realizase la primeratransmisión telefónica a travésde fibra óptica de 6 megabytespor segundo. Sobre 1980, lasmejores fibras eran transparen-tes y una señal podía atravesar

240 kilómetros de fibra antes dedebilitarse hasta ser indetecta-ble. Pero para fabricar fibrascon tanta capacidad de transmi-sión y tan poca atenuación ha-bía que utilizar métodos espe-ciales. El gran avance se produ-jo cuando se dieron cuenta deque el cristal de sílice puro, sinninguna impureza de metal queabsorbiese luz, solamente sepodía fabricar directamente apartir de componentes de va-por, evitando de esta forma lacontaminación que inevitable-mente resultaba del uso con-vencional de los crisoles de fun-dición. El progreso se centrabaahora en seleccionar el equili-brio correcto de componentesdel vapor y optimizar sus reac-ciones.

En el año 1980 la empresaAT&T presentó un proyectopara conectar mediante fibra lasciudades que iban desde Bostona Washington D.C.. Cuatroaños después de que el sistema

Kapany junto a su profesor duranteel doctorado Harold Hopkins ha-bían sido capaces de conducir unhaz de luz a través de un conjuntode fibras de 75 centímetros de largoy con apenas pérdidas. Fue el pri-mer cable de fibra óptica, capaz detransportar luz a pesar de la curva-tura. Sin embargo el llamado padre,pero esta vez de las comunicacionesa través de fibra óptica, es el señorCharles Kuen Kao, Premio Nobelde Física en el año 2009 En 1956,en su tesis doctoral, ya dijo que paraconsiderar una fibra óptica apta pa-ra las telecomunicaciones, su ate-nuación máxima no debía ser supe-rior a 20 decibelios por kilómetro.

Debido a los estudios y las investi-gaciones realizadas por el señorCharles Kuen Kao, la industria delsector comenzó a tomar concienciade que el futuro de las telecomuni-caciones era a través de la luz y nodel cable coaxial o los pares de co-bre.

La industria del momentose puso manos a la obra pero enaquel entonces el objetivo deKao parecía inalcanzable, y fueel propio señor Kao junto a sucompañero Hockam, quién tra-bajaba con él en los laboratoriosde Standard Telecommunica-

Nº 4. Doctor Narinder Singh Kapany, padre de lafibra óptica. Ref: Google

Nº5 Sir Charles Kuen Kao, padre de las comunicaciones por fibra óptica. Ref Google.


submarinos que unen los cinco con-tinentes.

Centrando nos en las la composi-ción de la fibra óptica, como ya diji-mos antes de una manera muy sim-ple esta se basa en un núcleo y unrecubrimiento, pero existen distin-tas capas de refuerzo que hacen queesta sea perfecta para el uso quedeseamos. El núcleo y el recubri-miento están formados por materia-les con distinto índice de refracción,para conformar así un guía ondaspropagador de las ondas luminosas.Así cuando hablamos de fibras de

50/125, 62.5/125 o 10/125 m m,nos estamos refiriendo a la relaciónentre el diámetro del núcleo y el delrecubrimiento.

Otro parámetro importante en unafibra es su apertura numérica. Enlos conductores de fibra óptica seutiliza el efecto de la reflexión total

para conducir el rayo luminoso porsu interior. El ángulo necesario paraacoplar al núcleo un rayo luminosodesde el exterior recibe el nombrede ángulo de aceptación. Pues bien,el seno de este ángulo se denominaapertura numérica.

A la hora de clasificar las fibras óp-ticas lo haremos en dos tipos, lasfibras multimodo y las fibras mono-modo. Las fibras multimodo trabajaguiando multitud de rayos lumino-sos, cada uno de los cuales sigue uncamino diferente dentro de la fibraóptica. Este efecto hace que su an-cho de banda sea inferior al de lasfibras monomodo. Por el contrariolos dispositivos utilizados con lasmultimodo tienen un coste inferior(LED). Este tipo de fibras son laspreferidas para comunicaciones enpequeñas distancias, hasta 10 Km.

En las fibras monomodo, el diáme-tro del núcleo de la fibra es muypequeño y sólo permite la propaga-ción de un único modo o rayo(fundamental), el cual se propagadirectamente sin reflexión. Esteefecto causa que su ancho de bandasea muy elevado, por lo que su utili-zación se suele reservar a grandesdistancias, superiores a 10 Km, jun-to con dispositivos de elevado cos-te .

Por otro lado para trabajar con lafibra óptica sin que ésta se deterio-re, ésta esta en el interior de un ca-ble que es la estructura que protegea las fibras ópticas de la degradaciónmedioambiental, de daños mecáni-cos, facilita la manipulación de lasfibras y las aísla de las tensionesmecánicas que pueden ocurrir en su

Pasó poco tiempo hasta que el pri-mer enlace transoceánico con fibraóptica fue el TAT-8 que comenzó aoperar en 1988, usando un cristaltan transparente que los amplifica-dores para regenerar las señales dé-biles se podían colocar a distanciasde más de 64 kilómetros. Tres añosdespués, otro cable transatlánticoduplicó la capacidad del primero.Los cables que cruzan el Pacíficotambién han entrado en funciona-

miento. Desde entonces, se ha em-pleado fibra óptica en multitud deenlaces transoceánicos o entre ciu-dades, y paulatinamente se va exten-diendo su uso desde las redes tron-cales de las operadoras hacia losusuarios finales. De hecho, aproxi-madamente el 90% del tráfico deinternet circula a través de cables

“el 90 % del tráfico de internet circula a través de cables submarinos que unen los cincocontinentes ”-

Nº 6. Conexiones de fibra óptica mediante cablessubmarinos. Ref: www.submarinecablemap.om


puede provocar el aumento del ta-maño de las fisuras producidas porla tracción a la que se somete.

Sujetos a estas características existendos tipos de cables principales defibra óptica con sus respectivas va-riantes, lo cables de estructura hol-gada y los de estructura densa.

En los cables de estructura holgadala fibra o fibras ópticas (se suelenagrupar en grupos de 6, 8, 10 o 12fibras) se alojan holgadamente den-tro de un protección secundaria deun diámetro de entre 1 y 3mm, y unespesor de 0.25mm. Este puedeestar hueco (con aire) o bien rellenode un gel (grasa de silicona) queevita la entrada de agua. A su vez,esta protección secundaria puede ir

junto con otras y un elemento derefuerzo central (de acero o Kevlar,

con un diámetro de entre 0.7 y4mm) dentro de una coraza de hilosde aramida e hilos rasgados rellenacon un gel. Todo el conjunto estárodeado por una funda protectorade polietileno o PVC.

El elemento de refuerzo centralproporciona al cable aislamiento delas tensiones mecánicas propias dela instalación. Esta estructura seutiliza en la mayoría de las instala-ciones exteriores, pero no es muyadecuado en las instalaciones verti-cales por el riesgo a que el gel fluyay se desplacen las fibras. Ejemplosde este tipo de estructuras son loscables submarinos y los cables aéreoauto portantes o auto soportados.

Sin embargo en los cables de estruc-

tura densa, cada fibra óptica estaceñida a su protección secundaria

señados en función del entorno enel que van a ser empleados. Desdecables para oficinas, cables paraequipos de test, cables submarinos,etc. El diseño de un cable se basaademás del entorno en tres caracte-rísticas de la fibra óptica: la sensibi-lidad de la curvatura, la resistenciamecánica y la fatiga estática junto alenvejecimiento.

Al curvarse la fibra óptica se produ-

ce una atenuación adicional, puesciertos modos se escapan del nú-cleo. Estas pérdidas varían expo-nencialmente con la curvatura y noson apreciables hasta a partir de unángulo crítico.

La resistencia mecánica de la fibraóptica es menor que las tensiones alas que puede verse sometida en suinstalación. Por lo que los cablesdeben incorporar elementos adicio-nales que les proporcionen la sufi-ciente resistencia.

Los cables también deben incluirelementos hidrófugos que protejana la fibra óptica de la humedad que

Nº 7. Principio de transmisión de la luz dentro delos distintos tipos de fibra. Ref: Google

“España se sitúa arriba en el ranking europeo de fibra óptica”-

Nº 8. Interior del cable de fibra. Ref: www.fibraopticahoy.com


luza de Empresas Instaladoras deTelecomunicaciones (Faitel) calculaque se necesitarán una gran canti-dad de trabajadores cualificados. Lamayoría de estos puestos corres-ponderán a instaladores y el resto, acomerciales y promotores.

Muchas empresas se están dedican-do a la formación de trabajadorespara este mercado que necesita unagran cantidad de ellos de manerainmediata. Estas se dedican a la rea-lización de cursos o tutores perso-nalizados que se mandan a las em-presas instaladoras para enseñar alos operarios a trabajar insitu asícomo ha diseñar también a los téc-nicos correspondientes de dichasempresas.

Según los últimos datos publicadospor la CNMC, el mercado españolcontaba en agosto con 1,098 millo-nes de clientes de FTTH, de los que990.000 correspondían a Telefónica.Ahora bien, Movistar confirmó enseptiembre pasado que ya habíasuperado el millón de usuarios defibra, mientras que Jazztel señaló lapasada semana que había superadolos 103.000 usuarios. Vodafone, através de Ono, tiene 732.000 clien-tes de internet con velocidad de

acceso superior a 50 Mb. Telefónicacerró el segundo trimestre con 7,5millones de hogares pasados, si biensus planes pasan por cerrar 2014con 10 millones de hogares pasadospara alcanzar en 2017 los 20 millo-nes de hogares. Es decir, la fibrallegaría al 80% del total de los hoga-

res españoles. Orange, que está enproceso de compra de Jazztel, tieneel objetivo de llevar la fibra a 10millones de hogares en 2017 (la mi-tad vendría de Jazztel). Con estascifras, España estaría por delante depaíses como Francia e Italia enFTTH, con lo que España se sitúaarriba en el ranking europeo defibra óptica.

que consiste en una cubierta plásticacon un diámetro de 900μm y unespesor de entre 0.5 y1mm. La mi-sión de esta protección ceñida esproporcionar soporte y protección acada fibra individualmente, ademásde identificar cada fibra por el colorde su recubrimiento. Este cable hasido diseñado para ser empleado eninteriores ya que es más flexible ytiene un mayor radio de curvatura.Además es más adecuado que elanterior en instalaciones verticalesde cierta altura debido al soporteindividual de cada fibra. Un ejemplode cable con este tipo de estructurason los cables en abanico (que norequieren un panel de conexión).

En la actualidad las operadoras detelecomunicaciones están centradasen el despliegue de redes de fibraóptica. Movistar (que se ha pro-puesto llegar a más de un millón dehogares) Vodafone y Orange van ainvertir mil millones de euros enEspaña en el despliegue de esta tec-nología "y para eso se necesita quelos trabajadores tengan una forma-ción y unos conocimientos específi-cos, porque no es lo mismo la ma-nipulación del cobre que el trato tanmeticuloso y delicado que se ha dedar a la fibra. La Asociación Anda-

Nº 9 Varios cables de fibra óptica. Ref: Google


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COMBUSTIBLES FÓSILES.

cos orgánicos.

- Obtención del carbón:a) Minas a cielo abierto o en super-ficie: En este tipo de minas las ca-pas del suelo que se encuentran porencima del carbón son retiradasquedando éste al descubierto.

Posteriormente, grandes excavado-ras van extrayendo el carbón y me-tiéndolo en camiones. Este tipo deminería es la menos peligrosa y máseficiente, pero cuenta con el incon-veniente de que, al moverse enor-mes cantidades de tierra, se produceuna importante modificación delmedio. Sin embargo, son cómodas ysuponen grandes rendimientos.

b) Yacimientos regulares poco pro-fundos. Se encuentran de 200 a 300

m bajo la superficie, y constan deuna serie de galerías paralelas de lasque se

extrae el carbón por «tacos».

c) Yacimientos de gran profundi-dad. Se encuentran a más de 300 mbajo la superficie, y constan de gale-rías de 100 a 250 m de longitud pa-ralelas a la masa de carbón.

Tanto en los yacimientos regularespoco profundos como en los degran profundidad, la presión en lasgalerías es grande, y para evitar quecedan tanto el techo como las pare-des, se colocan estructuras que so-porten la presión, es decir, se apun-talan.

Tradicionalmente esta operación serealizaba con maderos. Hoy en díase utilizan, sobre todo, dos méto-

Se llaman combustibles fósiles aaquellas materias primas emplea encombustión que se han formado apartir de las plantas y otros organis-mos vivos que existieron en tiem-pos remotos en la Tierra. El carbónen todas sus variedades, el petróleoy el gas natural son por distintas depresentarse estos productos.

El carbón, el lignito y la turba, porejemplo, tienen su origen en losrestos oceánicos de árboles y plan-tas de bosques que se hundieron enel agua de pantanos, se pudrieroncomo consecuencia de la acción delagua y las bacterias, se fueron cu-briendo poco a poco de capas suce-sivas de fangos que solidificaron yse convirtieron en rocas. El petró-leo, por su parte, procede probable-mente de la composición bacterianade restos animales y vegetales(principalmente plancton) en grasas,que existían en las proximidades delagos y mares.

Al depositarse en el fondo de éstos,o al ser cubiertos por las aguas, lofueron también por capas de sedi-mentos, descomponiéndose y dan-do origen a productos combustiblesen estado liquido, como el petróleoo el gas natural. El carbón, el petró-leo y el gas natural son compuestosorgánicos, formados fundamental-mente por hidrocarburos. A partirde ellos se obtienen otros combusti-bles derivados y subproductos queson luego empleados como materiasprimas en diversos procesos quími-

Marcos Vizoso Fernández.Ingeniero Industrial.

Imagen 1 – Ejemplo de mina a cielo abierto


En cuanto a los carbonos artificia-les, estos se obtienen a partir delcarbón y de residuos vegetales oanimales, destinados a varios usos.a) Carbón de madera: Es tambiéndenominado carbón vegetal, el cualse obtiene de la destilación seca dela madera. Al mismo tiempo se ob-tiene vapores que contienen ácidoa c é t i c o y m e t a n o l .b) Carbón animal: Se obtiene a tra-vés de la carbonización de huesosde animales en ausencia de aire.Contiene gran cantidad de fosfatode calcio, y es utilizado por su granp o d e r d e a d s o r c i ó n .c) Carbón de cock o coque: Se ob-tiene como subproducto en la desti-lación de la hulla.

- Propiedades del carbón:El carbón se evalúa de acuerdo conciertas propiedades. Las más impor-tantes son:

a) Potencia calorífica: Es la másimportante, ya que el calor potenciales la mercancía objeto de compra-venta. Depende de la cantidad dehumedad y de cenizas, así como dela composición de la materia orgáni-ca como indica la tabla anterior.

b) Humedad: Componente nocombustible que aumenta el pesomuerto del carbón, consume calorde la parte combustible y debilita su

estructura física.

c) Ceniza: Materia mineral inorgá-nica que queda como residuo de lacombustión. En la mayoría de lasminas de carbón funcionan plantasde lavado para la separación de lamateria inútil.

d) Azufre: Impureza inorgánica delcarbón. Es perjudicial ya que en lacombustión se forman ácidos co-rrosivos.

e) Temperatura de fusión de lascenizas: Los carbones pobres pro-ducen cenizas fundidas que ocasio-nan graves averías al obstruir lospasos de aire de las parrillas.

f) Tamaño: Determinado por elgrado de rotura que sufre en la ma-nipulación, pero regulado por latrituración que se realiza durante elproceso.

g) Triturabilidad: Propiedad de inte-rés principal para la fabricación decemento y de las instalaciones queutilicen carbón en polvo. Los car-bones se diferencian en su dureza,pero la pizarra o pirita (mineralesduros), aumenta la dificultad de tri-turación.

h) Desmenuzamiento: Propiedadparecida a la triturabilidad, peroperjudicial para los carbones desti-nados a usos domésticos.

i) Características de coquificación:Es muy significativa en la clasifica-ción del carbón destinado a los hor-nos de coque y a la predicción de laeficacia en las parrillas.

j) Tendencia a formar escorias:Función derivada de la composiciónde las cenizas y de las condicionesde manipulación. Para la fácil ex-tracción de las cenizas, éstas debenser granuladas.

k) Grado de Ignición: Depende delas propiedades del carbón e influye

dos: método de cámaras y pilares ymétodo del muro largo.

- Tipos de carbón:Los carbones se pueden clasificaren artificiales y naturales. Dentro delos carbones naturales se puedendistinguir:

a) Antracita. Contiene menos impu-rezas y más contenido en carbono;por tanto, es el de mayor poder ca-lorífico. El contenido en materiasvolátiles es muy bajo y su combus-tión es muy limpia. Se utilizaba parausos domésticos antes de ser susti-tuido por otros combustibles. Ac-tualmente se emplea en las centralestermoeléctricas.

b) Hulla. Reúne a una gran variedadde carbones con diferente conteni-do en impurezas. Es el de más im-portancia económica. Actualmentese usa en la siderurgia, centrales ter-moeléctricas, y en algunos otrossectores industriales.

c) Lignito. Es el carbón con mayorgrado de impurezas y, por tanto, demenor poder calorífico. Se destina ala producción termoeléctrica,

d) Turba. Denominado carbón jo-ven por su rápida formación, es elde mayor contenido en impurezas yhumedad, y el de menor poder calo-rífico.

Imagen 2 – Tabla de la composición de los principales tipos de carbón natural


fondo del pozo que succiona el pe-tróleo hacia la superf ic ie .El petróleo extraído generalmenteviene acompañado de sedimentos,agua y gas natural, por lo que debenconstruirse previamente las facilida-des de producción, separación yalmacenamiento. Una vez separadode esos elementos, el petróleo seenvía a los tanques de almacena-miento y a los oleoductos que lotransportarán hacia las refinerías ohacia los puertos de exportación.

- Tipos de petróleos:El petróleo es un hidrocarburo concadenas moleculares más complejasy más largas. El petróleo es un hi-drocarburo el cual contiene un altoporcentaje de carbón (84-87%).Existe un gran variedad de crudos.El petróleo puede ser un fluido li-viano como la gasolina o pesadocomo el asfalto.

a) Petróleo liviano: El petróleo li-viano tiene una densidad API entre35 a 45 grados. Este petróleo esmuy similar a la gasolina. Es muyfluido, liviano y transparente. Laproducción de este tipo de petróleoes más fácil que la producción decrudos pesados y no necesita com-plejos procesos para su separación

del agua deformación.

b) Petróleo pesado: El petróleo pe-sado tiene una densidad API bajo25. Este hidrocarburo es bastanteviscoso y oscuro. Tiene un grancontenido de alfaltos por lo que suextracción es más difícil debido a supeso. El costo de la extracción deeste petróleo y un bajo precios deeste en el mercado lo hace un hi-drocarburo no muy atractivo paralas compañías petroleras .

c) Petróleo dulce y agrio: El petró-leo dulce y agrio esta basado en elcontenido de azufre. El petróleodulce tiene menos que 1% de azufrey el petróleo agrio tiene más de 1%de azufre. Un crudo con alto por-centaje de azufre destruirá los oleo-ductos y las refinerías. El azufre esmuy corrosivo por lo que un crudocon alto contenido de azufre serámenos costoso.

- Características del petróleo:El petróleo contiene elementos ga-seosos, líquidos y sólidos. La con-sistencia del petróleo varía desde unlíquido tan poco viscoso como lagasolina hasta un líquido tan espesoque apenas fluye. Por lo general,hay pequeñas cantidades de com-puestos gaseosos disueltos en ellíquido; cuando las cantidades deestos compuestos son mayores, elyacimiento de petróleo está asocia-do con un depósito de gas natural.Existen tres grandes categorías depetróleo crudo: de tipo parafínico,de tipo asfáltico y de base mixta. Elpetróleo parafínico está compuestopor moléculas en las que el númerode átomos de hidrógeno es siempresuperior en dos unidades al dobledel número de átomos de carbono.Las moléculas características delpetróleo asfáltico son los naftenos,que contienen exactamente el doblede átomos de hidrógeno que de car-

en la velocidad de combustión.

l) Uniformidad de calidad: Un car-bón de calidad pobre pero uniformepuede ser preferible a otro de cali-dad más elevada pero variable.

- Obtención del petróleo:La extracción, producción o explo-tación del petróleo se hace deacuerdo con las características pro-pias de cada yacimiento. Para ponerun pozo a producir se baja una es-pecie de cañón y se perfora la tube-ría de revestimiento a la altura de lasformaciones donde se encuentra elyacimiento. El petróleo fluye poresos orificios hacia el pozo y se ex-trae mediante una tubería de menordiámetro, conocida como "tuberíade producción".

Si el yacimiento tiene energía pro-pia, generada por la presión subte-rránea y por los elementos queacompañan al petróleo (por ejemplogas y agua), éste saldrá por sí solo.En este caso se instala en la cabezadel pozo un equipo llamado "árbolde navidad", que consta de un con-junto de válvulas para regular el pa-so del petróleo.

Si no existe esa presión, se empleanotros métodos de extracción. Elmás común ha sido el "balancín", elcual, mediante un permanente ba-lanceo, acciona una bomba en el

Imagen 3 – Extracción del crudo por balancín

Imagen 4 – Oleoducto


ma una broca de metal pesado subey baja repetidamente en la superficiede la tierra. Para prospecciones amayor profundidad, se necesitanplataformas de perforación rotativa.Una broca puntiaguda perfora através de las capas de tierra y roca.Una vez que se ha encontrado elgas natural, debe ser extraído deforma eficiente.

- Tipos de gases:Los combustibles gaseosos emplea-dos en la actualidad son los siguien-tes:

a) Gas de hulla: Los procesos degasificación de hulla más importan-tes están destinados sobre todo a laproducción del gas denominado "detipo gaseoducto", cuyas propieda-des son más o menos equivalentes alas del gas natural.

b) Gas de alto horno: producidopor la interacción de caliza, mineralde hierro y carbono en los altoshornos, tiene un cierto poder calorí-fico debido a su contenido en mo-nóxido de carbono, pero contieneun 60% de nitrógeno. Durante elfuncionamiento de los hornos seproducen cantidades enormes deeste gas; la mayoría se emplea paracalentar el chorro de aire para elhorno y hacer funcionar los com-presores que impulsan dicho cho-rro.

c) Gas natural: extraído de yaci-mientos subterráneos de gas.

d) Gas licuado de petróleo: (GLP),mezcla de gases licuados, sobre to-do propano o butano. El GLP seobtiene a partir de gas natural o pe-tróleo.

Este combustible fósil se perfilacomo el recurso energético favoritoy será el que experimente mayoraumento en el consumo. Durante elperiodo 2004 a 2030 se proyecta un

aumento en el consumo de gas del63%, pasando de 100 trillones depies cúbicos a 163 trillones de piescúbicos, un aumento que solo pue-de ser comparable al que se prevépara el carbón. En el año 2004, lospaíses de la OCDE consumieron lamitad del gas usado en el mundo,mientras que los países fuera de laOCDE de Europa y Eurasia consu-mieron una cuarta parte; el resto fueutilizado por el resto de países deotras partes del mundo. La previ-sión es que el gas natural continúecomo una importante fuente desuministro para la generación deenergía eléctrica, debido especial-mente a su uso en la industria, queasume casi la mitad del gasto de gas(44%) en el mundo. Esta elecciónse debe a que presenta una reduc-ción en emisiones gaseosas (encomparación con el fuel). Casi el50% del incremento de gas naturaldemandado entre el 2002 y 2025 iráa parar a la producción de electrici-dad.

bono. El petróleo de base mixtacontiene hidrocarburos de ambostipos. Es de consistencia muy visco-sa, más ligero que el agua (densidadalrededor de 0,8 a 0,95 kg/dm3), decolor negro o pardo muy oscuro yolor penetrante.

- Obtención del gas:Primero, el gas natural se extrae pormedio de perforaciones en pozosterrestres o en los océanos, despuésde transporta por gasoductos (portierra) o buques (por mar) hasta laplanta de depurado y transforma-ción para ser conducido despuéshacia una red de gas o a las zonasde almacenamiento.

Los geólogos juegan un papel im-portante en la identificación de na-pas de gas. Para encontrar una zonadonde es posible descubrir gas na-tural, analizan la composición delsuelo y la comparan a las muestras

sacadas de otras zonas donde ya seha encontrado gas natural. El gasnatural se extrae cavando un huecoen la roca. Si es una formación po-co profunda se puede utilizar perfo-ración de cable. Mediante este siste-

REFERENCIASY

BIBLIOGRAFÍA:

- www.portalplanetasedna.com

- www.inspiraction.org

- www.tecnun.es

- www.quimicayalgomas.com

- www.flexim.com

Imagen 5 – Extracción del gas natural


rial compuesto. Esta requiere unciclo térmico de curado, para pasarde un estado viscoso a un estadosólido.

Dentro de los procesos de fabrica-ción para unir conjuntamente lasfibras de carbono y la resina poli-mérica, hay un proceso que destacapor su alto desarrollo tecnológico yla alta calidad de sus piezas, es eldenominado curado en autoclave.

En este proceso se utilizan telas defibra de carbono preimpregnadas de

resina polimérica, las cuales se cor-tan y apilan sobre el utillaje capa acapa creando así la pieza a fabricar afalta del ciclo de curado, tal y comose ve en la figura 1.

Pero en el proceso de apilado decapas de preimpregnado siemprequedan pequeñas burbujas de aireentre capas, lo que conllevaría unareducción de la calidad de la piezapor existir cavidades dentro de lamisma. Este problema se resuelvecon el uso de la bolsa de vacío, conla que, en esencia, se envuelve lapieza con la citada bolsa, la cual tie-ne una o varias tomas en las que seconectarán los tubos que se dirigenhacia la bomba de vacío, una vezque las piezas están situadas dentrodel autoclave tal y como se puedever en la figura 2. Una vez cerrado

el autoclave, se pone en marcha labomba de vacío, extrayendo las po-sibles pequeñas burbujas que hayanquedado durante el apilado. Ade-más del vacío provocado dentro dela bolsa de aproximadamente –1bar,el sistema de presión del autoclavesube la presión dentro del mismohasta aproximadamente 10bar, loque hace que este proceso de ex-tracción de volátiles e imperfeccio-nes en la pieza sea muy efectivo.

Aunque los autoclaves pueden serde distintos tamaños, los utilizadosen la industria aeroespacial son los

La utilización de materiales com-puestos de fibra de carbono en laindustria aeroespacial se ha introdu-cido de forma gradual desde media-dos del siglo XX, aunque tambiénotras muchas industrias han aplica-do esta tecnología. Esto se ha debi-do principalmente a las característi-cas que ofrecen estos materiales y ala investigación realizada en estecampo.

Para la fabricación de materialescompuestos de fibra de carbono yresina polimérica se requiere por unlado la de fibra de carbono, y porotro lado la resina polimérica. Lasfibras de carbono aportan gran re-sistencia a tracción en el sentido dela fibra, siendo las que soportan lascargas en la pieza. Estas fibras seagrupan en telas o en telas preim-pregnadas de resina, dependiendodel proceso de fabricación a desa-rrollar posteriormente. Por otrolado, la resina es el elemento decohesión, que da rigidez, resistenciaa compresión y estabilidad al mate-

CURADO DEFIBRA DE CARBONO

EN AUTOCLAVE EN LAINDUSTRIA AEROESPACIAL.

LUIS MUÑOZ IZQUIERDO. INGENIERO AERONÁUTICO.

Figura 2. Disposición de las piezas dentro delautoclave, dispuestas con las bolsas de vació yel entubado de estas a la bomba de vacío.

Figura 1. Apilado manual de las telas de fibrade carbono preimpregnadas, para la posterioraplicación del ciclo de curado en autoclave.


autoclave y de la cámara principal,tal y como se observa en la figura 3.El gas que se utiliza es normalmentenitrógeno, ya que el oxígeno del airejunto con altas temperaturas y grancantidad de material plástico po-drían provocar fácilmente la com-bustión del interior del autoclave.

Gracias a los autoclaves se consi-guen piezas de material compuestode altas prestaciones, esto se debe alos requerimientos que el autoclavees capaz de proporcionar durante elciclo de curado. Estos requerimien-tos técnicos son básicamente pre-sión y temperatura. Aunque ademástambién se requiere un campo detemperaturas homogéneo dentrodel autoclave a lo largo del curado,para que no exista gradiente de tem-peratura en piezas grandes, lo queproporcionaría distintas velocidadesde curado y por consiguiente defor-maciones debidas a las tensionesresiduales, por lo que la calidad final

de la pieza se vería degradada, te-niendo que desechar las piezas de-fectuosas. Esta homogeneizacióndel campo de temperaturas dentrodel autoclave se consigue mediantela circulación turbulenta del gasdentro del mismo, aumentando elcoeficiente de conducción convecti-va dentro del mismo. Además laspiezas son situadas estratégicamentedentro del autoclave, para que elflujo fluido sea lo más uniformeposible.

La gran inversión de capital quesupone un autoclave queda justifica-da por las altas prestaciones de laspiezas obtenidas. Su alta rigidez es-pecífica es su característica princi-pal. Aunque su rigidez sea menorque la de los metales como el aceroy el aluminio, la fibra de carbono haido ganando terreno a piezas estruc-turales dentro del avión. Prueba deesto es que en la actualidad aproxi-madamente un 40% de los avionesson de materiales plásticos, y esteporcentaje sigue en aumento, debi-

do a los grandes esfuerzos en inves-tigación que se están llevando a ca-bo para seguir reduciendo un factormuy importante en aviación, el pe-so.

de mayores dimensiones debido alas dimensiones de las piezas a cu-rar, como son el caso de revesti-mientos de alas o los larguerillos deestas. Además de las grandes di-mensiones, los autoclaves tambiénson de gran complejidad tecnológi-ca debido a los subsistemas y lacoordinación existente entre estosdurante el funcionamiento del mis-mo, para poder así, cumplir con losrequerimientos de temperatura ypresión exigidos por la resina du-rante su curado en el autoclave.

El funcionamiento de un autoclavese puede observar en la figura 3,donde se tiene un autoclave de 5metros de diámetro y 20 de longi-tud, en el que hay dispuesto un re-vestimiento de ala sobre el utillajepertinente. Tras la activación delsistema de vacío y del sistema depresurización que extraerán volátilese imperfecciones de las piezas, seponen en funcionamiento los calen-tadores y ventiladores. Los prime-ros se encargan de calentar el gasdel autoclave, y los segundos se en-cargan de poner en circulación todoel gas a través de las camisas del

Figura 3. Esquema de un autoclave y la convección forzada en el interior del mismo.


- Autoclaves for AerospaceApplications: Issues and Challenges

- PFC Simulación termodinámicade un autoclave para curado dematerial compuesto II. Luis MuñozIzquierdo.

“Las piezas de materiales compuestos de fibra de carbonotienen mayor rigidez específica que las de acero o aluminio”


causas del comportamiento conjun-to estructura-terreno que son el ver-dadero origen de la patología pro-ducida.

Será muy importante seguirestos pasos, porque sino la repara-ción simplemente se quedará enalgo estético o superficial. La lesiónse reproducirá superficialmente y loque es más grave continuará su pro-ceso de deterioro de manera oculta,con lo que unas simples grietas enparamentos mal diagnosticadas pue-den llevar, de manera extrema, a laruina o colapso del inmueble.

Finalmente, conocida lacausa y el origen de la o las lesionesse diseñará el tratamiento mas ade-cuado adoptar para su reparación.Éstos pueden ir desde una reestruc-turación de cargas sobre la estructu-ra propiamente dicha, a la modifica-ción de la situación del agua subte-rránea, pasando por los distintostipos de recalces de la cimentaciónexistente.

Vamos a analizar las causasbásicas de fallos de cimentación ylas clasificaremos en tres grandesgrupos, de la siguiente forma:

Rotura o deformación excesiva delterreno.

- Alteraciones del terreno.

- Deformación del terreno.

- Desconocimiento del terreno.

- Rotura del terreno.

Fallo estructural de la cimentaron.

- Deterioro estructural.

- Modificaciones en el edificio.

- Efectos antrópicos.

Catástrofes naturales.

- Sismo.

- Socavación en ríos y/o encosta.

1. ROTURA O DEFORMACIÓNEXCESIVA DEL TERRENO

En una cimentación, una delas condiciones básicas que debecumplir es que, las deformaciones ymovimientos no impidan el uso dela estructura. Las deformaciones ymovimientos son muy difícil de pre-decir con exactitud (y menos aunfrente a cambios futuros) y es impo-sible que no aparezcan estas en ma-yor o menos grado.

1.1. Alteraciones del terreno

Se trata de una lesión que seorigina después de la puesta en fun-cionamiento del edificio, en muchoscasos, la causa principal de los pro-cesos patológicos es el agua, por loque deberá ser una de las primerascausas que descartemos.

INTRODUCCIÓN

Las lesiones en cimentacio-nes son estadísticamente las quemayor coste global conllevan, ade-más de la gran complejidad para sureparación y por la fuerte alteracióne incluso interrupción del uso delinmueble, además de influir general-mente en edificaciones colindantes.Es por ello por lo que determinarlas causas de la lesión de manerarápida y fiable se hace muy impor-tante en estos casos.

Pero en este caso el diag-nostico de este tipo de problemasno es inmediato. Se tiene que anali-zar previamente los distintos sínto-mas, principalmente grietas y movi-mientos provocados en el edificio(giros, asientos, desplazamientos,deformaciones, etc) y a partir deestos deducir qué efecto los ha ori-ginado. Pudiendo observar y cono-ciendo tanto la cimentación de apo-yo, como el propio terreno dondese asienta, se podrán deducir las

CAUSAS Y ORIGEN DE LASLESIONES EN LA CIMENTACIÓN

RUBÉN DE LA RIVA FERNÁNDEZ. ARQUITECTO TÉCNICO


Imagen 2 - Derrumbe total de un edificio en Shanghái, a causa de fallos en la cimentación “www.elmundo.es”

su talado aumente lahumedad del terreno yeste, tienda a esponjar-se y por tanto aumen-tar su volumen.

Como medidade precaución en am-bos casos, los árbolesse deben plantar man-teniendo una distancia

de seguridad con la cimentación,que será igual a 1,5 H siendo H laaltura máxima de crecimiento quepuede alcanzar el árbol.

1.2. Deformación del terreno

Dentro de las causas quepueden impedir el uso de la estruc-tura, los asientos de la cimentaciónson tal vez, la lesión más abundante.

Aclarar que los asientos y las defor-maciones de una cimentación noson la causa de su patología (parte

de la ciencia que estudia la lesión),sino que son la patología misma.

Dentro de las deformaciones vamosa diferenciar 3 tipos distintos:

- Asientos uniformes; Aparecencuando se produce un descensogeneralizado, de la misma magnitud,en todos los puntos de la cimenta-ción; La estructura desciende tam-bién, de manera “solidaria”, con lacimentación. También se denomi-nan asientos totales o asientos gene-rales. Este tipo de asientos suele sertolerado por la estructura, pero noson tan fácil de tolerar por las dis-tintas instalaciones, siestas no estánbien preparadas.

Para que pueda darse este tipo deasiento no solo se requiere unifor-midad del efecto del suelo, sinotambién de la estructura de cimenta-ción (cimentación con losas, zapatascon cargas idénticas,…). Son máshabituales, como movimientos ge-

Pueden causar diferenteslesiones sobre el edificio como son;rotura y obstrucción con sus raícesde la red de saneamiento, deshidra-tando el terreno lo que provocaraun asiento, generando este grietasde forma similar al fenómeno de la“esquina”, es decir formándose unarco cuyo vértice se encuentra pró-ximo al árbol y con espesor de lagrieta prácticamente uniforme entodo su recorrido. También puedesuceder el efecto contrario, que tras

Imagen 1 - Asientos provocados por arboles“www.elconstructorcivil.com


ra como a los servicios, pero losdaños pueden ser de magnitud muyvariable.

Las principales causas de asientosdiferenciales son:

1) Estructuras inferiores de poten-cia variable y contactos inclinados.

2) Diferencias en el terreno no de-tectadas.

3) Cimentaciones desequilibradas.

4) En el caso de pilotes, por defectode ejecución o por rozamiento ne-gativo (que también puede provocarasientos uniformes).

Se puede evitar con:

1) Reconocimientos del terrenoabundantes.

2) Reconocimientos del terreno sis-temáticos.

- Giros; Este tipo de lesión generaproblemas que en principio sonvisuales y que pueden llegar a ser“definitivos”, son capaces de crear

problemas de servicio sin llegar adañar la estructura, esto no quita,que igualmente sean capaces dearruinar la estructura. Además in-crementa los momentos sobre lascimentaciones.

Causas de los giros:

1) Diferencias bruscas en el terreno.

2) Resto de construcciones enterra-das.

3) Centro de Gravedad muy alto(torres).

4) Gran exceso de carga.

5) Las mismas causas que para losasientos diferenciales, cuando lacimentación actúa como un“conjunto” (losa, grupo de pilotescon bloqueo e incluso zapatas muyarriostradas)

Otra de las deformacionesgenerales que podemos encontraren nuestro edificio y que sea posi-blemente una lesión que tenga suorigen en un problema de cimenta-

Las principales causas de los asien-tos uniformes son:

1) Capas profundas no reconocidas,generalmente de arcillas blandas,arcillas orgánicas o turbas.

2) Capas profundas anteriores, re-conocidas pero “despreciando” losasientos frente a la obsesión de la“capacidad portante”.

3) Capas profundas o no, que hanpodido reconocerse y tenerse encuenta, pero que se han producidounos cambios (previsibles o no) enlas condiciones generales de la es-tructura y/o del suelo y su entorno.

4) Exceso de carga, por error dediseño o por cambio de condicio-nes.

Se pueden evitar estos asentamien-tos uniformes con:

1) Buenos reconocimientos en pro-fundidad.

2) Diseños adecuados.

- Asientos diferenciales; Este tipode asiento provoca esfuerzos cor-tantes, además de poder provocarflexiones. Afecta tanto a la estructu-

Imagen 3 - Torre norte de la Plaza España, Sevilla.Grieta producida por asientos diferenciales.“www.sevilla21.es”

Imagen 4 - Edificio hundido media planta sin que la estructura sufra daño. “www.eluniversal.com”


Movimiento de centímetros

Velocidad moderada de deforma-ción

Daños y deformaciones progresivasde la estructura

Proceso largo y lento (con o sinruina)

1.3. Desconocimiento del terreno

Son errores previsibles yaque con un buen calculo y un buenconocimiento del terreno cobre elque vamos a edificar, las lesionespodrían prevenirse. Las principalescausas del desconocimiento del te-rreno pueden ser: escasez de reco-nocimientos previos del terreno,mala interpretación de los mismos,no consideración de los fenómenosde agresividad, etc. Todo ello deri-vado de una escasez de ensayos yreconocimientos.

Las posibilidades de queeste tipo causa como origen de lalesión en la cimentación de un edifi-cio, generalmente quedan muy re-ducidas, debido a la obligatoriedadde realizar un Estudio Geotécnico.Este estudio cobra una mayor im-portancia en terrenos de arcillas

expansivas, terrenos blandos, terre-nos con rellenos antrópicos, etc.

- Infravaloración del riesgogeotécnico: una vez conocido elestado del terreno sobre el que va-mos a cimentar, este caso se puededar cuando: se desprecia los efectosque puede producir la falta de ho-mogeneidad de un suelo o las dis-tintas profundidades de apariciónde la roca en planta, despreciar

igualmente los posibles efectos deuna fuerte expansibidad o de posi-ble subpresión o fenómenos desubsidencias, procesos de disolu-ción, etc.

- Defectos en la evaluacióndel terreno: como pueden ser,asientos calculados no tolerablespor la estructura, esfuerzos parási-tos en pilotes (olvido del efecto deasiento de terrenos flojos o rellenosrecientes), etc. Una defectuosa esti-mación del efecto “grupo” en pilo-tes flotantes, no considerando losesfuerzos laterales o del rozamientonegativo, etc.

- Ausencia de consideracióndel bulbo de tensiones: de la cimen-

tación propia, y su alcance. Produci-do cuando el espesor del firme ele-gido es insuficiente y el estrato si-tuado inferior a el es de menor re-sistencia o con diferentes caracterís-ticas.

Pero también de cimentaciones co-lindantes, que podrían suponer unacarga oblicua sobre nuestra cimen-tación: habrá que considerarla encálculo y prever un proceso cons-

Las características principales delarrufo son:

1) Grietas en las zonas bajas.

2) Roturas próximas al suelo.

3) Típico de terrenos poco compac-tos.

La morfología de las grietaspuede ser muy diversa, dependien-do de muchos factores (fabrica, rigi-dez, arriostramiento,…).

No debe confundirse lasituación de tracción horizontal conel arrufo que, en algunas ocasiones,en lugar de grietas diagonales poresfuerzos cortantes, produce grietasde tracción sub-verticales por fle-xión.

Quebranto; Nos encontramos en elcaso opuesto al anterior, si bien enel arrufo el asiento únicamente seproducía en la zona central de lacimentación, en el quebranto elasiento se produce en los dos extre-mos de una fachada al mismo tiem-po.

Las características principales delquebranto son:

1) Grietas en zonas altas.

2) Roturas próximas al techo.

3) Típico de arcillas expansivas.

Con todo esto se llega a laconclusión de que la deformaciónde un terreno en general tendrásiempre alguna de las siguientes ca-racterísticas:

Consolidación

Colapso (Total o Parcial)

Hinchamiento

“Unas simples grietas en paramentos mal diagnosticadas pueden llevar, de manera extrema,a la ruina o colapso del inmueble”

Imagen 5 - Empujes horizontales producidos porotras cimentaciones. “www.asefa.es”


lo que deducimos que este tipo delesiones son evitables.

Suelen aparecer en un plazobreve, enmascarados por lo quegeneralmente se conoce como“asiento inicial del edificio” en elque inicialmente se producen unaspequeñas lesiones, que con un co-rrecto dimensionado y control deejecución no tendría porque darse.Unos de los errores mas frecuentesque encontramos son:

- Apreciación errónea de los estra-tos resistentes: En este caso podríaderivarlo a un error en cuanto alestudio geotécnico, confundiendocapas resistentes (lo que seria nues-tro firme) con capas de poco espe-sor, bolos erráticos, etc.

- Mala calidad de los materiales, enespecial hormigones: Lo que provo-caría una disminución de la capaci-dad portante y un deterioro de za-patas, losas o muros por escasa cali-dad de los materiales: grietas de re-tracción por mala dosificación delhormigón, materiales con resisten-cia inferior a la requerida en proyec-to, etc.

- Lavado del hormigón en cimenta-ciones superficiales o profundas:Por estar colocado en presencia deaguas en movimiento.

- Errores en la colocación y calculode armaduras: confusión de diáme-tros de armado, ausencia de separa-dores, error en comprobaciones acortante, punzonamiento, flexión,excentricidad, etc.

- Rotura o corte de pilotes: rotosdurante la hinca o pilotes hincadosen arcilla blanda que no han sidorehincados debidamente, fallo delos empalmes en pilotes de acero ode madera, defectuosa extracción dela entubación en el caso de piloteshormigonados in situ, etc.

2.2 Modificaciones sobre el edificio

Se trata de las modificacio-nes al proyecto del propio edificioque pueden afectar a la cimenta-ción. Y esto puede ocurrir de variasformas, entre ellas:

2. FALLO ESTRUCTURAL DELA CIMENTACIÓN

Al contrario que sucede conla deformación del terreno, en estecaso, el terreno a penas sufre nin-gún tipo de deformación y suelevenir provocado por la mano delhombre, ya sea por error a la horade calcular la cimentación, o bien ala hora de elegir el tipo de hormi-gón, por una mal control de ejecu-ción, etc.

2.1 Deterioro estructural

Generalmente dado por unaserie de errores en el proyecto y deuna mala ejecución del mismo y portanto un mal control de calidad, por

Imagen 6 - Aplastamiento pilar, debido en parte a la mala calidad del hormigón. “www.facingyconst.com”


Diseño, calculo, construcción y patología de cimentaciones y recalces “Lozano Apolo, Jerónimo”

Diagnosis y causas en patología de la edificación “Muñoz Hidalgo, Manuel”

Cuadernos técnicos (asientos) “www.geosec.es”

Información bibliográfica (cimentaciones) “”www.stmr.es”


yecciones de compensación sueleser la técnica elegida para tratar es-tos procesos.

3. CATASTROFES NATURALES

Es una de las causas que enprincipio mas extraña es que se de,pero en casa de que se produzca,son las mas catastróficas, tambiéndependerá de la magnitud de la mis-

ma y de cómo este diseñada la es-tructura, para ver el grado en queafectara a esta.

- Sismo: Este tipo de acontecimien-to es impredecible, tanto en tiempocomo en magnitud, por lo que esmuy difícil de prever, aunque si setiene en cuenta a la hora de proyec-tar una estructura.

El principal riesgo de estos,es el movimiento que generan sobreel terreno produciendo corrimien-tos, deslizamientos, roturas, licue-

f a c c i ó n d e l t e r r e n o ,etc…Provocando daños graves so-bre la estructura, incluso llegando alcolapso.

- Socavación en ríos y/o costa: Estose da generalmente por realizarconstrucciones cercanas a zonas defluencia de agua, donde al excavar agran profundidad para la realización

de la cimentación, podemos encon-trarnos con enormes cantidades deagua, que a demás de dañar el hor-migón de la propia cimentación porestar en contacto, también puedeproducir un desgaste sobre el mis-mo o sobre el terreno.CONCLUSIÓN

Los daños a la cimentaciónpueden tener graves consecuenciaspara la edificación, llegando inclusoal colapso. Por lo que debe preversecualquier riesgo desde la fase deproyecto. Considerando no sólo

excavaciones subterráneas, paraganar sótanos o bien fosos indus-triales, cámaras acorazadas, etc.

- Incrementos de sobrecargas deuso: Aumento de la actividad queprecise la aparición de elementos noprevistos (fichero, maquinaria, etc)o bien un cambio de actividad yconsecuentemente de las cargas.

- Rehabilitación o adecuación al usosobre todo en plantas bajas: Cambiode función de la estructura y nor-malmente conlleva una redistribu-ción de cargas, con una nueva dis-tribución de pilares, apertura dehuecos no previstos en muros defachada, etc.

2.3 Efectos antrópicos

Este tipo de lesiones podríabien incluirse en el apartado ante-rior, al referirnos como “efectosantrópicos” a los generados por lasactuaciones realizadas por el hom-bre.

Pero en este caso vamos areferirnos más a las actuaciones so-

bre el entorno de la cimentaciónque va a tener su origen en la activi-dad del hombre y por tanto no vana poder ser previsibles en el proyec-to.

Lógicamente es imposibleprever en un proyecto inicial lasposibles modificaciones futuras quese van a realizar entorno a nuestroedificio (como otro edificio colin-dante, túneles de metro, etc. ) Sinembargo muchos de estos proble-mas se evitarían si se consideraseadecuadamente cuando se realizanlas actuaciones posteriores. Las in-

“La mayoría de los fallos estructurales vienen provocados por la mano del hombre, por loque hay que poner especial cuidado en la proyección y ejecución de las estructuras”

Imagen 7 - Puerto Príncipe, Haití. Posterior al terremoto de 2010. “www.elmundo.es”


Preprocesado de imágenes. Preparación previa a laextracción de parámetros característicos.

JOSUÉ CABRERA FALCÓN, INGENIERO TÉCNICO DE TELECOMUNICACIONES ESP. SISTEMAS ELECTRÓNICOSMIGUEL A. GUTIERREZ RAMOS, INGENIERO TÉCNICO DE TELECOMUNICACIONES ESP. TELEMÁTICA

mizar la diferencia entre los distintos rangos de datos[1].

Mediante el uso de autovectores y una matrizde covarianza, los datos se "giran" en un nuevo espaciodonde los valores se maximizan para posteriormenteser devueltos al espacio original. En el procesamientode imágenes, una propiedad útil de la decorrelación, esque maximiza las diferencias entre las bandas, con loque se consigue separar los colores de la imagen, exa-gerándolos y en consecuencia, mejorando la interpreta-ción visual y los futuros procesos que se le apliquen.

Las imágenes a procesar están representadaspor una matriz ‘I’ de MxNx3 donde MxN representa eltamaño de la imagen para cada canal de color. De estemodo, los píxeles de unaimagen están re-presentados por el v e c t o rxERI [1]. Sea ‘V’ la expresión de la covarianza o matrizde correlación de ‘x’ y el análisis propio asociado con elanálisis de componentes principales descrito como:

Donde las columnas de ‘U’ denotan los auto-vectores y los ele- mentosde la diagonal de la m a t r i zdiagonal ‘E’ denotan los autovalores correspondientes.Usando la transformación el vector ‘x’ es trasformadoa un nuevo espacio donde los nuevos datos vienen da-dos por:

La escala, aplicadacon el fin de igualar la diferencia, se logra en este espa-cio dividiendo cada valor de ‘y’ por su correspondientedesviación estándar ei1/2. De este modo, la nueva ma-

1 IntroducciónEl estudio y extracción de parámetros caracte-

rísticos a partir de una imagen es parte primordial ensistemas de clasificación y/o reconocimiento.

El presente artículo trata el preprocesamientollevado a cabo a una imagen para su posterior estudio yextracción de dichos parámetros. El objetivo funda-mental de este preprocesado, es aislar al sujeto de estu-dio del entorno que le rodea y que de esta forma, soloquede información referente al mismo. Durante el ar-tículo se utilizará como ejemplo la imagen microscópi-ca de un grano de polen.

Aunque el preprocesado se puede llevar a cabode muchas y diversas maneras, en esta ocasión se ha

optado por el diagrama que muestra la figura siguiente:

2 DecorrelaciónLa decorrelación es un término general para

cualquier proceso en el que se intente reducir la auto-correlación dentro de una señal, o la correlación cruza-da dentro de un conjunto de señales, mientras se con-servan otros aspectos de la misma. El objetivo es maxi-

Figura 1. Pasos del preprocesado.


En la siguiente figura sepuede ver el resultado de aplicar latransformación al espacio HSV auna imagen RGB.

Una vez se tiene la imagentransformada al domino HSV, seutilizará únicamente la imagen ensaturación (S). Esta imagen permitediferenciar mejor el fondo del obje-to a estudiar.

3.1 MatizEl Matiz se representa co-

mo un grado de ángulo cuyos valo-res posibles van de 0 a 360°. Cadavalor corresponde a un color. Porejemplo: 0 es rojo, 60 es amarillo y120 es verde.

De forma intuitiva se puederealizar una transformación paraconocer los valores básicos RGB. Sise disponen de 360 grados, dóndese dividen los 3 colores RGB, esoda un total de 120º por color, sa-biendo esto se puede recordar queel 0 es rojo RGB (1, 0, 0), 120 esverde RGB (0, 1, 0) y 240 es azulRGB (0, 0, 1). Para colores mixtosse utilizan los grados intermedios, elamarillo, RGB (1, 1, 0) está entrerojo y verde, por lo tanto 60º.

Esta transformación permi-te saber los tonos de matices quecontienen colores puros en toda lacantidad (o ninguna) de los coloresR, G y B. Para el color blanco pue-de poner cualquier matiz y estable-cer una saturación de 0. Por contra,para el color negro se puede ponercualquier color y saturación, siem-pre que se ponga un valor de 0 [2].

3.2 SaturaciónSe representa como la dis-

tancia al eje de brillo negro-blanco.Los valores posibles van del 0 al100%. A este parámetro también sele suele llamar "pureza" por la ana-logía con la pureza de excitación yla pureza colorimétrica de la colori-metría. Cuanto menor sea la satura-ción de un color, mayor tonalidadgrisácea habrá y más decoloradoestará.

Para calcular la saturación,simplemente basta con dividir elcolor por el máximo color para esevalor [2].

La transformación que lle-vara esta nueva matriz al espaciooriginal vendrá dada por:

En la siguiente figura sepuede ver el resultado de aplicar ladecorrelación a una imagen.

3 Transformación HSVEl modelo HSV (del inglés

Hue, Saturation, Value – Matiz, Sa-turación, Valor), define un modelode color en términos de sus compo-nentes. Este modelo fue creado en1978 por Alvy Ray Smith. Se tratade una transformación no lineal delespacio de color RGB.

En esta trasformación, elmatiz se representa por una regióncircular; una región triangular sepa-rada, puede ser usada para represen-tar la saturación y el valor del color.Como norma general, el eje verticaldel triángulo denota el valor del co-lor, mientras que el eje horizontalcorresponde a la saturación. De estemodo, un color puede ser elegido altomar primero el matiz de una re-gión circular, y después seleccionarla saturación y el valor del colordeseados de la región triangular.

Figura 2. Imagen procesada con decorre-lación.

Figura 3. Cono de colores del espacio HSV.http://andyjohnsonn.blogspot.com.es/

PONER AQUÍ IMAGEN

Figura 4. Ejemplo de transformación de imagendecorrelada a dominio HSV.

Figura 5. Imagen resultado de tomar el canal S dela transformación HSV.


res de los píxeles de la imagen a dosúnicos valores, en este caso ‘0’ o ‘1’,donde el ‘0’ representa el color ne-gro y el ‘1’ el color blanco.

El objetivo de esta binariza-ción es poder crear una imagen sim-ple, de la que se pueda obtener susparámetros geométricos y a la vez,se pueda usar como máscara paradesechar la zona de la imagen queno interesa, en este caso, el fondodel grano de polen.

Como se puede observar enla imagen resultado de la binariza-ción, si bien el fondo del grano depolen ha quedado de color negro,existen zonas pertenecientes algrano de polen que también hanquedado de color negro. El siguien-te paso será eliminar esas zonas ne-gras para tratar de dejar todo elgrano de polen de color blanco ypoder usarlo como máscara, apartede poder extraer sus parámetrosgeométricos.

La idea es la de eliminar losconjuntos de píxeles con valor‘0’que estén rodeados en su totali-dad por píxeles con valor ‘1’.

El resultado de la imple-mentación de este proceso se puedever en la siguiente figura.

Si se observa la imagen an-terior, existen zonas blancas (en estecaso han sido coloreadas de rojopara su mejor diferenciación) queno pertenecen al sujeto de estudio ypor lo tanto no interesan. El si-guiente paso consistirá en tratar deeliminar estos conjuntos menorespara dejar un único objeto en unfondo negro.

La idea será la de eliminartodos los conjuntos de píxeles inter-conectados con valor ’1’, menoresal número que se establezca.

Una vez terminada la bina-rización, se tiene una imagen lógica(valores de los píxeles ‘0’ o ‘1’) quesirve, por un lado para extraer susparámetros geométricos y por otrolado, para usarla como máscara enel siguiente paso.

6 Multiplicación de la máscarapor la imagen original

Una vez obtenida la másca-ra mediante la binarización del canal‘S’ ecualizado, el siguiente paso, seráel de multiplicarla por la imagenoriginal. El objetivo de esta multi-

3.3 ValorRepresenta la altura en el

eje blanco-negro. Los valores posi-bles van del 0 al 100%. 0 siempre esnegro. Dependiendo de la satura-ción, 100 podría ser blanco o uncolor más o menos saturado [2].

4 Ecualización del Histograma.Cuando se realiza la ecuali-

zación del histograma de una ima-gen, lo que se pretende es obtenerpara dicha imagen, un nuevo histo-grama con una distribución unifor-me del mismo. Con ello se quierelograr que exista la misma cantidadpíxeles para cada nivel de gris delhistograma de una imagen mono-cromática. En la transformación,todos los píxeles de un mismo nivelde gris se transformarán a otro nivelde gris y el histograma se distribuiráen todo el rango disponible sepa-rando las ocupaciones de cada nivel.

El resultado de la ecualiza-ción maximiza el contraste de unaimagen sin perder información detipo estructural, esto es, conservan-do su Entropía (información) [3][4].

Una vez modificado el his-tograma y obtenida la imagen ecua-lizada se puede proceder con la bi-narización de la misma.

5 BinarizaciónLa binarización consiste en

transformar todo el rango de valo-

Figura 7. Resultado de la binarización conumbral 0.45.

Figura 8. Resultado de la eliminación de losconjuntos de píxeles.

Figura 6 Ecualización del histograma del canal ‘S’.

Figura 9. Resultado de la eliminación de los


y por otro lado una imagen RGBsobre fondo negro de la que se pue-den obtener otro tipo de paráme-tros como los de textura, colorime-tría, etc. El resultado se puede veren la figura 10.

7 ConclusionesAunque los sistemas de pre-

procesado pueden ser muy diversose incluir muchos más pasos para laobtención de la imagen final, ha-ciendo uso del diagrama propuestoen este artículo, para una imagen enla que visualmente se diferencia elentorno del objeto de estudio, obte-ner una separación computacionalclara de ambos se puede llevar acabo con un preprocesado relativa-mente simple.

Obtener una base de datosnormalizada para la aplicación dediferentes sistemas extractores decaracterísticas se convierte en tareafundamental para todos los sistemasde clasificación y/o reconocimien-to. Las técnicas de preprocesadopermiten obtener esas bases de da-tos normalizadas de una forma rápi-da y completamente automática.

multiplicación es conseguir unaimagen, en la que se vea el sujeto deestudio en un fondo negro, parasimplificar de manera notable laextracción de las características delmismo.

Esta multiplicación se reali-zará tres veces, una por cada canalde color de la imagen RGB. La ope-ración se realizará multiplicandocada píxel de la imagen binarizadapor el píxel que tenga la misma po-sición en la imagen original. Al te-ner una imagen binaria con valores‘0’ y ‘1’, la zona correspondiente algrano de polen, la cual se corres-ponde con valores ‘1’, no afectará alos canales de color en la multiplica-ción. Por otro lado, la zona corres-pondiente al fondo, la cual tienevalores ‘0’, producirá que los valo-res de esa zona en los canales RGBse queden a 0, quedando finalmenteuna imagen objeto de estudio sobreun fondo negro.

De esta forma ya se hanobtenido dos imágenes que nos per-miten extraer parámetros caracterís-ticos del objeto de estudio, por unlado una imagen binaria de la queobtener sus parámetros geométricos


[1] N. A. Campbel l . Thed e c o r r e l a t i o n s t r e t c htransformation. INT. J. RemoteSensing, VOL. 17, NO. 10, 1996,PAG. 1939-1949.

[2] http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_de_color_HSV . Últimavisita 03/02/2015

[3] H.D. Cheng, X.H. Jiang, Y. Sun,J ingl i Wang. Color imagesegmentation: advances andprospects. Pattern Recognition.Vol. 34, Issue 12, 2001, PAG 2259–2281.

[4] Xavier Felip León, Alfonso M.Moya Catalán, Antonio J. PeñaMonferrer, Daniel Segarra Felis.Modificación del histograma de unaimagen. http://rei.uji.es/i n d e x . p h p ?journal=rei&page=article&op=viewFile&path[]=5&path[]=4 (últimavisita 03/02/2015).

Figura 10 Resultado de la multiplicación de la máscara por la imagen original. De izquierda a derecha: máscara binaria, imagen original, resultado de la multiplica-ción.


ANÁLISIS DE LOS RIESGOS BIOLOGICOS EN LAEDIFICACIÓN: ANIMALES E INSECTOS II

1 año aproximadamente.

Las cucarachas son omnívoras(se alimentan de carne y de vegeta-les). Gustan preferentemen-te alimentos que contengan harina yazucares. Ingieren también, leche,queso, carnes, granos, azúcar, cho-colate; prácticamente de todo. Cual-quier alimento que el hombre puedaingerir está expuesto a la contami-nación de la cucaracha. También sealimentan de celulosa (papel, car-tón), plafones de techo que conten-gan almidón, telas, otras cucarachas,sangre fresca o seca, esputo, uñasde las manos y pies, sus propiosexcrementos y los ajenos.

En el estudio sobre los efectosen la salud de los trabajadores y elgrupo de riesgo, debemos de tener

en cuenta que Las característicasmorfológicas y fisiológicas de lascucarachas les confieren la capaci-dad de ejercerla función de vectores de numero-sas y variadas enfermedades. Nosolamente de las relacionadas con ladescomposición de los alimentos ydesechos orgánicos, sino tam-bién virus como la gripe y otras en-fermedades infecciosas comola tuberculosis.

Por otro lado, los helminthosson el segundo grupo más impor-tante de organismos patógenos quetransmiten las cucarachas. Siete es-pecies han sido encontradas en elinterior de cucarachas y los huevosde otras especies han aparecido enlas heces. (Shistosoma haemato-

En el presente artículo se preten-de completar la lista de los animalesmás perjudiciales para la salud delos trabajadores en el ámbito de laconstrucción y restauración, ademásde las medidas preventivas a llevar acabo.

CUCARACHAS

La cucaracha más significativa esla Periplaneta americana Con un tama-ño de 26 – 38 mm, la cucarachaamericana es claramente mayor quelas cucarachas de otros géneros.Son de color marrón roji-zo con un llamativo protórax condibujos. Ambos sexos son alados.La cucaracha transporta durante unbreve período de tiempo los paque-tes de huevos, los pega en escondri-jos y los tapa con diferentes mate-riales. Las larvas salen a los 1–2 meses y el tiempo total en conver-tirse en una cucaracha adulta es de

DANIEL MERCHÁN GUERRERO. INGENIERO DE EDIFICACION.

Imagen 1: Cucaracha americana

Imagen 2: Tipos de cucarachas. La más peligrosa es la Periplaneta americana o cucaracha americana.


trampas para “cubrir” las áreas deinfestación sospechosas.

La cantidad de tiempo que sedeben de dejar las trampas dependedel nivel de infestación. Con infes-taciones grandes, puede ser que lastrampas se llenen por completo porla noche. Las infestaciones más pe-queñas pueden requerir varios díashasta una semana o más para atra-par un número significativo de cu-carachas. Si la superficie de la tram-pa pegajosa está completamentecubierta de cucarachas, la trampa sedebe de remover y ser reemplazadaporque dejaría de ser eficaz.

Después de atrapar un númeroimportante, se deben anotar las fe-chas que se pusieron las trampas yla fecha de colección en la hoja dedatos para las trampas. Luego, revi-sar cada trampa, anotar las clases decucarachas atrapadas y contar elnúmero total de las cucarachas encada trampa, sumándolas todas. Acontinuación, dividir el total por elnúmero de trampas que se han usa-do, seguido de la división de estenúmero por el número de nochesen que se pusieron las trampas, re-sultando el promedio. Con éste da-to y junto a la siguiente tabla, depuede determinar el nivel de infes-tación según la especie:

Si el resultado es bajo, no es peli-groso no existen riesgos significati-vos. Si la infestación es moderada,

alta o muy alta, Se deberá poner encontacto con profesionales dedica-dos al control de plagas, ya queexiste un riesgo biológico alto.

Por otro lado está la determina-ción de los ambientes propicios pa-ra su crecimiento, donde hay quetener en cuenta que este género tie-ne una preferencia especial por lastemperaturas altas (sobre 29°C) yhabita preferentemente en lugarescálidos, no soportando los climasfríos. También proliferan en zonasde alta humedad y pueden vivir aclimas secos. Por último, habitanprincipalmente en interior de edifi-cios, sótanos, drenajes, baños, desa-gües, alcantarillado, respiraderos,conductos…

Bajo éstas líneas, es deducibleque los trabajos afectados sean eninteriores de rehabilitación y restau-ración, Instalación y reparación deconductos, fontanería, instalación yreparación de saneamiento.

La lucha contra ellas no es nadafácil por su posibilidad de acantona-miento en recovecos y desplaza-miento por alcantarillas, su trans-porte en embalajes y su resistencia alos insecticidas. Por otro lado, lastécnicas adecuadas de desinsecta-ción que requieren no son simples y

exigen desde proyectos de edificiossin rendijas ni recovecos, filtros endesagües, etc.

Necator americanus).

Varios estudios muestran que lascucarachas pueden adquirir, mante-ner y excretar ciertos virus.(Coxsackie virus y varias razas depoliomyelitis. También se sospechaque son vectores de Hepatitis infec-ciosa). Por último, Aspergillus fumiga-ta y Aspegillus niger, asociados a con-diciones patológicas, se han reporta-do como huéspedes de cucarachas.

Bajo éste premisas de riesgo decontagio, se hace necesario un estu-dio de medición de la poblacióndentro del lugar a trabajar, ya queserá muy importante a la hora deavaluar el riesgo y las medidas a to-mar para prevenirlo. Para ello sehan tomado las premisas marcadaspor el University of Nebraska–Lincoln, 2006:

En primer lugar, se deben colo-car trampas pegajosas, ya que sonmás fáciles de comprar y usar, sien-do con cebo o sin cebo. Las tram-pas pegajosas con cebo están empa-padas con feromona de agregacióny pueden atrapar más cucarachas,pero las que no llevan cebo funcio-narán bien para localizar las infesta-ciones. El número de trampas nece-sarias depende de qué tan extensa esla infestación. Hay que asegurarsede usar las mismas clases de tram-pas para hacer unas comparacionesválidas. Antes de que colocar lastrampas, se deben etiquetar lastrampas para que después se puedasaber dónde y cuándo se colocaron.Una vez hecho esto, posicionar lastrampas cerca de las grietas y hendi-duras, en las fuentes de humedad ocomida o en donde se hayan vistoevidencias de cucarachas. Las esqui-nas oscuras son buenos lugares.Además de poner trampas en lasáreas conocidas de infestación, tam-bién se deben de colocar suficientes

Imagen 3: Tabla de determinación del nivel de infestación.


inmediata mediante una escoba uotro útil, pero nunca directamentecon las manos y por último, Desin-fectar las zonas afectadas por excre-mentos.

ÁCAROS. ALERGIAS

Los ácaros son unos artrópodos,que se pueden encontrar en diferen-tes ambientes, entre ellos el PolvoDoméstico. Son reconocidos comolos responsables de las alergias alpolvo doméstico desde finales delos años 60. Son animales emparen-tados con las arañas, tienen un ta-maño de menos de 0,3 mm., por loque solo son visibles al microsco-pio. Las hembras depositan hasta 4huevos por día, llegando a depositarentre 300 y 400 huevos por hembradurante su vida adulta, una vez de-positados sufren un proceso detransformación, pasando por unafase de larvas, hasta transformarseen adultos. Por otro lado, los ma-chos son sexualmente maduros des-pués de 1-2 días y tienen una espe-ranza de vida de unas 2 semanas.

Las hembras viven durante unosmeses y empiezan a depositar hue-vos entre 3-4 días después del apa-reamiento. Bajo condiciones favora-bles (temperaturas de 25°C y hume-dad relativa de 75%), el ciclo bioló-gico del ácaro se completa en unmes.

Las especies que con mayor fre-cuencia producen alergia son las delgénero Dermatophagoides y debensu nombre al hecho de su fuentepredilecta de alimento son las esca-mas de la piel humana (del griegode rma to s = p i e l ; phagos=comer è "comedores de piel").

Los efectos que produce sobra lasalud de los trabajadores se hacevisible a partir de los primeros sín-tomas asociados a una conjuntivitisalérgica, aunque la mayoría de lospacientes suelen tener rinoconjunti-vitis y en muchos casos, asma. Laalergia a los ácaros está más asocia-da con el asma que, por ejemplo, laalergia a gramíneas. Además, lossíntomas producidos por la alergia alos ácaros son perennes.

Las condiciones y ambientes pro-picios para su crecimiento están enlos lugares dónde más alimento en-cuentran como es el caso de los col-chones, pero también pueden ali-mentarse de esporas de hongos,granos y harinas de cereales, etc. Seencuentran especialmente conforta-bles cuando la temperatura es tem-plada (alrededor de 20º C) y la hu-medad relativa es elevada (por enci-ma del 70%). Un ambiente con unahumedad inferior al 50-60% limitaextraordinariamente su presencia.Por ello son muy abundantes enregiones templadas costeras, y supresencia es rara en zonas monta-ñosas y secas, especialmente porencima de 1500 m. de altitud.

al empleo de chorros de fuego, deproductos muy tóxicos y difusibles(pero de necesaria acción corta) y laeliminación de basuras de las quepuedan alimentase. En grandes edi-ficios, los controles deberían sersincronizados, debido al fácil des-plazamiento de estos insectos de unedificio a otro.

El control a su exposición pasapor el punto de que no existen me-didas de protección específicas con-tra cucarachas, debido a que la pro-tección contra ésta plaga pasa porsu eliminación, no obstante, se de-ben de seguir las siguientes reco-mendaciones de trabajo en un espa-cio en el cuál pueda haber una in-festación: Uso de guantes, usar mo-nos de mangas largas y mascarillaspara la población de riesgo, no dejarcomidas o restos de almuerzos en lazona de trabajo, recogiendo todoslos residuos orgánicos al final de lajornada laboral, no tocar con lasmanos desnudas cadáveres de cuca-rachas muertas, así como restos ex-crementos o lugares sospechosos depaso, retirar los cadáveres de forma

Imagen 4: Ácaros del polvo.


PALOMAS

Paloma es el nombre común decada uno de los miembros de unafamilia de aves, con 309 especies y49 géneros, distribuidos por todo elmundo, salvo en el ártico y en laAntártida. Las más usuales en lasciudades españolas son las Columbalivia. Tienen la cabeza pequeña, elcuello corto, el cuerpo robusto, pa-tas cortas y un plumaje liso y bri-llante, de color grisáceo azulado.También tienen una protuberanciacarnosa o cerúlea característica, lla-mada cera, en la base del pico. Sueleprocrear en el mes de abril un parde polluelos, los cuales son criados

en un nido descuidado `por el ma-cho y la hembra.

Las palomas construyen los ni-dos aprovechando cualquier mate-rial, desde sus propios excrementos,ramitas, clips, alambres o inclusoesqueletos de otras palomas muer-tas. Comen basura, aproximada-mente medio kilo cada día y parafacilitar la digestión ingieren granos

de arena o grava con el fin de tritu-rar el alimento. Además, éstas avestienen una gran dependencia delagua, ya que pueden no comer ali-mentos sólidos durante días, perono pueden pasar sin agua.

Tienen un gran impacto sobre lasalud debido a que son un vector denumerosas enfermedades. Éstasenfermedades pueden aparecer conuna alta exposición a sus heces, ni-dos o a las mismas palomas. Haymás posibilidades de que le ocurra atrabajadores inmunodeprimidos,aunque también pueden contraer lasenfermedades trabajadores sanos:

Por un lado está la Clamidia-sis, enfermedad infecciosa aguda,ocasionada por chlamydia psit-taci. en el hombre la enfermedadsuele ser leve o moderada pero pue-de evolucionar hacia cuadros gra-ves, especialmente en ancianos sintratamiento. También está la Salmo-nelosis, la cuál es una enfermedadbacteriana, que en el hombre se ma-nifiesta por enterocolitis aguda, decomienzo repentino que incluyecefalalgia, dolor abdominal, nauseas,diarrea y a veces vomitos. las palo-mas suelen convertirse en reservo-rios de algunos serotipos de salmo-

nella. Por otro lado también puedehacer aparición la Histoplasmosis lacuál es una micosis producida porvarias especies de histoplasma, sien-do la lesión primaria de la patologíageneralmente localizada en los pul-mones. (ya ha sido explicada ante-riormente). Además de las anterio-res, se han encontrado casos deNeumoencefalitis, cuyo cuadro clí-nico en el ser humano consiste

Es por ello también que la concen-tración de ácaros en las casas au-menta durante las épocas de cambioestacional (primaveras y otoños),con lluvias y temperaturas suaves, ysuele disminuir durante los veranos(clima seco y caluroso) e inviernos(clima seco y frío). Por lo tanto ytomando éstos datos como partida,los trabajos afectados serán en inte-riores de obras de rehabilitación orestauración.

Las estrategias para su control oeliminación pasan en primer lugarpor una necesaria aireación diaria delas estancias donde se vaya a traba-jar. Además de esto periódicamentese puede aspirar por todos los ele-mentos de la estancia con aspirado-res con filtro de agua, HEPA o consistemas hidráulicos. Los desconta-minadores y sistemas capaces deretener partículas de 0,1 micras sonlos más eficaces. Por último, ade-más de proporcionar una mascarillaa los trabajadores en riesgo alérgico,hay que tener en cuenta que noexisten riesgos de daños directosdebido a los ácaros. Aunque si seproducen casos alérgicos que pro-

duzcan ataques de asma se debentomar las siguientes medidas: man-tener la calma y hablar con seguri-dad, sentar a la persona derecha, sininclinar ni tumbar, seguir el plan deacción del asma y si no se recuperaen 5 min o si los labios o uñas seponen azules, llamar a emergencias.

“La lucha contra las cucarachas no es nada fácil por su posibilidad deacantonamiento en recovecos y desplazamiento por alcantarillas”

Imagen 5. Paloma de zonas urbanas.


en el ave), redes (Impiden que pue-dan introducirse y nidificar en lostejados, pero el impacto visual so-bre los edificios históricos es muyfuerte.), eliminación de nidos y co-locación de trampas. Por otro ladolas medidas para proteger al trabaja-dor pasan por la utilización de mas-carillas y guantes en todo momentosi existe la sospecha de la presenciade los

riesgos biológicos y si se decide lalimpieza de heces tomar precaucio-nes previas como el rociado de hi-poclorito sódico y agua para evitarque se levante el polvo y los trabaja-dores contraigan enfermedades pormedio de las vías aéreas. Por último,no es aconsejable ordenar la limpie-za de zonas con abundante excre-mento de palomas a personas consistemas inmunológicos disminui-dos ya que existen riesgos asocia-dos. Antes de que se tome cualquiermedida de limpieza extensa (porejemplo, retirar acumulaciones den-tro de un conducto de aire) se debeinformar a los trabajadores sobrelos posibles riesgos a la salud invo-

lucrados, particularmente a aquelloscon sus sistemas inmunológicosdebilitados

esencialmente en una conjuntivitis,congestión, lagrimeo, dolor y tume-facción, de los tejidos subconjunti-vales. El virus, fue aislado variasveces en palomas urbanas.

La Columba livia es la única espe-cie de paloma considerada comoplaga, anidando sobre ventanas,balcones, salientes, techos o entretechos de casas y edificaciones ycausan verdaderos desastres entre elarmado de nidos, los cuales traenuna numerosa lista de enfermeda-des. Esto hace que el grupo de ries-go incluye a trabajadores inmunode-primidos en trabajos de restaura-ción o rehabilitación de edificiosantiguos, donde hay o ha habidouna alta concentración de palomas.

Las estrategias de control o elimi-nación de las palomas del lugar detrabajo pasan por la colocación decables con púas (Cables muy finosque tienen pequeñas púas que evi-tan que se posen en los edificios,pero también trasladan el problemaa otros lugares), cables eléctricos(Generan pequeñas descargas eléc-tricas, pero el sistema es anti-ecológico porque provocan daños

Imagen 7. Nido de palomas. Foco de infecciones yparasitos.


- www.plagasydesinfeccion.com/plagas/control-de-plaga-urbana-de-paloma.html

- http://www.avestop.cl/noticias/

- www.medicosypacientes.com/noticias/2009/07/09_07_31_acaros

-http://www.monografias.com/trabajos81/cucarachascucarachas2.shtml

- University of Nebraska–LincolnExtension,Manual Para el Control deCucarachas, Julio 2006.

- Vergara, Hugo. Clasificaciónelemental de los seres vivos[Recurso electrónico] Santa Fe,Argentina.El Cid Editor. 2009.

Imagen 6. en muchas zonas urbanas las palomas se han convertido en una verdadera plaga.


El puerto como nodo en lacadena logística

Runsafer para la preven-ción de lesiones

Desagües profundos en pre-sas, fondo y medio fondo

Motores de combustióninterna alternativos

Limitación y control de po-tencia en aerogeneradores

Ventanas Electrocrómicas

Reactores nucleares de IVgeneración

Análisis biométricos.

Y EL MES QUE VIENE...

BB77ISSN 2386-639X

05

9 772386 639006

revista del mundo de la ingenierÍa y la construcciÓn

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