Boletín de Innovación y Tecnología

Boletín de Innovación y Tecnología
2012/2013 Nº12
I+d
I+d
Boletín de Innovación
y Tecnología
2012 / 2013 Nº12
4
I+d
Proyecto ITER
12
Sede de idom en Bilbao
28
Gran telescopio Canarias
36
Innovación en el sistema
de control de los ciclos
combinados del futuro
50
Seguridad en túneles
de carretera
54
Sistemas de localización
geográfica de trenes de Renfe
60
Arquitectura y programación
74
Planta solar hibridada
con biomasa
80
Biocombustible a partir de
cáscaras de almendras
88
Innovación en el sector
sanitario
Boletín de Innovación
y Tecnología
4
PROYECTO ITER
En el núcleo del futuro de la energía
“Colaboramos en el diseño de
un dispositivo fundamental para
el experimento de fusión nuclear”
Fernando Rueda
Director del proyecto
El proyecto ITER tiene como objetivo
construir un reactor de fusión, dos veces
el tamaño de los mayores dispositivos
actuales, con el objetivo de demostrar la
viabilidad científica y técnica de la energía
de fusión.
Se trata de un proyecto conjunto entre la
Unión Europea, China, India, Japón, Corea
del Sur, la Federación de Rusia y los EE.UU.
El ITER se está construyendo en Europa, en
Cadarache, en el sur de Francia y se espera
que comience a funcionar en 2019.
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Imagen: NASA Goddard Photo and Video
1
2
6
3
Los reactores de fusión deuterio - tritio
ITER, como un paso hacia DEMO
El proyecto ITER es en esencia un gran
banco de pruebas experimental de nuevas tecnologías al servicio objetivos más
ambiciosos. Si el experimento sale tal
y como se espera, en 2050 podrá entrar en funcionamiento Demo, el primer
reactor de fusión nuclear explotable comercialmente.
Una de las tecnologías clave que se van
a probar en ITER se refiere a un componente que tiene una triple responsabili-
dad: extraer el calor de la reacción nuclear, regenerar el tritio que actúa como
"combustible" de la reacción y proteger
componentes clave del reactor respecto
de la radiación.
1/ Conjunto de la máquina Tokamak y
Vacuum Vessel
2/ Edificio Tokamak
3/ Emplazamiento del proyecto ITER
en Cadarache (Francia) con el edificio
Tokamak destacado.
Este elemento, aparentemente simple,
consiste en una caja metálica hueca refrigerada, dentro de la cual se encuentra
el material que regenera tritio y posibilita
la multiplicación de neutrones.
Imágenes: © ITER Organization
"El éxito de ITER dependerá de que se encuentre
un diseño que garantice la autosuficiencia del
reactor en la producción de tritio y su capacidad
para disipar el calor del núcleo"
Fernando Rueda
Director del proyecto
6
4
5
7
Tritium Breeder Blanket. Imagen cortesía
de Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
y Fusion for Energy (F4E)
4/ Superficie expuesta al plasma
5/ Conexión con Vacuum Vessel
Vacuum Vessel
6/ Imanes de campo toroidal
7/ Puertos de registro
Generar tritio y disipar calor
Tritium Breeder Blanket
En los futuros reactores de fusión, la
reacción fundamental consistirá en fusionar dos isótopos del hidrógeno, el
deuterio y el tritio, para dar lugar a un
átomo de helio en una reacción exotérmica cuya energía se utilizará para producir electricidad.
El tritio, por tanto, es utilizado como “combustible” y el reactor tendrá que contar
con dispositivos que se ocupen de rege-
nerar continuamente dicho isótopo así
como de extraer la energía térmica del
plasma en unas condiciones apropiadas
para la producción de electricidad.
Estas funciones las realizará un dispositivo llamado Tritium Breeder Blanket,
un "manto" refrigerado que recubrirá la
cara interna de la cámara de vacío y estará en contacto directo con el plasma.
Para hacernos una idea de la importancia del Tritium Breeder Blanket, baste
decir que el éxito de ITER dependerá
en gran medida de que se encuentre un
diseño que garantice la autosuficiencia
del reactor en la producción de tritio y
su capacidad para extraer el calor generado.
7
HCLL
Helium-Cooled Lithium-Lead
HCLL seccionado
HCPB Helium-Cooled Pebble-Bed
HCPB seccionado
8
Los dos diseños europeos del Test
Blanket Module (TBM), el HCLL y el
HCPB, se pondrán a prueba al mismo
tiempo en el puerto ecuatorial número
16 de ITER. Ambos serán orientados
verticalmente y se insertarán en un elemento llamado Port Plug Frame.
Dos dispositivos experimentales
Test Blanket Modules
Desde hace varios años, se han estado
desarrollando hasta seis conceptos de
dispositivos productores de tritio, bajo
la forma de unos módulos metálicos
(Test Blanket Modules, TBMs), que se
dispondrán en los puertos ecuatoriales
número 2, 16 y 18 de ITER.
Europa se ocupa actualmente de desarrollar dos conceptos de Test Blanket
Modules que se pondrán a prueba en
el ITER. Ambos conceptos tienen como
denominador común la utilización de un
acero especial de baja activación como
material estructural, el Eurofer; también
es común a ambos diseños el refrigerante: helio a una presión de 8 MPa y
una temperatura que oscila entre los
300 y 500 ºC.
La diferencia entre ambos diseños se
refiere al material utilizado para producir
tritio y multiplicar neutrones.
1/ El concepto “Helium-Cooled Lithium-Lead” (HCLL), utiliza un líquido
eutéctico de plomo y litio Pb-15.7Li (enriquecido en 6Li). Ha sido desarrollado
inicialmente por CEA (Commissariat à
l'énergie atomique et aux énergies alternatives).
2/ El concepto “Helium-Cooled PebbleBed” (HCPB), utiliza un sólido, consistente en partículas de cerámica litiada
(enriquecida con 6Li) como generador
de tritio y partículas de berilio como multiplicador de neutrones. Ha sido desarrollado inicialmente por KIT (Karlsruher
Institut für Technologie).
Un sistema colector situado en la parte posterior del Test Blanket Module
(TBM) asegura la recepción y distribución de helio hacia las diversas partes
del TBM, de manera que optimiza la
temperatura de los materiales del dispositivo de acuerdo con su función.
El tritio liberado por el material reproductor contiene impurezas, por lo que es
transportado a través de una corriente de
helio –o de Pb-15.7Li- que circula lentamente hasta las unidades externas que
se ocupan de regenerar el tritio.
1
Puertos de entrada y salida
1/ Test Blanket Modules HCLL
y HCPB
Ensamblaje en el edificio del Tokamak
Test Blanket Modules
Los sistemas que componen el Test
Blanket Module no se localizan sólo en
el edificio del reactor, sino que se extienden a otros edificios del complejo ITER.
El sistema de refrigeración por helio, por
ejemplo, está conectado con el sistema
general de mitigación de calor.
El sistema de extracción de tritio se localiza tanto en la celda de puerto como en
el edificio de tritio. El sistema de purificación de los refrigerantes se encuentra
en el área CVCS.
El componente mecánico principal de
un Test Blanket Module (TBM) es una
caja de acero que alberga los materiales utilizados tanto para regenerar tritio
como para multiplicar los neutrones, así
como una serie de placas de extracción
de calor que están directamente en contacto con estos materiales.
Una rejilla interior de refuerzo proporciona resistencia mecánica al conjunto,
al tiempo que segmenta su volumen en
celdas que se utilizan para a alojar los
materiales reproductores y multiplicadores y las placas de refrigeración.
Dichas cajas están ensambladas en el
extremo de una viga metálica de considerable longitud y estrictos requisitos en
términos de blindaje que facilita el paso
de los diversos conductos desde el edificio Tokamak hacia la cámara de vacío
donde se encuentran las cajas de acero,
a través del puerto ecuatorial en cuestión
9
Test Blanket Modules HCLL + HCPB
Las principales solicitaciones a las que se verán
sometidos los TBMs en ITER son de carácter
principalmente térmico, debido a los intensos flujos de
calor generados por el plasma y la deposición neutrónica,
y mecánico, debido a la altísima presión del helio de
refrigeración del sistema
10
Idom en el ITER
Viabilidad técnica de los TBMs
Nuevas metodologías
de diseño
Idom está trabajando, en colaboración
con Fusion for Energy (agencia doméstica europea dentro del proyecto ITER), en
estudiar la viabilidad técnica de nuevos
conceptos de TBM, en los que se disminuya o suprima su contenido de acero
ferrítico-martensítico (como es el caso
de Eurofer), pues estudios recientes han
demostrado que la presencia significativa
de materiales ferromagnéticos dentro de
la cámara de vacío, en cantidad y localización similares a la correspondiente a los
TBMs, podría dificultar el cumplimiento
de ciertos objetivos para el control del
plasma en ITER.
Estudiar la viabilidad técnica de estos
nuevos conceptos va mucho más allá de
la aplicación de las reglas convencionales
de diseño y cálculo que se utilizan en
otras industrias ya maduras y sancionadas por décadas de experiencia operativa. Las conclusiones que han de manejar
científicos e ingenieros para la toma de
decisiones en proyectos de investigación
como este, absolutamente punteros a
nivel mundial, se basan en sofisticados
análisis donde se determina el comportamiento termo-mecánico de los distintas
partes que componen el TBM ante las
condiciones principales de operación y
en los casos pésimos de accidente. Las
solicitaciones principales a las que se verán sometidos los TBM dentro de ITER
son de carácter térmico y mecánico. Las
solicitaciones térmicas se originan por los
intensos flujos de calor existentes en la
cara interior (directamente expuesta al
plasma) de la cámara de vacío, así como
por el calor generado en el interior del
propio TBM por deposición neutrónica.
HCLL
Análisis térmico
Helium-Cooled Lithium-Lead
HCPB Helium-Cooled Pebble-Bed
Idom está estudiando la viabilidad de los
componentes principales del TBM, mediante
avanzadas herramientas de simulación
11
Capacidades técnicas
Las solicitaciones mecánicas se derivan,
principalmente, de la altísima presión del
helio de refrigeración que recorre el complejo sistema de canales embebidos en
el acero de la caja y que se ramifica a
lo largo y ancho de las distintas placas
que componen el TBM, por lo que éstas
habrán de fabricarse mediante un sofisticado proceso de soldadura por difusión
que se está poniendo prueba mediante la
fabricación de prototipos parciales.
Idom está estudiando la viabilidad de
distintas alternativas desde un enfoque global y acoplado, común a todos
los componentes principales del TBM,
mediante avanzadas herramientas de
simulación desarrolladas para el análisis
de componentes en régimen transitorio, lo que ha incluido la generación de
desarrollos numéricos ad-hoc por parte
de nuestros ingenieros. Dicho enfoque
permite determinar la respuesta global
del TBM, tanto en temperaturas como en
tensiones mecánicas, en cada instante
del ciclo de operación de ITER, incluyendo cada uno de los innumerables canales
de refrigeración. La posibilidad de que se
desarrollen modos de fallo tales como
agotamiento plástico, inestabilidad local
o fatiga es analizada en las localizaciones
críticas y traducida en términos de capacidad para poder evaluar la viabilidad de
cada una de las alternativas propuestas
y, en consecuencia, tomar decisiones encaminadas a cerrar un diseño final viable
técnicamente.
12
SEDE DE IDOM EN BILBAO
Gestión de la demanda energética
La gestión de la demanda energética y
la reducción de las emisiones de CO2
se presenta como uno de los principales objetivos de las instituciones europeas para las próximas décadas.
El sector de la edificación está siendo
objeto de especial atención por parte
de los legisladores, debido a que representa un 40% del consumo total de
energía primaria de la Unión Europea.
El edificio de Idom en Bilbao se sitúa en
la vanguardia de los nuevos enfoques
de la arquitectura sostenible, dispone
de un certificado de eficiencia energética Clase A de acuerdo al sistema
de certificación energética español
(RD 47/2007) y está en fase de acreditar una certificación de sostenibilidad
LEED (Leadership in Energy & Environmental Design).
En el presente artículo se mencionan
algunas de las estrategias de gestión
energética incorporadas.
Protección solar
Además de utilizar vidrios de altas
prestaciones, se dispusieron lamas
al exterior. Su diseño en relación a la
evolución de la altura solar, permite la
entrada de luz en invierno y sombrea la
fachada en verano.
Situación de partida
Un depósito de mercancías
14
A veces hay que saber encontrar en
la dificultad la oportunidad. Un edificio
existente que por cuestiones de normas
urbanísticas es obligado conservar en
una gran parte resulta normalmente un
importante obstáculo para el desarrollo
de un buen diseño.
Son estas y otras las numerosas soluciones de ahorro energético que se han
explorado en el diseño y elección de los
cerramientos, de los sistemas de refrigeración y de recuperación de calor y
de equipos.
No es este el caso de la sede corporativa de Idom, donde se ha entendido
la complicación como oportunidad al
decidir conservar, no solo parcialmente
como indicaban las normas, sino íntegramente la pesada estructura del almacén
portuario para un doble fin: reducir muy
significativamente la emisión de CO2 en
el proceso de construcción (reducción al
mínimo de cemento y hormigón armado
para estructura); y utilizar la estructura
existente como gran masa de inercia al
dejar la mayor parte de la estructura del
edificio vista.
Protección solar
Diseño de fachadas
El principal criterio a tener en cuenta en
el diseño de las fachadas fue la climatología de la zona, habitualmente nubosa.
Se eligieron diferentes vidrios para cada
fachada, buscando un factor solar que
debía proteger al edificio frente a la
radiación térmica intensa en verano y
permitir un importante grado de penetración de la radiación visible en los días
nublados.
Diseño de cubierta
Por otra parte, se buscó dotar a la cubierta de un gran aislamiento térmico,
que surgió de la combinación de una
superficie de hierba natural y artificial,
con una zona “buffer” de doble cubierta.
Este último elemento se utiliza para alojar
la sala de máquinas y separar las plantas ocupadas por oficinas de la cubierta,
soleada y en contacto con la intemperie.
Actúa como atenuante térmico, reduciendo la demanda energética del edificio.
Luminosidad e iluminación
Factor de forma
El edificio original presentaba un buen
factor de forma (relación entre la superficie de la envolvente y el volumen del
conjunto), circunstancia que se aprovechó como estrategia pasiva, clave del
buen comportamiento térmico global.
THE EXISTING BULDING
THE MACHINES
THE CARPET EXTEND
THE HAT
THE FLYING CARPET
THE END
Sobre esa base, se generó un diseño
dotado de alta luminosidad, que permite un ahorro significativo en el consumo de iluminación. Además, se hizo
uso generalizado de luminarias de alta
eficiencia que adaptan su luminosidad a
las condiciones de la radiación natural.
El sistema dispone asimismo de detectores de presencia para evitar consumos
innecesarios.
Tras medio año de medición y control,
puede decirse que el consumos de iluminación real es inferior a 5 W/m2 (referidos a la superficie bruta del edificio).
15
Reducción de la demanda
Climatizadora en recuperación de calor
Sistemas de recuperación de calor
Debido a las elevadas cargas internas
(personas, equipos informáticos, etc), el
aire acondicionado es uno de los mayores factores de consumo de energía
en un edificio de oficinas. Para reducir
este consumo es preciso incidir en dos
frentes: la reducción de la demanda del
inmueble y la minimización del consumo
de los sistemas mecánicos asociados al
acondicionamiento (bombas ventiladores, etc.)
expulsión de aire
impulsión de aire
preacondicionado
Climatizadora en free cooling
En un edificio complejo y situado en una
zona de clima templado, lo habitual es
que existan zonas que demandan calefacción y simultáneamente, otras que
requieren refrigeración. Gracias a los
sistemas de recuperación de calor es
posible realizar un trasvase energético
entre las áreas que, dependiendo del
soleamiento o actividad, presentan diferente demanda.
expulsión de aire
impulsión de aire
Trasvase de energía
Recuperación de calor
Trasvase de energía
16
Se identificaron algunas situaciones en
las que se produce una demanda mixta: frío en unas partes del edificio y calor en otras. Por ejemplo, en el centro
de proceso de datos, las fachadas de
orientación Sur y algunas zonas interiores con alta concentración de personas
y equipos informáticos requieren refrigeración, mientras que las fachadas de
orientación Norte y Este, el auditorio y
otras estancias de poca actividad habitual requieren calefacción.
Enfriadora
Caldera
T. Exterior
10 -15 ºC
Este trasvase de energía entre zonas,
que demandan calor y las que requieren
refrigeración, reduce considerablemente el consumo.
La refrigeración del Centro de Proceso
de Datos, por ejemplo, permite recuperar
una gran cantidad de calor durante el día,
que es utilizada por el sistema principal
de climatización para calentar las zonas
frías del edificio. Este sistema se desco-
Zona refrigerada
Zona calefactada
Zona BUFFER
necta automáticamente durante la noche,
transfiriendo la refrigeración del CPD a
una enfriadora específica más pequeña,
mientras el sistema principal queda en
reserva para situaciones de emergencia.
El sistema de free-cooling o enfriamiento
gratuito pretende aprovechar las condiciones térmicas exteriores en una climatología suave, utilizando directamente el
aire exterior para refrigerar espacios
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Trasvase de energía
Durante las horas de trabajo, el Centro de
Proceso de Datos produce una gran cantidad de calor que se trasvasa a las zonas
frías del edificio. Por la noche, el sistema de
trasvase se desconecta automáticamente.
Reducción de la demanda
Minimización del consumo de equipos de refrigeración
Situación habitual: consumo 1,86 kW/kW
VARIADORES DE FRECUENCIA
18
La demanda térmica de los edificios no
es constante a lo largo de la jornada. Un
sistema convencional atiende a esta variabilidad incrementando la cantidad de
agua y aire en el sistema, mientras el
motor de impulsión continúa operando a
plena velocidad. Los variadores instalados en motores de bombas y ventiladores regulan su potencia en función de la
demanda y permiten ahorros energéticos de entre el 35 y el 50 % respecto a
las aplicaciones de velocidad constante.
La reducción del consumo de los equipos de refrigeración se ha obtenido reduciendo al mínimo el uso de ventiladores y sistemas que presentan consumos
parásitos, utilizando niveles térmicos
moderados en los fluidos refrigerantes e
implementando variadores de frecuencia en bombas y ventiladores.
1 kW
zonas
REFRIGERADAS
1,76 kW
calor al
EXTERIOR
(ELECTRICIDAD)
P=1 kW
1 kW
0,36 kW
0,1 kW
0,3 kW
calor humos 0,1 kW
zonas
CALEFACTADAS
1,1 kW (GAS)
Situación idom: consumo 0,41 kW/kW
1 kW
0,43 kW
zonas
REFRIGERADAS
calor al
EXTERIOR
(ELECTRICIDAD)
1 kW
0,25 kW
0,08 kW
zonas
CALEFACTADAS
calor RECUPERADO
0,1 kW
EQUIPOS DE ALTA EFICIENCIA
Otro de los elementos básicos para la
minimización del consumo son los equipos de alta eficiencia instalados.
108 %
0,32
Caldera rendimiento sobre el PCI
Comparación del rendimiento de equipos
convencionales en relación a los utilizados en el edificio Idom Bilbao
Idom
recuperación
CONVENCIONAL
92 %
Idom
sin recuperación
Idom
condensación
86 %
ALTO
rendimiento
En relación a la producción de calor,
además de la recuperación obtenida
de la enfriadora, se han instalado dos
calderas de condensación. Este tipo de
calderas permite obtener rendimientos
superiores al 100% del PCI, ya que
aprovechan parte de la energía liberada en la condensación de los gases que
son evacuados por la chimenea.
CONVENCIONAL
La enfriadora principal tiene un elevado EER que incluso es sensiblemente
mejorado cuando la enfriadora funciona
en modo de recuperación de calor, ofreciendo consumos estacionales extremadamente bajos.
19
0,24
0,14
Enfriadora consumo kW
elec / kW térmico
“Pretendemos que el usuario
de la oficina tenga la sensación
de trabajar en un confortable
microclima, similar al generado
por una masa arbórea”
Javier Pérez Uríbarri
Arquitecto
20
21
21
Las vigas frías
En las zonas abiertas, se opta por dejar
a la vista la estructura del edificio existente, un diseño tipo loft portuario. Entre
estas se sitúan los elementos de vigas
frías, que permiten la perfecta integración visual del habitualmente voluminoso sistema de climatización.
Un tubo de agua fría discurre por el interior de la viga y enfría las baterías y
la superficie de la propio elemento. Esto
provoca una convección natural del
aire del espacio, ya que el aire caliente tiende a ascender, y cuando entra en
contacto con la viga se enfría, se hace
mas denso y desciende. Este sistema de
difusión por desplazamiento no requiere
de ventiladores, ni partes mecánicas, es
completamente silencioso y no provoca
corrientes molestas, es por ello un sistema de muy alto confort.
Este sistema aporta también un elevado
rendimiento y eficiencia a la instalación
ya que trabaja en temperaturas entre 15
y 18º, muy próximas a las de consigna,
lo que reduce enormemente los consumos eléctricos en modo refrigeración,
que por otra parte es el funcionamiento
habitual en las zonas interiores.
ENERGÍAS RENOVABLES
El edificio cuenta con una instalación de
producción de energía renovable mediante paneles fotovoltaicos.
CAMBIO CLIMÁTICO
El edificio ha sido pionero en España
en incorporar criterios de adaptación al
calentamiento global, derivados del análisis de riesgos de cambio climático realizado en colaboración de la Universidad
de Exeter durante la fase de proyecto.
Convección forzada
Aire caliente
Aire frío
Aire primario
22
Los espacios centrales se acondicionan con las vigas frías pasivas. En las áreas
perimetrales, donde las fluctuaciones térmicas son constantes, se ha optado por un
sistema de inductores.
Las "vigas frías" pasivas integran tres funciones en un único
elemento: la distribución de frío, la iluminación y gracias a su
revestimiento fono absorbente, el control acústico
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BMS. Building Management System
Sistema de gestión técnica centralizada
Control de iluminación
Control de climatizadoras
Control de unidades terminales
Control de temperatura general
24
Control de enfriadoras
Control de calderas
Control de consumo y emisiones
Visor transitorio de consumo
Monitorización y control
Información desglosada por sistemas
y en tiempo real
La monitorización de los consumos
constituye la base para gestionar la
energía. Para poder identificar ineficiencias, el control ha de hacerse en tiempo
real y por áreas.
La gestión de esta información orientada
al ahorro está actualmente protocolizada
en estándares como la ISO 50001 “Sistemas de gestión de la energía. Requisitos con orientación para su uso”, implica
a la organización en su conjunto y obliga,
en muchos casos, a realizar cambios en
los hábitos de consumo. Permite así mismo obtener valores que son comparables
con los de otros edificios monitorizados
según la norma ISO 50001.
25
Siguiendo esta norma, en la monitorización del edificio se realiza desglosando
consumos por superficie, por persona,
por área y por equipos, permitiendo detectar incorrecciones de funcionamiento
y uso (temperaturas excesivas o muy bajas, etc.) gracias a los valores obtenidos.
Mensualmente se generan informes que
facilitan la visualización de la evolución
del consumo de energía y de las emisiones de CO2, y permiten su comparación
respecto a valores de referencia.
En los meses iniciales de funcionamiento, correspondientes al último trimestre
de 2011 y los primeros meses de 2012,
el consumo registrado en climatización
(refrigeración y calefacción), iluminación
y preparación de ACS es de 16 W/m2
en las horas laborables y apunta a un
valor de Energía Final anual de 72 kWh/
m2.año eléctricos y 9 kWh/m².año de
gas, valores que sitúan al edificio en el
grupo de cabeza de los edificios eficientes en España.
26
Tendencias de futuro
Objetivos de la Unión Europea
En 2010, la Unión Europea publicó
una Directiva (2010/31/UE) en la que
se fijan ambiciosos objetivos de ahorro
energético y de reducción de emisiones mediante el fomento de edificios
eficientes, la gestión energética de estos edificios a través de ESCOs (Energy Services Companies), el estímulo a
la cogeneración y la utilización a gran
escala de energías renovables.
Idom se ha tomado en serio estos objetivos, ha intentado alcanzarlos en el
diseño de sus sedes corporativas de
Bilbao y Madrid y a eficiencia energética y está preparada para aportar a sus
clientes la experiencia adquirida en la
reducción de emisiones contaminantes, el confort ambiental y todos aquellos aspectos englobados en el concepto más general de “sostenibilidad”.
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28
GRAN TELESCOPIO CANARIAS
Ampliando horizontes
“Los focos diseñados por Idom
posibilitan observaciones más
avanzadas del Universo”
Alberto Gómez Merchan
Director del proyecto
El Gran Telescopio Canarias es el telescopio de rango visible más grande
del mundo, así como uno de los de tecnología más avanzada. Cuenta con un
espejo primario segmentado de 10,4
metros de diámetro, que permite realizar observaciones del firmamento hasta
ahora inéditas.
Con el telescopio se podrá conocer más
sobre los agujeros negros, las estrellas y
galaxias más alejadas del Universo y las
condiciones iniciales tras el Big Bang,
entre otros campos de la astrofísica.
29
29
30
Una herramienta con
grandes posibilidades
El telescopio está situado en el Observatorio del Roque de Los Muchachos
(isla de La Palma), lugar que reúne unas
condiciones óptimas para la observación, debido a la calidad del cielo y a su
meteorología.
Se trata de un proyecto liderado por el
Instituto de Astrofísica de Canarias, que
puede considerarse ya todo un éxito
desde su puesta en marcha, con la primera luz el 13 de julio de 2007.
Sin embargo, todavía queda mucho desarrollo tecnológico por hacer, principalmente en la incorporación de nuevos
instrumentos que permitan observaciones cada vez más avanzadas.
Idom ha diseñado, construido e instalado un mecanismo que se considera
crucial para la incorporación de nuevos
instrumentos. A continuación vamos a
tratar de situar dicho mecanismo en su
contexto.
Movimientos de un telescopio
Para obtener imágenes del Universo, el
telescopio realiza un seguimiento de los
objetos celestes a lo largo de un periodo
de tiempo. Pero este seguimiento no es
un proceso sencillo, porque no sólo los
objetos siderales, sino también la tierra
está en continuo movimiento. Así pues,
para obtener imágenes “estáticas” de
objetos del universo, un telescopio debe
corregir dichos movimientos mediante
mecanismos de precisión micrométrica.
En sus orígenes, la mayoría de los telescopios usaban una estrategia de seguimiento ecuatorial, con uno de los dos
ejes de giro paralelo al eje de rotación
de la tierra. Durante la segunda mitad del
siglo XX, los avances técnicos hicieron
que se popularizase la alternativa de seguimiento alt-acimutal frente al ecuatorial
por razones de economía. De este modo,
los dos giros empleados para seguir el
movimiento de los astros en la esfera celeste son el de acimut (eje vertical) y el de
elevación (eje horizontal) . Sin embargo,
frente a la ecuatorial, esta estrategia de
seguimiento tiene como consecuencia un
giro de la imagen en el foco durante la
observación. A este giro de la imagen se
le denomina rotación de campo.
El foco diseñado por Idom permite deshacer esta rotación de campo con precisión de unas pocas micras y así obtener
imágenes de alta calidad con tiempos de
exposición altos
"Idom ha diseñado, construido e instalado un
mecanismo crucial para el seguimiento de la rotación
de los cuerpos celestes"
31
Imágenes: Pablo Bonet
Cortesía de IAC
1
Espejo secundario
2
3
Espejo terciario
Anillo/eje de elevación
Cassegrain doblados
Espejo primario
El camino de la luz,
dentro del telescopio
32
Los instrumentos diseñados por Idom se
ocupan de corregir la rotación del objeto
celeste. Por eso se llaman “rotadores de
campo” y deben ubicarse en los puntos
donde converge la luz del telescopio: los
focos Cassegrain y Cassegrain doblado.
La luz que llega del firmamento se refleja en el espejo principal, pasa a un
espejo secundario y desde éste, cuando es necesario, todavía a un espejo
terciario. Los puntos donde convergen
los rayos de luz se llaman focos y son
las localizaciones concretas en las que
se instalarán los instrumentos para analizar la luz. Básicamente, son los focos
“Cassegrain”, “Cassegrain doblados” y
“Nasmyth”, que toman los nombres de
sus inventores.
Grantecan estaba operando de manera exitosa desde su primera luz con
instrumentos instalados en los focos
Nasmyth. Pero pronto inició un proceso
de ampliación de sus capacidades de
observación, para lo que era preciso desarrollar los elementos que habilitasen
las observaciones desde los focos Cassegrain y Cassegrain doblado.
1/ La luz del universo penetra
en el telescopio
2/ Tras reflejarse en el espejo primario
asciende hasta el espejo secundario
3/ Una vez reflejado en el espejo secundario el cono de luz desciende hasta el
terciario donde en función de la posición
de éste se desvía a los focos "Nasmyth",
"Cassegrain" o "Cassegrain doblados"
Los Focos Cassegrain
El investigador francés Laurent Cassegrain, mejoró el telescopio newtoniano
añadiendo un espejo hiperboloide que
enviaba el punto focal detrás del espejo primario, lo que permitió colocar los
centros de masa de los telescopios en
la base.
Esta es la configuración básica de Grantecan, cuya novedad consiste en la incorporación de diseños avanzados, como los
espejos segmentados y la óptica activa
para corregir deformaciones gravitatorias,
así como el uso de nuevos materiales y
nuevos instrumentos de recepción.
Se decidió desarrollar, en primer lugar, el
foco Cassegrain doblado -Folded Cassegrain en inglés-, con el fin de poder
instalar instrumentos de primera y segunda generación como Canary Cam,
Megara o Miradas.
Grantecan adjudicó a Idom en 2010
el contrato para el diseño de detalle y
suministro de dos unidades de foco
Folded Cassegrain y ya en 2010 Idom
realizó las labores de diseño, incluyendo
la Revisión Preliminar de Diseño y la Revisión Crítica de Diseño.
Imágenes: Pablo Bonet
Cortesía de IAC
33
1
2
Requisitos del diseño
34
Las unidades de foco Folded Cassegrain (FC-Sets) que Idom debía diseñar
eran, pues, elementos opto-mecánicos
que dotasen a los focos de las capacidades necesarias para poder instalar y
operar los instrumentos de observación
previstos. Debían satisfacer tres funciones fundamentales:
1) Deshacer la rotación de campo de la
imagen, pues como hemos dicho, debido al giro de la tierra y al algoritmo de
seguimiento de las monturas alt-azimutales, el campo de visión (la imagen) en
el instrumento gira; el foco diseñado
permite deshacer este giro y obtener
imágenes de alta calidad con tiempos
de exposición altos.
a) Proporcionar servicios (potencia
eléctrica, comunicaciones, helio, agua,
etc) a los instrumentos, teniendo en
cuenta que estos giran frente a la estructura del telescopio.
b) Proporcionar al telescopio las indicaciones necesarias para poder realizar
el seguimiento de los objetos celestes
en estudio.
A su vez, una cadena portacables de
diseño propio proporciona los servicios
necesarios al instrumento. El innovador
diseño en base a una estructura intermedia ajustable y unos rodillos de guiado proporciona a la cadena portacable
un movimiento suave y controlado con
un ahorro significativo en el peso y en
la complejidad total del conjunto al eliminar la necesidad de un motor auxiliar
de arrastre.
El diseño de Idom
El diseño propuesto por Idom consta
de un motor síncrono de imanes permanentes en configuración de accionamiento directo, junto con un rodamiento
de precisión para guiar y motorizar el
giro del instrumento.
1/ Foco Folded Cassegrain
2/ Foco Folded Cassegrain seccionado
3/ Entrega de los rotadores
en las instalaciones de Grantecan
3
Prestaciones
Este sistema proporciona una velocidad
máxima de posicionamiento de 2.5 rpm
y permite hacer seguimientos con precisiones generales del orden de 2 segundos de arco. El rango de giro del rotador
de cables es de 530º.
El sistema que proporciona las capacidades de adquisición y guiado, está
compuesto por una mesa giratoria diseñada en base a un rodamiento de precisión con corona sobre los que engranan
dos piñones movidos por servomotores
en configuración anti-holgura. Asimismo, otra mesa giratoria de precisión y
una mesa lineal –ambas comercialesproporcionan las capacidades de apuntado y enfoque al conjunto.
Este sistema proporciona un tiempo
máximo de posicionamiento de 10 segundos, con precisiones de posicionado
de 16 µm y estabilidades de 70 µm en
toda la noche.
Construcción y montaje
Una vez aprobado el diseño en noviembre de 2010, se lanzó el acopio de los
elementos comerciales y la fabricación
de las piezas que componen los conjuntos. En junio de 2011 se completó el
montaje en blanco, y se realizaron unas
pruebas preliminares, tras las cuales se
procedió al montaje limpio final, termina-
do en octubre de 2011 y a la realización
de las pruebas de aceptación en fábrica,
que se pasaron de manera satisfactoria
en noviembre de 2011.
En diciembre de 2011 se procedió al
envío de las dos unidades a las instalaciones del Gran Telescopio Canarias
en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla de La Palma. Durante
el mes de diciembre de 2011 y enero de
2012 se realizaron las pruebas de aceptación en el emplazamiento final, que resultaron en la aprobación definitiva en
febrero de 2012.
35
INNOVACIÓN EN EL SISTEMA DE CONTROL
DE LOS CICLOS COMBINADOS DEL FUTURO
Buses de campo en la planta tipo de General Electric
A lo largo de los últimos años, General
Electric (GE) ha estado diseñando los
equipos (turbina de gas 9FB.05, turbina de vapor A 109D-14 y generador
W28) que definirán un nuevo estándar
de plantas de ciclo combinado de alta
eficiencia y flexibilidad, que llegarán a
alcanzar un rendimiento superior al 61%
a carga base.
36
Imagen cortesía de General Electric
Las turbinas han sido diseñadas para
trabajar de forma integrada con otras
fuentes de energía renovable (solar,
eólica, etc.), es decir, en un régimen
de funcionamiento flexible que deberá
adaptarse a la variabilidad de dichas
fuentes complementarias.
La complejidad de este sistema impulsó
a GE a buscar una empresa de Ingeniería
que desarrollase un diseño óptimo y a la
vez flexible de su planta tipo (un monoeje
de 510 MW) que garantizase, además, la
perfecta integración de sus equipos. Idom
fue la empresa seleccionada.
“El diseño de la planta-tipo
que hemos realizado para
General Electric marca un hito
en la construcción de Ciclos
Combinados”
Imanol Urquiaga
Director del proyecto
37
Una respuesta a las necesidades del mercado
Flexibilidad y eficiencia
Esta planta permitirá un ahorro de 6,4
millones de metros cúbicos de gas natural (equivalente al consumo de unos
4.000 hogares) respecto a las planta de
igual potencia (510 MW) construidas
con la tecnología actual y una reducción
de emisiones de más de 8,7 toneladas
de NOx y 12.700 de CO2 (equivalente
a las emisiones de unos 6.400 coches).
La planta de nueva generación Flex Effiency 50 de GE satisface las necesidades de los clientes: rapidez de respuesta
a demanda —con un rampa de 50 MW/
min y una capacidad para alcanzar la
carga base en tan solo 30 minutos—,
eficiencia del 60 % a partir del 87%
de carga base (y hasta un 61% a carga base) y las emisiones garantizadas a
partir del 40% de carga.
Como se ha dicho, el sistema podrá
trabajar de forma integrada con otras
fuentes renovables (solar, eólica, etc), y
aportará una producción confiable en la
red al ser capaz de absorber los picos y
valles que se producen con las energías
renovables. Así, la eficiencia a plena carga en una planta integrada con campo
solar sería del 70%.
1. Dos de las alternativas de
refrigeración contempladas
1/1
1/1 Aerocondensador
1/2 Torres de agua
1/2
AHORRO ENERGÉTICO
respecto a las plantas actuales de 500 MW
38
ahorro de
6.400.000 m
3
de gas natural
equivalente al consumo de
4.000
hogares
ahorro de
8,7 Ton de NOx + 12.700
Ton de CO2
equivalente al consumo de
6.400
coches
Diseño de planta y desarrollo de producto
Diseño multifuncional e innovador
Para asegurar que los equipos desarrollados por GE pudieran integrarse en la
planta tipo Flex Efficiency 50 había que
realizar un diseño óptimo y construible
de ciclo combinado.
El diseño realizado por Idom ha contemplado las posibles configuraciones
basadas en distintos métodos de refrigeración (torres de refrigeración, aerocondensador o de circuito abierto) y se
ha realizado simultáneamente al desarrollo final de los nuevos equipos de GE.
Esta simultaneidad ha permitido intercambiar datos para mejorar la integración y mantenimiento de los equipos en
la planta. Como consecuencia, los equipos de GE han evolucionado.
las opciones contempladas y los análisis
llevados a cabo para lograr una planta
innovadora que realmente cumpla con
las expectativas. Baste decir que todas
las disciplinas (proceso, mecánica, civil,
electricidad e instrumentación y control)
han aportado innovaciones, optimizando
el diseño de planta con objeto de poder
aplicar las últimas tecnologías.
Por motivos de espacio, no es posible
detallar aquí todas mejoras realizadas,
2. La planta trabajará de forma
integradas con fuentes
de energía renovable
2/1 Parque eólico
2/2 Campo solar
2/1
39
2/2
Algunas de las innovaciones realizadas
Las mejoras más significativas se pueden
clasificar en tres tipos:
40
Aportaciones de Idom que han influido en
el desarrollo de equipos de GE.
El diseño de planta ha buscado la óptima integración y mantenimiento de los
equipos. Como consecuencia, han sido
necesarias algunas modificaciones en
el diseño de las conexiones de la turbina de vapor —para asegurar su integración con el condensador, la cimentación
y las tuberías de vapor principal—, o del
cerramiento de la turbina de gas —para
asegurar un adecuado mantenimiento
con grúa en la nave de turbina—.
Aportaciones que permiten la repetitividad en diseño constructibilidad, operación y mantenimiento
En los supuestos de diseño se han considerado dos alternativas sísmicas —sismo moderado y sismo alto— y se ha buscando que los cambios de diseño sean
mínimos según se contemple un caso u
otro. El sismo moderado cubre el 70%
de los casos en España, Francia, Bélgica, Irlanda, Reino Unido y Alemania y el
sismo alto cubre el 100% en los países
anteriormente citados y Turquía.
En Imagen:
Turbina de gas
Generador
Turbina de vapor
Condensador
Sala eléctrica y de control
Se ha hecho un estudio detallado de rutados de tuberías en las proximidades del
tren de potencia, así como de la cimentación con análisis de sensibilidades, a
fin de disponer de un modelo y unos criterios de diseño lo más realistas posible,
lo que hizo necesario un replanteo en la
cimentación. Se redistribuyeron espacios,
se definieron tramos desmontables y se
crearon pasos específicos en la cimentación a fin de albergar pasos de tuberías y
facilitar la accesibilidad para su correcto
registro y mantenimiento.
Para evitar interferencias durante la fase
de construcción, se priorizó la distribución
eléctrica enterrada, por lo que se diseña-
ron sistemas de canalización principales
a través de ductos con el fin de llegar
a los equipos, tanto eléctricos como de
control, con pasos incluso por debajo de
la cimentación principal.
mismo protocolo. En paralelo, GE está
desarrollando productos propios que se
adecuen a este protocolo (incluido el
Mark VI) que permitan una mayor integración futura.
Aplicación de tecnologías punteras
Otra de las innovaciones más significativas ha sido la implementación de buses de campo con protocolo Fieldbus
Foundation y Profibus DP en el control
de proceso de la planta. Este tema lo
veremos a continuación con más detalle.
Se ha dotado a la planta de un sistema
de control eléctrico (ECS) análogo a los
utilizados en las grandes redes de distribución eléctricas, bajo protocolo IEC
6185, lo cual permite el control y visualización del sistema eléctrico y la programación de protecciones inteligentes, así
como una posible mayor integración con
las redes eléctricas que trabajan con el
41
“El sistema de control es un
elemento esencial para
aumentar la fiabilidad de
una planta”
Ibon Laucirica
Ingeniero Industrial
Un Ciclo Combinado se estructura en
torno a ciertos elementos esenciales
(turbina de vapor, turbina de gas, generador y caldera), pero requiere también
un gran número de tuberías y equipos
mecánicos auxiliares (bombas, compresores, etc.)
Todo este conjunto exige la presencia de
elementos de control (sensores de tem-
peratura, presión, caudal, actuadores,
variadores, válvulas, etc), cuya coordinación, supervisión y operación se llevan a
cabo de forma centralizada.
La automática y el control es uno de los
campos donde Idom ha incorporado las
principales innovaciones en el diseño de
la planta-tipo.
42
En la imagen: Ibon Laucirica, Marta Azcona e Imanol Urquiaga
43
Interface
usuario
SUPERVISIÓN
Controladores
CONTROL
Elementos de medida
y elementos finales de control
CAMPO
Supervisión, Control, Campo
Los tres niveles de actuación en un Sistema de Control
44
En todo sistema de control de proceso
pueden distinguirse tres niveles elementales:
Nivel de campo: Es el nivel básico formado por los elementos directamente
en contacto con el proceso, tanto para
obtener información del mismo (sensores, transmisores) como para corregirlo
o modificarlo (actuadores, válvulas de
regulación).
Nivel de control: Es el nivel central
donde residen las estrategias de regulación, control y protección del proceso, el
“cerebro” de la Planta. Está conformado
por equipos electrónicos diseñados específicamente para esta aplicación.
Nivel de supervisión: Es el nivel
superior formado por los elementos directamente en contacto con el hombre,
donde se obtiene toda la información
del sistema y desde donde también se
puede actuar sobre el proceso controlado. Forman parte de él todas las
interfaces hombre-máquina como son
las estaciones de operación, pantallas,
paneles de mando, etc.
Tradición y futuro. Del sistema “punto a punto”
al sistema de “buses de campo”
Sistemas utilizados para conectar los elementos de Campo con los de Control
Tradicionalmente, la conexión de los
sensores y transmisores distribuidos por
la planta (nivel de campo) al sistema de
control se ha realizado mediante un par
de cables. A través de ellos se transmite una señal analógica que contiene la
información del proceso proporcionada
por los elementos de campo (válvula,
sensor, etc.) El protocolo de comunicación asociado a esta tecnología, llamada
“punto a punto”, es el 4-20 mA.
En la actualidad se han desarrollado
varias tecnologías digitales, que permiten conectar los elementos de campo
entre sí, sin necesidad de conectarlos
individualmente con el nodo central de
control, de forma que se produce una
simplificación y ahorro considerable de
cableado en la instalación, además de
permitir un flujo superior de información
desde los dispositivos periféricos
A estas tecnologías se les denomina
“buses de campo”. La información procedente de cada elemento conectado al
bus viaja en paquetes digitales que se
pueden ordenar “linealmente”, uno tras
otro, utilizando todos ellos una infraestructura de comunicación común (el par
de cables) hasta el sistema de control.
Fieldbus Foundation es una de las tecnologías de buses de campo más extendidas y llamada a convertirse en nuevo
standard a nivel mundial. Exige utilizar
unos elementos de campo específicos
y por tanto, los equipos y el software de
control utilizados requieren la certificación “Fieldbus Foundation”.
Esquema comparativo
de transmisión de señales en ambas tecnologías
Punto a punto
Buses de campo
45
Ventajas que aporta el sistema de buses de campo
al control de la planta-tipo de General Electric
En el diseño de la planta- tipo, Idom está
implementando dos tecnologías de buses
de campo (Foundation Fieldbus y Profibus DP).
nuevos requerimientos y nuevas herramientas, con el objetivo final de aumentar la disponibilidad y la fiabilidad del
conjunto de la planta.
Estas tecnologías serán las dominantes, pero no exclusivas, pues no pueden
satisfacer todos los requisitos de coste
y funcionalidad y deberán coexistir, por
tanto, con el cableado tradicional.
Algunas de las ventajas aportadas por
esta tecnología son:
El uso de buses de campo introduce un
nuevo concepto de diseño de proyectos,
• Reducción del tiempo de la construcción y puesta en marcha de la Central
• Redución del volumen de hardware
de interface de entradas / salidas y
del cableado
La tecnología de “buses de campo”
introduce claras mejoras frente a la
tradicional “punto a punto”.
46
• Aumento de la fiabilidad y disponibilidad de la instalación
• Permite la conexión / desconexión
de la Central en caliente (plug&play)
para labores de reparación y mantenimiento durante la operación
• Facilita la gestión de los activos de la
planta (mantenimiento)
• Posibilita un mantenimiento predictivo
Fieldbus Foundation
Tecnología utilizada en el Nivel de Campo
La introducción de una tecnología novedosa en el nivel de campo requiere la
adaptación del sistema en su conjunto.
Por eso, un primer paso fue adecuar el
sistema de control a los requerimientos
de Fieldbus Foundation.
ma de comunicación digital, bidireccional
y multipunto.
GE tuvo que adaptar su sistema de control de plantas propietario, el Mark VIe,
desarrollado para el estándar 4-20 mA.
Esta tarea está ya finalizada y recibió la
certificación Fieldbus Foundation el 24
de Mayo de 2011.
En el desarrollo del trabajo se han establecido los criterios generales de diseño,
los instrumentos que cumplen con los
requerimientos de proyecto, las variables
de los bloques de función para definir las
tareas a ser ejecutadas por cada instrumento y la selección de variables a utilizar
en el mantenimiento predictivo. Todo ello,
manteniendo una estrecha colaboración
entre Idom y GE.
Todos los transmisores de proceso (presión, temperatura, caudal, nivel, etc.) y
válvulas automáticas (neumáticas y de
actuador eléctrico) se conectarán con el
nivel de centralización mediante un siste-
Asimismo, Idom ha estudiado la optimización del sistema definiendo la distribución, localización y topología de todos
los segmentos Foundation Fieldbus conectados al sistema de control. Para la
definición de dichos segmentos se han
seguido criterios y limitaciones del propio
protocolo en cuanto a número máximo
de dispositivos instalados en un mismo
segmento o la longitud máxima de cable
por segmento.
Además se han considerado las limitaciones de tiempo que, debido a las particularidades de esta tecnología, deben
tenerse en cuenta para implementar ciertos lazos de control que implícitamente
tienen requerimientos de tiempo de ejecución. Cada tipo de lazo de control debe
ser ejecutado en un tiempo determinado
(160 ms, 320 ms, 640 ms, etc), por tanto,
los segmentos deben contener transmisores y válvulas compatibles.
En Imágenes: Necesidades de
cableado en sistema “punto a punto”
y sistema de “buses de campo”
47
Elementos de campo
Fieldbus Foundation
Tiempos de ejecución de
las funciones de control
48
El software que reside en la electrónica
de los dispositivos Fieldbus Foundation
utiliza una estructura de “bloques”, es
decir, paquetes de software que realizan
diferentes funciones. Cada dispositivo
utiliza ciertos bloques de función para
interactuar con el proceso. Los tiempos
requeridos para la ejecución de cada
bloque de función dependen del bloque de función concreto y del modelo
de transmisor correspondiente. A partir
de una lista de dispositivos previamente
aprobados por GE se han ajustado los
tiempos de ejecución a lo requerido.
El parámetro analizado para cada segmento en relación con el tiempo de ejecución ha sido el tiempo de macrociclo,
definido como el tiempo que necesita
cada segmento Fieldbus Foundation
para ejecutar todas sus actividades.
Se han definido todos los elementos
necesarios para llevar a cabo la instalación completa, incluyendo el cable, los
terminadores y los elementos de conexión. La definición de las fuentes de
alimentación y elementos de hardware
que forman parte del MarkVIe han sido
definidas por GE.
Elementos de Profibus
Profibus DP
Tecnología utilizada en el Nivel de Control
En la planta tipo se ha implementado
una segunda tecnología de buses, Profibus DP, con el fin de superar algunos de
los inconvenientes del cableado utilizado actualmente para el intercambio de
señales entre el sistema de control central y los equipos periféricos (cabinas
eléctricas, paneles de control locales o
centros de control de motores CCM).
Se trata de un sistema de comunicación
digital abierto con un rango amplio de
aplicaciones, que utiliza la tecnología de
transmisión RS-485.
Para el intercambio de señales entre el
sistema de control y el sistema eléctrico,
se ha utilizado Profibus DP como bus dominante, en combinación con el protocolo
IEC61850 sobre Ethernet.
A la hora de implementar el sistema nos
encontramos con la dificultad de que,
dada la novedad de esta tecnología, no
todos los dispositivos eléctricos existentes en el mercado cuentan con puertos
Profibus DP. Por ello, hubo que utilizar
convertidores de las señales tradicionales -digitales y analógicas- a Profibus DP.
Idom no sólo ha procedido a definir y
optimizar la distribución, localización
y topología de todos los segmentos
Profibus DP conectados al sistema de
control, sino que ha definido todos los
elementos necesarios para llevar a cabo
la instalación completa, incluyendo el
cable, los terminadores, elementos de
conexión.
Para la definición de los segmentos
se han seguido criterios y limitaciones
definidos por Profibus International, en
cuanto a número máximo de dispositivos
instalados en un mismo segmento o la
longitud máxima de cable por segmento.
Además se han realizado los cálculos de
tiempo de ciclo de cada segmento.
49
“Aplicando los métodos de análisis de riesgos,
Idom ha conseguido reducir la inversión en
equipos e instalaciones, manteniendo un nivel
de seguridad equivalente al indicado en la
normativa europea”
Javier Borja
Ingeniero Industrial
SEGURIDAD EN TÚNELES
DE CARRETERA
Los accidentes ocurridos en Mont Blanc
(24 de marzo de 1999) y San Gotardo
(24 de octubre de 2001) supusieron un
cambio en la percepción de la seguridad tanto desde el punto de vista de los
profesionales involucrados como de los
propios usuarios.
La publicación en abril de 2004 de la
Directiva Europea sobre requisitos mínimos de seguridad en túneles fue el
primer intento de lograr un nivel de protección uniforme y elevada para todos
los ciudadanos europeos en los túneles
de carreteras.
Análisis del comportamiento del
humo y el calor generados por un
incendio en un túnel
Acceso a los túneles 4 y 5 del Alto del
Monrepós (Huesca), en la autovía A-23
Foto: José Domingo Arcusa
La legislación europea
Cuando se produjeron los graves accidentes citados, la construcción del
Túnel Internacional de Somport se encontraba en curso y aunque por entonces no existía la normativa europea, los
responsable técnicos de Somport —entre los que se encontraba Idom— replantearon todos los sistemas de seguridad
adelantando soluciones que más tarde
la normativa contemplaría. Por esa razón
los profesionales de Idom, en sus diferentes especialidades , se colocaron en
poco tiempo en la punta del desarrollo
del sector, posición que han mantenido
desde entonces.
Los conocimientos adquiridos en el
Túnel de Somport se aplicaron al poco
tiempo en el Túnel Juan Carlos I en Vielha (proyecto de 2002), incluyendo la
novedad de la instalación de un sistema de agua nebulizada para la extinción
de incendio. Este túnel obtuvo la calificación máxima de cinco estrellas en el
informe europeo de seguridad Eurotap
de 2009.
Ahorro en la inversión
Alternativas de diseño
51
Implementar todas las medidas de seguridad contempladas en la Directiva
Europea, o en sus correspondientes
transposiciones nacionales, supone un
elevado coste de inversión. Idom tuvo la
oportunidad de comprobarlo al proyectar la modernización de numerosos túneles, como los pertenecientes a la Red
de Carreteras del Estado en Huesca,
Lleida y León, o los túneles de Bielsa y
Vielha-Alfonso XIII, entre otros.
Puestos de emergencia
Sección tipo del túnel
Señalización lumínica
Poste S.O.S
Hidrante
Detector CO y Opacidad
Panel informativo
Detección lineal
de incendios
Ventiladores
Iluminación
Canalizaciones
para cableado
Drenaje
Refugio tipo B
Refugio tipo A
Monitorización
Desde la sala de control se monitorizan las
instalaciones las 24 horas del día, se analizan
las incidencias y se dirigen los protocolos de
actuación en caso de emergencia
Imágenes del edificio de control de Monrepós
Conexiones entre tubos
Galeria Tipo A_ La sección del
túnel permite el paso y la estancia
tanto de peatones como de un camión de bomberos
Galería Tipo B_ De sección menor, permite la estancia de peatones y el paso de un vehículo de
emergencias
52
Inmediatamente, Idom se puso a pensar
en cómo reducir el coste de la inversión
manteniendo al mismo tiempo los niveles de seguridad establecidos. La normativa europea ofrece al proyectista un
margen para la innovación y particularización de sus requerimientos siempre
que se demuestre que las nuevas medidas y equipos propuestos proporcionan
un nivel de protección equivalente o superior. Idom utilizó ese margen para profundizar en los métodos de Análisis del
Riesgo y evaluar alternativas a la instalación de determinados equipamientos.
Los Análisis de Riesgos son una herramienta de apoyo a la decisión, utilizada
en entornos industriales desde hace
décadas, y que han supuesto toda una
revolución en el ámbito de la seguridad
en túneles, ya que permiten identificar
los riesgos inherentes a cada infraestructura, valorarlos y minimizarlos seleccionando la mejor opción para su equipamiento desde un punto de vista dual,
técnico y económico. Los métodos y enfoques utilizados en su elaboración son
diversos y dependen en gran medida de
los riesgos estudiados en cada caso; la
valoración del riesgo puede realizarse
de modo cuantitativo, cualitativo, sisté-
mico, basado en escenarios, mediante
árboles de decisión, etc.
A modo de ejemplo, Idom ha modificado
distancias entre salidas de emergencia,
definido sistemas de ventilación o estudiado el tránsito de mercancías peligrosas por diversos túneles en base a
técnicas de simulación de evacuación,
comportamiento de los usuarios y evolución de los humos en caso de incendio.
Junto con modelos computacionales, se
han realizado pruebas de humos reales
y se han monitorizado comportamientos
y evaluado la actuación de los servicios
de emergencia.
“Dado el nivel de experiencia adquirido,
Idom colabora en la revisión de la actual
normativa española en seguridad de túneles
y en grupos de trabajo de la Asociación
Mundial de la Carretera (AIPCR).”
Ramón López Laborda
Ingeniero de Caminos Canales y Puertos
1
Secuencia de actuación en
caso de incendio:
1/ Inicio del incendio. Los vehículos
quedan atrapados “aguas arriba” del foco
2
2/ Tras la detección se pone en marcha el
plan de emergencia. Se cierran las entradas y la ventilación expulsa el humo
3/ Los usuarios abandonan sus vehículos
y se dirigen a los refugios, donde recibirán
instrucciones para finalizar la evacuación
con seguridad
3
Análisis de evacuación
Simulación de dinámica peatonal
mediante el programa Exodus.
Ahorro en la inversión
Aplicaciones prácticas
Alternativas de explotación
Sin embargo la reducción de la inversión
es sólo una de los aspectos a considerar ya que existen medidas que pueden
suponer importantes ahorros en la explotación; entre otros, los sistemas de
iluminación que pueden llegar a suponer un gasto inasumible para muchas
administraciones.
En esta vía Idom ha sido puntero en el
estudio de soluciones alternativas como
la iluminación por LED que permiten
además de un menor consumo, una regulación continua e incluso un apagado
total en caso de ausencia de tráfico. La
utilización de cámaras termográficas
permanentes en el túnel como ayuda
para los servicios de emergencia y detección de puntos calientes en vehículos
pesados es otro de los aspectos cuya
aplicación se está investigando.
Una visión diferente
En ocasiones, los criterios de diseño
se elaboran desde posiciones un tanto
teóricas y deben ser atemperados por la
experiencia y la práctica. En Idom esta
experiencia se ha obtenido ejerciendo
las funciones otorgadas en la Directiva al
Responsable de Seguridad (por ejemplo
en los túneles de Aritzeta y Aginaztegi
en la Autopista de Peaje AP8). La figura
del Responsable de Seguridad que nos
ha permitido obtener otro punto de vista.
Este cúmulo de experiencias se está
aplicando actualmente en la coordinación de los proyectos y obras de los
ocho túneles de la Autovía A-23 en su
tramo prepirenaico (desde Huesca a
Sabiñánigo), incluyendo el Túnel de Caldearenas de 3.020 m, proyecto integral
de Idom, el mayor de todos.
En estos momentos, Idom se responsabiliza de que todos esos túneles, diseñados
por diferentes proyectistas y ejecutados
por diferentes contratistas (diferentes
equipamientos, sistemas), tengan el
mismo nivel de calidad en cuanto a seguridad y puedan ser gestionados desde
el mismo Centro de Control.
53
SISTEMAS DE LOCALIZACIÓN
GEOGRÁFICA DE TRENES DE RENFE
“Para la gestión ferroviaria, la
localización visual de los trenes
agiliza la toma de decisiones”
José Espada
Gerente del centro de gestión de operaciones de Renfe
Renfe —la mayor operadora de viajeros
del sector ferroviario español por la red
de propiedad estatal—, encargó a Idom
la realización de un sistema de información geográfica que permitiera analizar algunas variables implicadas en el
transporte de viajeros.
El sistema desarrollado por Idom permite representar en pantalla, entre otras
variables la localización geográfica de
los trenes, la puntualidad a la llegada
y salida de estaciones, la situación del
material móvil y las incidencias que se
han producido en el servicio.
55
1
2
56
Digitalización de la red
Seguimiento del servicio
Para realizar este trabajo, se ha digitalizado toda la red de Alta Velocidad – Larga
Distancia – Media Distancia así como
todas las estaciones de cada línea de
circulación, combinándose esta información con una cartografía general básica.
Además de proveer una visualización
geográfica de las estaciones y de la red,
el sistema ofrece cuatro mapas temáticos especializados. El primero de ellos
permite localizar geográficamente los
trenes actualmente en servicio.
La herramienta en una aplicación Web,
desarrollada sobre la plataforma .NET,
empleándose tanto ASP.NET y JavaScript con la biblioteca JQuery como lenguajes de programación y la tecnología
ADO.NET para el acceso a datos. Para
la visualización cartográfica, se utiliza el
servidor de mapas MapXtreme de MapInfo y la API de Google Maps.
El sistema muestra la posición del tren
con una flecha que además indica el
sentido; se utiliza un código de color
para la flecha que indica los minutos de
retraso del tren.
Seleccionando un tren en pantalla se
puede acceder a información sobre el
número de plazas ofertadas, ocupación
real, recursos de material y personal
asignado al servicio.
1/ Digitalización de la red
2/ Seguimiento del servicio:
Localización
3 / Puntualidad porcentual
4 / Localización de incidencias
por tramo
5 / Localización de incidencias
por estación
El sistema además muestra unos gráficos en los que se puede ver el número
de trenes que se encuentran en cada intervalo de retraso predefinido así como
la puntualidad por área de negocio y por
producto según los compromisos adquiridos en la prestación del servicio.
Puntualidad
Otro de los mapas disponibles muestra
la puntualidad a la llegada y salida de
una estación de una manera gráfica.
En cada estación se muestra un círculo en el que el semicírculo superior
representa porcentualmente los trenes
puntuales e impuntuales a la llegada y
el semicírculo inferior hace lo propio con
los trenes a la salida de la estación.
3
4
3
5
Seleccionando una estación es posible
acceder a información extendida sobre
los trenes que han pasado por dicha
estación. El sistema muestra una leyenda totalizada que permite conocer
la puntualidad en una franja de tiempo
determinada y para unas estaciones seleccionadas por el usuario.
Es posible realizar filtros para seleccionar solamente algunas de las series de
material motor y de material remolcado.
Estado y posición
de cada tren
Localización
de incidencias
El tercer mapa temático disponible permite conocer la situación del material
móvil. Se muestra el material tanto por
estado (circulando, asignado, disponible,
averiado) como por posición (en la vía,
en taller o en estación).
Por último, es posible representar gráficamente las incidencias que han ocurrido en el servicio. Cada incidencia se
asigna a la estación de origen de la misma o al tramo correspondiente y se realiza un gráfico en el que se representan
las estaciones con un código de color
según el número de incidencias que les
han afectado.
Para el material en taller y en estación es
posible consultar información ampliada,
existiendo gráficos por serie que permiten consultar la distribución del mismo.
Se pueden realizar filtros por tipos generales de incidencias (técnicas, confort, atención al cliente) por tipos particulares (vía, material, etc) así como
filtrar por fechas, estaciones, productos
y áreas de negocio.
Seleccionando una estación o tramo podemos consultar información sobre las
incidencias ocurridas en la estación, incluyendo servicios afectados, minutos de
retraso, clientes afectados, descripción,
consecuencias y gestión de la incidencia,
servicios causantes y servicios afectados.
57
Visualización Google
Maps
58
Se ha desarrollado así mismo una aplicación que permite una visualización de
los variables fundamentales sobre la
base cartográfica de Google Maps.
Este formato proporciona al usuario una
navegación más ágil y una apreciación
del entorno más completa gracias a los
distintos modos de visualización que
permite Google Maps (Callejero, imagen
satélite, mapa de relieve, etc).
Imagen cortesía de Renfe
Fotografía: Patier
Aplicación para usuarios
en movilidad
Los usuarios con dispositivos tipo “tablet” acceden a la aplicación a través de
una visualización muy dinámica, adaptada al manejo táctil.
El visor se basará en la cartografía de
Google Maps, que soporta los gestos
“multi-touch”, un software diseñado para
pantallas que reconocen simultáneamente múltiples puntos de contacto.
59
60
Arquitectura y programación
La transformación cultural
"Agotados los viejos paradigmas,
desde Idom se propone transformar
el objeto arquitectónico, modificando
el proceso con el que lo producimos”
Tono Fernández Usón
Arquitecto
Hace medio siglo, el lápiz era una buena
herramienta para el desarrollo de proyectos. El reducido número de actores y especialidades involucradas en un proyecto,
permitían que un sencillo dibujo fuera capaz de comunicar las ideas a un pequeño
equipo de especialistas reunidos en torno
a una mesa.
equipos sin que la calidad del proceso y el
resultado se resientan. El viejo paradigma
-que concentraba la reflexión arquitectónica exclusivamente en torno a parámetros
culturales orientados al desarrollo plástico
de la forma- no parece el mejor camino en
un mundo en el que la tecnología y el arte
están condenados a entenderse.
Hoy, la cadena de valor es más compleja.
Al incremento de actores y documentos a
entregar se unen la demanda de sostenibilidad medioambiental y económica, el
creciente interés por la eficiencia enfocada
a la reducción de consumos, la preocupación por el ciclo de vida de los materiales,
los cambios normativos, etc. Necesitamos
gestionar una enorme cantidad de datos y
se nos exigen conclusiones precisas tras
el análisis de los mismos.
Durante los últimos años, Idom ha abordado más de 30 proyectos orientados a la
mejora de estos procesos de pensamiento,
comunicación y producción, desarrollando
herramientas y software propio como respuesta a estas nuevas demandas.
En este nuevo marco, la creación unipersonal no parece capaz de integrar adecuadamente la complejidad de los proyectos y
La conclusión, tras unos años de trabajo
en torno a las vinculaciones entre programación y arquitectura, es que el camino
iniciado alberga en su raíz un enorme potencial para la transformación del proceso
creativo, del producto final y del servicio a
nuestros clientes y a la sociedad.
Imagen: Ismael Vega Trillo
La evolución del viejo paradigma
El cambio de la herramienta
La evolución de las plataformas de computación y la incorporación de programadores dentro de los equipos de trabajo
están introduciendo nuevas formas de
acercarnos la realidad.
La programación permite relacionar datos precisos provenientes de todas las
disciplinas y generar modelos de comportamiento que nos permiten abordar
los problemas desde perspectivas hasta
ahora desconocidas.
Por un lado, el trabajo con algoritmos
generativos, y en concreto los algoritmos genéticos, está arrojando resultados que no podíamos imaginar, ni hace
veinte años armados con un buen lápiz,
una calculadora y una buena memoria,
ni hace una década con los programas
de diseño asistido por ordenador (CAD).
Por otro lado, la evolución de la computación aplicada a la geometría, ha permitido generar modelos paramétricos (BIM)
capaces de integrar todos los agentes y
datos en un entorno común, modificando
tanto la calidad del producto final como
las estructuras de los equipos y los modos en los que estos se comunican.
62
1
Proyectar es, cada vez más, relacionar la
mayor cantidad de datos del modo más
preciso posible en un entorno numérico.
Números y creatividad, conceptos que
culturalmente se han entendido como
contrapuestos, se dan la mano.
La aplicación de algoritmos en el proceso nos está permitiendo desterrar
estos prejuicios y descubrir la magia de
los números. Los modelos derivados de
las diferentes iteraciones, interpretados
correctamente, son capaces de generar
ideas e inspirar nuevas vías de desarrollo
de la arquitectura.
Modelos generativos
Las reglas definen la geometría
Un modelo generativo se construye en
torno a poblaciones de individuos —componentes geométricos— que se relacionan entre sí bajo reglas de agregación
y eliminación. A partir de los datos que
introducimos, el modelo explora los campos de relaciones y generación de formas. Su objetivo es, en la mayor parte de
los casos, la optimización y el descarte
de soluciones.
A partir de la creación de un componente,
y en función de sus sucesivas iteraciones
según reglas predeterminadas, se genera una “población” que se comporta de
manera inteligente, en el sentido de que
tiene capacidad de adaptarse y mutar si
se le aplican nuevas reglas, de modo similar al que reaccionarían una colonia de
hormigas, un enjambre de abejas o una
bandada de pájaros.
Un ejemplo muy básico de aplicación es
la introducción de variables climáticas
para determinar la distribución de huecos de una envolvente arquitectónica, La
introducción de variables más complejas,
como el uso de materiales inteligentes,
permite simular, analizar y determinar el
patrón de comportamiento que los mecanismos de la envolvente ha de tener
para optimizar el rendimiento y consumo
del edificio.
Para desarrollar este trabajo se utiliza
software existente o se generan puntualmente programas nuevos adaptados
a cada problema concreto o a cada estructura de trabajo.
Modelos paramétricos
Vínculos, geometría y automatización
Por poner un ejemplo sencillo: en un
modelo BIM (Building Information Modelling) se determina que un hueco ha
de ubicarse en el punto medio de un
muro determinado. La modificación de
la geometría del muro alterará la posición
absoluta de la ventana, aunque en términos relativos siga situada en el punto
medio del muro.
Un modelo paramétrico se construye
mediante relaciones entre variables. La
alteración de una regla o una restricción
modifica un componente del modelo en
sí mismo y tiene repercusiones en la totalidad del modelo. La modificación es,
por lo tanto, automática.
Entorno
Equipo
HERRAMIENTAS
Oportunidad
CONDICIONES
A1> Aplicación integra
A2> Nodo de conexión
A3> Aplicación apéndice
B1> Software Base
B2> Software Base
SOCIEDAD
VARIABLES
Si, por ejemplo, se añade una segunda
restricción que determine que el resto de
las ventanas están alineadas en altura
con la primera, todas las ventanas del
modelo se verán afectadas por la modificación del muro.
A diferencia de los programas de modelado tradicional, en los que las relaciones
y resultados surgen a partir de una geometría previamente definida, un modelo
paramétrico comienza en las relaciones
que sólo al final se transforman en geometría. En un modelo paramétrico, los
datos preceden a la forma.
En Idom, los modelos paramétricos, están ligados al uso de la tecnología BIM.
Esta plataforma, ofrece una serie de software vinculados entre sí, para abarcar
casi todas las disciplinas. Sin embargo,
en la práctica, quedan muchos vacíos, en
los que Idom ha trabajado, mediante programación, para completar su "workflow
a medida".
Tipos de programación
Modificando el proceso de trabajo
ENERGÍA Y
MEDIO AMBIENTE
NOSOTROS
B1
Ya sea dentro de los modelos generativos
o paramétricos, se están desarrollando
programas que responden a tres tipologías básicas:
Complementos y conectores:
A1
Programas aplicados sobre una plataforma comercial que complementan un
software determinado ("complementos")
o que conectan dos software (“conectores”). Simplifican el flujo de trabajo.
A2
ECONOMÍA
B2
Optimizadores de proceso:
A3
Nuevos programas autónomos desarrollados puntualmente para ser aplicados
puntualmente sobre un flujo de trabajo
previamente definido.
CICLO DE VIDA
PLANIFICACIÓN DIGITAL
PRODUCCIÓN DIGITAL
INDUSTRIA
PENSAMIENTO DIGITAL
COMUNICAR
PRODUCIR
PENSAR
NORMATIVAS
CAMPOS
Programas disruptivos:
Nuevas herramientas propias, que transforman el proceso de trabajo.
1/ Esquema de producción.
Plataforma informática del área de Arquitectura (Arquitectura, Instalaciones,
Estructura, Presupuesto, Planificación y
Mantenimiento ).
63
Algunos resultados
Utilización de la tecnología BIM
(Building Information Modeling)
“La optimización
de soluciones y la
automatización de procesos
son mejoras objetivas, pero
lo realmente apasionante es
incorporar las matemáticas
al proceso creativo y
descubrir a través de los
números nuevos modos de
aproximarnos a la realidad”
Carlos de la Barrera
Arquitecto
Infografía: Arq. Andréia Faley
Desarrollo integral
de un proyecto
La tecnología BIM abarca el proceso de
diseño y gestión de toda la información
a lo largo del ciclo de vida del edificio.
Sobre el modelo paramétrico se define
la geometría en todas las disciplinas, desarrollando simultáneamente memorias,
pliegos y presupuestos. Posteriormente
se vincula el modelo con el visualizador
que incorpora la planificación de obra y
se introducen los parámetros de mantenimiento. Se trata de un proceso en 6
dimensiones:
1
3D Geometría
Proyecto de Ejecución de Arquitectura,
Instalaciones y Estructuras
2
4D Tiempo
Planificación de los tiempos de ejecución
vinculados al modelo 3D
5D Presupuesto
Actualización y control
6D Facility Management
Gestión y plan de mantenimiento
3
Beneficios y valores de
este proceso de trabajo
RIGOR: Seguimiento integral y pormenorizado, Obtención de información de
áreas, comportamientos estructurales,
descripción de espacios, valoraciones,
especificaciones de productos, etc.
4
COHERENCIA: Gracias a la vinculación
conceptual entre disciplinas.
CONTROL DEL AVANCE: Evaluación
permanente del proceso.
5
INTEGRACIÓN DISCIPLINAR: Mediante la transformación de roles y perfiles.
AUTOMATIZACIÓN: Gestión paramétrica de cambios.
CONTROL DE PRESUPUESTO: Actualización automática de valores a lo
largo del proceso de construcción del
modelo.
VINCULACIÓN CON EL MANTENIMIENTO: Ampliación del ciclo de vida
del edificio
6
1/ Desarrollo conceptual y pensamiento. 2-3/ Generación. 4/ Producción
5/ Visualización. 6/ Fabricación digital
65
Infografía: Arq. Andréia Faley
Algunos resultados
Proyecto del Edificio de Gestión de Emergencias de Barcelona
66
El edificio de gestión de emergencias
de Barcelona es el más grande y completo centro de atención y gestión de
llamadas de emergencia proyectado
en Europa, pensado para que todos los
cuerpos operativos y organismos vinculados a las emergencias compartan espacio y protocolos de trabajo.
El proyecto de ejecución se planteó utilizando la plataforma BIM en todas las
disciplinas.
Durante todo el desarrollo del proyecto
se ha abarcado el proceso de diseño y
la gestión de toda la información a lo largo del ciclo de vida del edificio.
El modelo virtual contiene los modelos
de Arquitectura, Estructura e Instalaciones con sus detalles, materiales y
características. Además, se han podido
explorar formas y volumetrías, sin restricción, que han sido controladas paramétricamente.
El uso de la tecnología BIM
ha permitido desarrollar el
proyecto de ejecución en
un plazo de 3 meses.
Por otro lado, al generarse desde un
principio una biblioteca de elementos
que contienen todos los parámetros
integrados, se ha ahorrado tiempo en
la realización del proyecto. Así, se ha
podido mantener un control básico del
presupuesto desde un inicio, adecuándolo a las restricciones prefijadas por
del cliente.
La principal ventaja ha sido
la coordinación de las 3
disciplinas y la detección
temprana de coaliciones e
interferencias.
Modelo integrado.
Arquitectura, estructura
e instalaciones.
Detalle 1. Revit ARQ,
modelado y definición de
muro cortina principal.
Detalle 2. Revit MEP,
Conductos en platas tipo.
Superposición con
estructura metálica.
67
Detalle 3. Modelo de
integración de todas las
disciplinas y vinculación de
las tablas de planificación
con el modelo.
Algunos resultados
Generación de envolventes singulares
68
El Centro de Proceso de Datos en Cerdanyola del Vallés es un enorme almacén
de procesadores que trabajan 24 horas
al día los 365 días del año y que puede
llegar consumir la misma energía que un
barrio de 3.600 viviendas.
El gran número de condicionantes exigidos para el desarrollo de la envolvente- Iluminación regulada en las oficinas,
ventilación en los patios de impulsión y
extracción del CPD y aplacado de las
grandes superficies de hormigón estructurales, máxima eficiencia energética- obligó
a trabajar con un modelo construido sobre
las hipótesis iniciales que fue optimizada
durante las diversas fases de desarrollo, no
solo cuando se desarrollaba el proyecto
técnico sino también durante la ejecución
de la obra.
Mediante algoritmos,
se estudió la mejor
distribución de porcentajes
de perforación, para
conseguir un nivel
adecuado de luz interior en
la zona de oficinas.
Proceso de generación de
la fachada: Fases
<1.0> Proyecto de ejecución
Se procedió a la definición del sistema
constructivo para las 3 variables iniciales
del proyecto.
<2.0> Prototipo digital
Realizado con la empresa Acieroid, incluye
el diseño constructivo en 3D de todos
los componentes del sistema de fachada
<2.1> Prototipo físico
Proyecto de ejecución
Se realiza con los industriales Acieroid
e Imar conjuntamente, y se procede a la
presentación del sistema al cliente
<3.0> CFD (Computational
Fluid Dynamics)
Estudio desarrollado conjuntamente con
ADA para analizar el comportamiento
térmico de la cámara. Con estos análisis,
se determinó exactamente como debían
ser las aperturas superiores e inferiores
para permitir el drenaje óptimo
<3.1> Simulación lumínica
Hipótesis inicial y medición de los niveles
de iluminación en la propuesta planteada
en el proyecto de Ejecución
Prototipo digital
<3.2> Algoritmo genético
Proceso de cálculo y resultados parciales
obtenidos hasta llegar a la solución definitiva. Proceso de optimización medido
sobre planta
<3.4> Transcripción de datos
Simulación sobre pixeles de 1.40 x 1.40
con valores de transparencia asignados
numéricamente dada la imposibilidad de
obtener una simulación de toda la fachada
con la perforación a escala real.
Prototipo físico. Montaje en obra
La transcripción de esos valores matemáticos a escala real se realizan mediante un software desarrollado ex profeso
para Imar, llamado Pixel Info
69
<3.5> Patrón resultante
Mediante otro script desarrollado específicamente se despieza el patrón obtenido,
en unidades de 1,40 x 1,40 con el desfase
predeterminado
Simulación lumínica
<3.6> Unidades de fabricación
Por último, se genera un nuevo script que
permite generar el plano de fabricación
de cada una de las unidades
<4.0> Optimización matemática
Se llevan a cabo los pertinentes estudios
de optimización para poder trasladar los
resultados obtenidos del algoritmo a la
condición de licitación de disponer únicamente tener 5 tipos de chapa diferentes
Algoritmo genético
<5.0> Estudios de resistencia
del aluminio
Tras testear el prototipo en obra, se prueba
la distribución de distintos elementos
rigidizadores (zonas macizas)
<5.1> Proceso de abstracción
Conversión a los datos numéricos de los
pasos anteriores, para obtener las 5 chapas en su valor de perforación adecuado
Algoritmo genético. Medido sobre planta
<5.2> Análisis de percepción
Establecimiento del número de puntos de
perforación y la escala. Se compararon
chapas con el mismo porcentaje de transparencia, teniendo una de ellas el doble
de puntos a mitad de escala que la otra,
obteniendo mejores resultados esta última
<5.3> Generación de los
planos de fabricación
Proceso final de generación de las 5
unidades establecidas en el contrato de
licitación con la constructora
70
Optimización matemática
<6.0> IMAGEN FINAL
"La programación permite dar una respuesta precisa
a los condicionantes medioambientales, energéticos
y económicos, al transformarlos en valores objetivos
mensurables y convertirlos en herramientas
proyectuales desde el inicio del proyecto”
Magdalena Ostornol
Arquitecto
71
Algunos resultados
Aplicaciones y scripts desarrollados por Idom
1/ Programas disruptivos
Proyecto: EMP
Espacio Mental de Proyectos
Año: 2012
Descripción:
Herramienta inicialmente diseñada
para potenciar la capacidad creativa
de un equipo de trabajo, su desarrollo
permite integrar proyecto y encargo,
ligando el proceso creativo con los
sistemas que incorporan la gestión
de la calidad, coste y plazo.
Ejemplo1.1/ Programa de uso interno para gestión de proyectos
Proyecto: SrfDataToExcel
Año: 2012
Descripción:
El programa SrfDataToExcel exporta
rápidamente a Excel las áreas, capas y
propiedades básicas de cada elemento,
para luego poder calcular ratios y mediciones generales del proyecto. Una
vez analizada la información el usuario puede volver hacer modificaciones
en el modelo de Rhino y comparar los
cambios con el modelo anterior.
Ejemplo 1.2/ Programa de uso interno para optimizar procesos
72
Proyecto: KOMPO!
Año: 2011
Descripción:
Kompo! Es un programa para la reparación de geometría que permite el
cálculo estructural por FEA en el programa SolidWorks. Fue encargo de
la empresa IMAR para solucionar un
problema que tenían con el programa
que les generaba las chapas deployée.
Ejemplo 1.3/ Programa desarrollado para un cliente externo (Empresa IMAR)
2/ Optimizadores
Proyecto: Estructuras progresivas
(Estaciones AVE Polonia)
Año: 2011
Descripción:
El programa funciona usando un algoritmo de recursión que imita el crecimiento
de los árboles. Los nodos de cada rama
encajan con la posición de los pilares del
edificio y la longitud condiciona la sección de la estructura. Así, por ejemplo a
mayor distancia, mayor sección.
Ejemplo 2.1/ Script para generación de formas
Proyecto: Generador de patrones no
uniformes para fabricación.
(Edificio Emergencias BCN)
Año: 2011
Descripción:
Esta aplicación permite transformar la fachada de ladrillos generada en el ejemplo
2.4, y generar el plano necesario para
su fabricación. Indicando la orientación
y posición de cada ladrillo en la fachada
Ejemplo 2.2/ Script para optimización de procesos de fabricación
Proyecto: Estructuras variables para
cubiertas (Rizhao Ecopark)
Año: 2011
Descripción:
Exploración formal para generación de
estructuras de cubiertas ajardinadas, en
un proyecto de paisajes.
Ejemplo 2.3/ Script para optimización de procesos de proyecto
73
PLANTA SOLAR HIBRIDADA
CON BIOMASA
En el término municipal de Les Borges
Blanques (Lleida), se está construyendo
la primera planta termosolar del mundo hibridada con biomasa a escala comercial.
La central tendrá una potencia nominal
medida en bornas del generador eléctrico
de 25 Mwe y generará 98.000 MWh/año.
Se ubica en una finca que es atravesada
por la línea de alta velocidad entre Madrid
y Barcelona de modo que el campo solar
queda a ambos lados de la vía.
La planta está siendo promovida y será
explotada por la UTE Termosolar Borges,
S.L, formada por las empresas Abantia y
Comsaemte. Jurídicamente, esta nueva
inversión se encuentra en el marco de las
centrales eléctricas que emplean fuentes
de energía renovable (Real Decreto RD
661/2007 del 25 de Mayo), es decir,
enmarcada en el régimen especial, por
lo que tiene acceso a la prima que hace
viable la ejecución de plantas termosolares de estas características.
75
En la imagen, planta solar construida por Seridom en Palma del Río (Córdoba)
76
Secciones de la planta
El campo solar
El Campo Solar que ocupará la mayor
parte de la superficie de la planta y en
el Bloque de Potencia se concentrará la
producción de vapor mediante intercambiadores de calor, el calentamiento de
aceite térmico en calderas de Biomasa y
el aprovechamiento energético del vapor
generado en una turbina de vapor.
Compuesto por 56 lazos paralelos de 6
colectores cilindroparabólicos (CCP´s)
cada uno, consiste en un sistema de reflectores parabólicos que concentran la
radiación solar en los elementos colectores donde se transfiere la energía solar
a un fluido caloportador.
Los tubos absorbedores estarán formados por un tubo interno de acero inoxidable por el que circula el fluido caloportador que, a su vez, se encontrará cubierto
por otro tubo de vidrio cuya misión es
mantener un vacío que hace de aislante térmico (índice de absorción superior
a 0,96 y emisividad a 400ºC inferior a
0,10).
Los espejos cilíndrico parabólicos estarán formados por un vidrio de bajo contenido en hierro de un espesor de unos
4 mm y una capa de alta reflectividad en
la parte posterior.
Los colectores cilíndrico parabólicos
seguirán la trayectoria del sol de Este a
Oeste. El Campo Solar se completa con
el conjunto de tuberías encargadas de la
distribución del fluido caloportador. Los
colectores tendrán 100 m de longitud
y habrá una distancia entre filas de 15
metros.
Las calderas de biomasa
Se dispondrá de dos Calderas de Biomasa de aproximadamente 22 MWt cada
una, más una caldera de 6 MWt que
operará exclusivamente con gas natural
como combustible, de modo que la potencia térmica de combustión instalada
no supera los 50 MWt.
Se ha previsto la utilización de biomasa
de origen forestal y cultivo energético.
Las calderas de biomasa dispondrán asimismo de quemadores de gas natural de
10 MWt cada una, de modo que la producción a partir de la combustión de gas
natural no supere el 15% siempre que se
establezca una venta libre de energía en
el mercado o un 12% si se establece tarifa regulada, según proceda del cómputo
anual de producción eléctrica de acuerdo
al RD 661/2007.
Infografía: Arq. Andréia Faley
El gas natural utilizado provendrá de
una Estación de Regulación y Medición
(E.R.M.) alimentada por un gasoducto
existente y se empleará también en una
caldera auxiliar de producción de Vapor
de sellos para los arranques de planta.
Disposición
de los equipos
Tanto el campo de cilindros parabólicos
como el sistema de calentadores auxiliares de aceite estarán dispuestos en serie,
de forma que las calderas podrán actuar
como complemento al campo solar. Se
prevé igualmente un modo de operación
con biomasa únicamente, que permitiría
el funcionamiento de la turbina al 50%
de su carga máxima.
El Bloque de Potencia contará con un
solo tren de generación de vapor. El ciclo
de potencia estará basado en tecnología
para la generación eléctrica que sigue
el esquema de un ciclo de Rankine con
recalentamiento intermedio.
El sistema de aceite térmico está compuesto por las bombas que impulsan el
fluido térmico, dos vasos de expansión
que permiten absorber las variaciones de
volumen del aceite térmico y el sistema
de depuración del aceite térmico, disponiéndose además de una bomba auxiliar.
“Estamos ante la primera planta del mundo
de estas características, a escala comercial”
Susana Martínez Escriche
Directora de proyectos termosolares
77
140 ºC
288 Kg/s
21
ºC
3
31
0
/s
Kg
338 Kg/s
280 ºC
Energía proporcionada por el Campo Solar
(en % de carga de turbina)
0%
Porcentaje de carga de la turbina de vapor
25 %
Porcentaje de carga de la caldera de Biomasa
50 %
Temperatura del aceite (HTF) a la salida
del campo solar (en ºC)
75 %
s
g/
3K
36
ºC
100 %
Caudal de aceite (HTF) en la entrada
del campo solar (Kg/s)
28
0
Intensidad solar máxima
Intensidad solar elevada
Intensidad solar baja
280 ºC
388 Kg/s
Intensidad solar moderada
Intensidad solar muy baja
Noche
Operación
78
La planta podrá operarse en tres modos:
únicamente solar (diurno) — la turbina
puede operar en todo su rango de potencias hasta el 100%—; en modo mixto
(diurno) — cuando las calderas de biomasa apoyan al campo solar—; y en modo
solo biomasa (nocturno) — llegando la
turbina de vapor a generar hasta un máximo del 50% de su capacidad—. Además
la caldera de gas natural de 6 MWt realizará el ajuste final de la temperatura del
aceite térmico. Estos tres modos básicos
de operación se combinan en diferentes
grados de carga de la turbina.
Durante los meses de julio a septiembre
funcionará en modo solar sin necesidad
de hibridación. En esos meses, la planta
se parará y mantendrá en el modo de
operación “hot – stand by” que permitirá
un arranque rápido una vez que el calor
procedente de la radiación solar esté
disponible.
En los meses de menor radiación —de
octubre a junio—, funcionará 24 horas
diarias y 7 días por semana (excluyendo
el mes de diciembre para mantenimiento), manteniendo una mínima carga del
50% gracias a la biomasa y evitando paradas y arranques diarios.
La central operará en tres modos básicos:
sólo solar (diurno), mixto (diurno), sólo
biomasa (nocturno). Estos modos se
combinan en diferentes grados de carga
de la turbina según la gráfica superior.
Tratamiento de agua
El agua bruta utilizada (500.000 m3/
año) se extraerá del canal d’Urgell por
gravedad almacenándola en una balsa
intermedia.
Vista de detalle de las calderas de biomasa y los intercambiadores de calor. Al
fondo, la línea de alta velocidad Madrid Lleida, que divide en dos el campo solar.
Será sometida a los diversos tratamientos de filtración y depuración para adquirir la calidad necesaria tanto para la
limpieza de espejos como para las torres
de refrigeración, circuito cerrado de refrigeración y ciclo de vapor.
79
80
BIOCOMBUSTIBLE A PARTIR
DE CÁSCARAS DE ALMENDRAS
“La Comunidad Valenciana
es pionera en la utilización
de residuos naturales para la
producción de combustibles de
altas prestaciones energéticas”
Mar Casanova
Secretaria Autonómica de Economía,
Industria y Comercio de la Generalitat Valenciana
A lo largo de siglos, la Comunidad Valenciana ha desarrollado una intensa
actividad económica y comercial entorno a la almendra y era sólo cuestión
de tiempo que los investigadores encontraran aplicaciones innovadoras a
los abundantes residuos naturales que
genera dicha actividad.
La nueva fábrica ocupa una superficie
cercana a los 10.000 metros cuadrados y —utilizando maquinaria de última tecnología—, es capaz de producir
32.000 toneladas anuales de un combustible, que además de poseer elevadas prestaciones energéticas, no produce olores, humos ni chispas.
Cerca de Crevillent (Alicante) ha comenzado a funcionar la primera fábrica
del mundo que elabora briquetas —bloques sólidos de biocombustible— a partir de cáscaras de almendras.
La mayor parte de la energía empleada
se obtiene del calor residual generado
en la cercana planta de suministro eléctrico para la población de Crevillent.
81
01. Preparación
02. Lavado
Cribado de la cáscara
Almacenamiento
Activación de la lignina
Eliminación de residuos
Homogeneización del material
03. Secado
Pirólisis
Descenso de la humedad
1/1
1/2
1/1 Cinta de admisión
1/2 Silo de almacenamiento
A. Cogeneración
Eficiencia energética
A.0. Caldera
A.Cogeneración
A.0. Caldera
o3. secado
o1. preparación
Almacenamiento exterior:
Cribado granulométrico
82
o2. lavado
o4. distribución
04. Distribución
05. Briquetado
Tecnología a nivel de campo
Suministro a equipos
Compactado por presión
Mejora de la combustión
06. Empaquetado
Encajado
Retractilado
Ensacado
4/1
5/1
4/2
5/2
5/3
4/1 Línea de alivio de cáscara
4/2 Tolva de distribución
5/1 Encajado
5/2 Retractilado
5/3 Ensacado
Expedición
B. Sistema de control
Automatización de la producción
Rendimiento eléctrico equivalente
Visualización y gestión de datos
Reserva + Almacenamiento
o6. empaquetado
o5. briquetado
B.Sistema de Control
83
1
Tratamientos previos
Lavado
a temperatura media
Pirólisis
La cáscara llega en camiones y se deposita al aire libre, en el exterior de la
planta.
En este proceso de pre-lavado, la cáscara se sumerge en un baño de agua a
una temperatura entre 60 y 65 ºC, durante un tiempo que varía según las necesidades de producción. Este proceso
tiene un triple propósito.
El tiempo de estancia de la cáscara en
el secadero es de aproximadamente 1
hora a una temperatura de 160ºC. Mediante este tratamiento se persiguen
dos objetivos:
Desde el muelle exterior se procede a
la alimentación de la tolva que dará suministro al silo de almacenamiento, con
una capacidad de almacenamiento de
100 m3, de forma que puede generarse
un abastecimiento en continuo al proceso al menos durante 4 horas.
84
1. Lavar la cáscara, eliminando la tierra
procedente de la recolección y almacenamiento, con objeto de reducir las
cenizas de combustión de las briquetas.
1. Bajar la humedad de la cáscara hasta
el límite inferior que permita un posterior briquetado. De esta forma las propiedades caloríficas de la briqueta serán
óptimas.
2. Homogeneizar el porcentaje de humedad con el que la cáscara pasará
posteriormente al proceso de secado.
2. Producir el proceso de pirólisis permitiendo obtener briquetas compactas y
duraderas, sin necesidad aditivos.
3. Activar la lignina, que asciende a la
superficie de la cáscara actuando como
pegamento natural.
A la salida del secadero se obtiene cáscara con un porcentaje de humedad del
2% y con una temperatura alrededor de
130ºC.
2
1/ Lavado; activación de la lignina
2/ Secado de la cáscara
Cogeneración
Distribución de la cáscara
La energía necesaria para el proceso de
secado se obtiene mediante el proceso
de vaporización de los gases de escape
de un motor de cogeneración de 10 MW
anexo a la planta. Los gases se introducen en una caldera de 4 MW de potencia que genera 5.500 kg/h de vapor,
ayudada por un economizador.
A la salida del túnel de secado la cáscara seca es conducida, a través de un
tornillo sinfín calorifugado, a una tolva
de distribución al sistema de briquetado.
Tanto el agua caliente necesaria para el
proceso de secado como la necesaria
para el proceso de lavado y pre-lavado,
proviene de la recogida de condensados
generados por el secadero y del agua calentada en el proceso de refrigeración de
las camisas del motor de cogeneración.
Desde la parte inferior de la tolva, tres
tornillos sinfines calorifugados distribuyen la cáscara a las tolvas de alimentación de los tres grupos briquetadores.
Cada tolva de alimentación dispone de
seis o cuatro salidas que dan suministro
a las bocas de los equipos briquetadores en función de si están compuesta
por cuatro o por seis prensas.
El calorifugado de los tornillos se consigue haciendo pasar por la doble cámara
aire caliente que proviene de un aerotermo ubicado en la nave de secado. El
objetivo principal es mantener la temperatura de la cáscara por encima de los
120ºC para facilitar su compactado.
85
3
4
86
El material se compacta
por simple presión
Empaquetado
En los equipos de briquetado el material
se somete a un proceso de compactado, aplicando una presión de 160 bares
y un tiempo de ciclo completo de 24,6
segundos, alcanzando una densidad de
1.200 kg/m3 y un peso aproximado de
2,2 kg por briqueta.
Existen tres grupos de briquetado en
función del tipo de empaquetado final:
El briquetado se produce en una cámara/molde que confiere al material la
forma denominada “bone-shape” o de
“hueso”. Esta forma hace posible que la
briqueta pueda ser subdividida de forma cómoda en porciones equivalentes
a 1/3 de la briqueta y facilita la circulación de oxigeno alrededor de la misma haciendo más fácil el encendido y
combustión.
b) Líneas 2 y 3, se componen de seis
equipos briquetadores con una producción diaria de 2.700 kg/h cada una
aproximadamente, equivalente a 1.170
briquetas/hora.
a) Línea 1, se compone de seis equipos
briquetadores con una producción diaria
de 4.000 kg/h aproximadamente, equivalente a 1.756 briquetas/hora.
Existen tres tipos diferentes de empaquetado, que corresponden con cada
grupo de briquetadoras.
3/ Grupos de equipos briquetadores
4/ Briquetas a su salida de la prensa
Retractilado: las briquetas son
agrupadas en una matriz de 3x1, posteriormente se dispensa una etiqueta
automática informativa del producto
sobre el pack y es envuelto en plástico
tipo polietileno de alta temperatura para
posteriormente entrar en el túnel de retractilado.
Ensacado: desde su salida de la
prensa son dirigidas al carrusel de carga
de sacos big-bag, donde antes de ser
volcadas son pesadas para no superar
los 500 kg por saco.
Encajado: las briquetas son agrupadas automáticamente en bloques de
3x2 para posteriormente ser encajadas
en cartón mediante un equipo automático Wrap Around.
6
5
7
5/ Proceso de retractilado
6/ Proceso de ensacado
7/ Proceso de encajado
Control
A través de un SCADA de control se
arranca y se para el proceso, se vigilan y
se visualizan todas las alarmas y eventos
que se produzcan.
El sistema de control está basado en una
red en anillo formada con cable UTP y
gestionada bajo protocolo TCP/IP. A dicha red se conectan los diferentes autómatas que controlan cada equipo.
El PLC maestro se encarga de gestionar
las comunicaciones entre los diferentes PLC secundarios y mantener una
comunicación con el sistema SCADA
permanente.
El sistema de gestión lleva incorporada
una aplicación para calcular el Rendimiento Eléctrico Equivalente, así como
diferentes aplicaciones para visualizar,
gestionar y supervisar la producción diaria, imprimir informes y resultados.
Las cajas son trasportadas a las mesas de formación de palets, donde dos
brazos robots se encargan de montar el
palet en función de un mosaico programado. La producción es de 293 cajas/h
con 60 cajas/palet.
87
INNOVACIÓN EN
EL SECTOR SANITARIO
El secreto: centrar la atención en el usuario
itario
Menno
Desde hace cinco años, Idom está impulsando la innovación en el sector sanitario en colaboración con instituciones
públicas y privadas. El enfoque que se
ha utilizado es eminentemente práctico
y tiene como epicentro al usuario.
Diseño de modelos y de
dispositivos
El impulso innovador de Idom se ha centrado en dos vertientes: diseño de modelos organizativos para facilitar la innovación en instituciones sanitarias y diseños
de dispositivos médicos concretos.
Un ejemplo de modelo es el ideado para
la gestión de la innovación en hospitales —actualmente en funcionamiento en
el Hospital Sant Joan de Déu en Barcelona—, que contempla servicios asistenciales, tecnologías médicas, ciencias
de la vida, tecnologías de la información,
organización y gestión, e infraestructuras
y servicios.
El modelo, denominado “Hospital Innovador”, permite dos flujos de innovación
—top-down y bottom-up—, asegurando
simultáneamente el alineamiento estratégico y la participación de todos los
profesionales.
Foro de Innovación
En las imágenes, Jornada dedicada
a la robótica en abril de 2012.
Bisturí piezoeléctrico
Alberto Vizcargüenaga y Alexander
Aviles en una prueba de validación
del prototipo.
Foro de Innovación en
Instituciones sanitarias
Desde hace cuatro años, Idom promueve además el “Foro de Innovación
Sanitaria”, una iniciativa llevada a cabo
en colaboración con otras instituciones
del sector y cuyo objeto es fomentar el
intercambio de buenas prácticas y experiencias innovadoras entre profesionales sanitarios.
En los primeros meses de 2012 se han
celebrado dos ediciones del Foro. La
primera tuvo lugar en el Hospital Clínico de Zaragoza, organizada por Idom
en colaboración con el Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud (I+CS), se
centró en la innovación en hospitales y
contó con la participación de directivos
de hospitales aragoneses y gestores del
servicio público de salud.
La segunda tuvo lugar en Barcelona
para tratar el tema de la robótica de
servicios, reunió a las principales instituciones sanitarias catalanas y contó
con un original invitado: el pequeño ro-
bot humanoide Nao. Allí se presentaron
ejemplos de aportaciones de la robótica en servicios tan dispares como la
rehabilitación, la asistencia a personas
mayores, la terapia del autismo, o la telepresencia en unidades de cuidados
intensivos.
Rediseño de bisturí
piezoeléctrico
Un ejemplo de rediseño de dispositivos
realizados por Idom es el bisturí piezoeléctrico de BTI Biotechnology Institute.
El estudio se ha centrado en la optimización del diseño del manípulo, con objeto
de mejorar sus prestaciones siguiendo
las demandas de los profesionales. Además se ha tratado de mejorar la fabricación, aumentando la repetitividad de características entre diferentes unidades.
El bisturí piezoeléctrico permite realizar
cortes en tejido óseo sin dañar tejidos
blandos y se utiliza en campos como la
odontología, cirugía máxilo-facial, ortopedia, neurocirugía, etc.
Este instrumento reemplaza a los accionados mediante micro motores, que
tienen limitaciones de acceso a zonas
complicadas y pueden dañar los tejidos
blandos. Los micro motores generan
una alta cantidad de energía mecánica
que se transforma en calor por fricción y
puede dañar los tejidos próximos al hueso, por lo que es necesario un sistema
de irrigación difícil de integrar en estos
diseños.
El bisturí piezoeléctrico aporta mayor
precisión y mayor limpieza en el interfaz herramienta-hueso respecto a los
bisturís tradicionales, así como un menor incremento de temperatura y una
reducción sustancial de las fuentes de
contaminación durante el procedimiento
quirúrgico.
89
“Cuando los niños encuentran un entorno de
juego y diversión en el hospital, su proceso de
recuperación se acelera”
Dr. Jaume Pérez Payarols
Director de Innovación del Hospital Sant Joan de Déu
1
Rediseño de dispositivos
pediátricos
En el contexto del “Hospital Innovador”
antes mencionado, surgió la idea de realizar concursos de diseño orientados a
resolver necesidades concretas de los
niños, involucrando tanto a profesionales de la atención hospitalarias, como a
jóvenes diseñadores.
La organización de los concursos se ha
llevado a cabo conjuntamente entre el
área de innovación de Idom, el Hospital
90
Sant Joan de Déu y la Escuela Superior de
Diseño y Arte Llotja de Barcelona y, hasta
el momento, ha tenido tres ediciones.
En la primera edición (2009), el concurso se centró alrededor de una idea de
Guillermo Puche, jefe de área de consultas externas. Este profesional detectó que los niños utilizaban el palo portasuero como juguete, subiéndose encima
para rodar por los pasillos.
“Es entonces cuando nos dimos cuenta que este artefacto podía ofrecer más
valor que llevar una bolsa de suero”,
comenta el Dr. Jaume Pérez Payarols,
director de Innovación del Hospital. “El
palo porta-sueros, puede ser un elemento de juego, divertido, educativo y
además representa un valor emocional”.
Bajo esas premisas, el primer reto propuesto a los alumnos de la escuela Llotja en 2009, fue rediseñar el palo portasueros para uso pediátrico.
2
3
1
1 / Palo portasueros
Diseño / “Benny” de Raquel Melero
2 / Caminador
Diseño / “Diver pasos”
de Noelia Vallano
3 / Silla camilla
Diseño / “Silla Simpati’k”
de Benjamin Migliore
El palo portasuero
El caminador
La silla camilla
15 alumnos del segundo curso de la
especialidad Diseño de Producto participaron en el concurso. Los estudiantes
pudieron visitar el hospital y visualizar in
situ el contexto de uso de palo porta-sueros. El diseño mejor valorado fue “Benny” de la estudiante Raquel Melero, una
propuesta expresiva, alegre e intuitiva. A
partir del diseño ganador, el hospital ha
realizado una serie de 10 porta-sueros
que están actualmente en uso en diferentes plantas del hospital y gozan de gran
popularidad entre los niños.
La calidad de los resultados obtenidos
animó a repetir el concurso en el año
2010, tomando esta vez como tema los
caminadores de rehabilitación, una vez
más con el objetivo de introducir en un
dispositivo anónimo y frío elementos divertidos y motivadores. En esta ocasión
el proyecto mejor valorado fue “Diver
pasos”, de Noelia Vallano.
En 2011, el tema elegido fue la “sillacamilla”, en respuesta esta vez a una
necesidad logística del hospital, siendo
la Silla Simpati’k de Benjamin Migliore
la más votada. Además, en este caso el
equipo de ingenieros y diseñadores de
Idom realizó un estudio paralelo y un
posterior diseño de silla-camilla con el
objetivo de responder a las necesidades
tanto del hospital como de los usuarios
(pacientes, familiares y personal del
hospital), llegando así a un nivel de desarrollo previo al prototipo.
91
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