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Informe Anual 2008
Índice
Mensaje del Presidente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
Actividades 2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
Líneas de investigación propia . . . . . . . . . . . . . . .
6
I + D bajo contrato-colaboración con las empresas . .
14
Unidad de Desarrollo de Producto . . . . . . . . . . .
16
Unidad de Procesos de Diseño y Producción
. . .
26
Unidad de Energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32
Mirando al futuro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
Personal, financiación y resumen de actividades .
38
Organización general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
Órganos sociales y directivos
. . . . . . . . . . . . . . .
40
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
Empresas asociadas
Mensaje del Presidente
H
ace un año, mencionaba en estas
mismas páginas que en el 2008,
declarado como “año de la
Innovación en Euskadi”, la actuación de IKERLAN-IK4 debía
estructurarse en torno a cuatro ejes principales: Investigación, Transformación
Empresarial, Emprendizaje e Internacionalización, en una clara apuesta por convertirse en el referente del binomio investigación-generación de valor para nuestros
clientes y colaboradores.
En la antesala de la crisis en la que actualmente estamos inmersos, IKERLAN-IK4 ya asumía
su compromiso y responsabilidad con el proceso de transformación que Euskadi debe y
está protagonizando, ahora con más decisión
si cabe, en lo que hemos dado en llamar la
Segunda Transformación, en la que el conocimiento y la innovación, entendida en sentido
amplio, es la fuente fundamental de ventaja
competitiva y, por lo tanto, el motor de la productividad y el bienestar económico de la
sociedad.
Estamos inmersos en una profunda crisis de
causas evidentemente variadas y complejas
que se han ido originando durante bastante
tiempo, y donde parece imposible abordar
cualquier reflexión sobre el futuro e incluso
sobre el presente inmediato sin respondernos
a las preguntas de cuándo y cómo conseguiremos superarla.
Informe Anual 2008
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Existe el consenso de que la salida de esta crisis será lenta y, aunque todavía nadie se atreve a pronosticar cuándo se iniciará la recuperación, sí podemos prever que en el ámbito
empresarial la recuperación tendrá mucho que
ver con el cómo se saldrá de la misma. Si algo
nos va a dejar esta crisis son unas inmensas
sobrecapacidades productivas en un mercado
global con una demanda mucho más reducida, donde la competitividad, la diferenciación
y el posicionamiento global de las empresas
determinará su velocidad de recuperación y
salida de la crisis; los menos preparados se
quedarán en el camino.
En estos momentos de transformación y dificultades IKERLAN-IK4 reafirma su compromiso
de contribuir a través de sus competencias y
capacidades a mejorar la competitividad de las
empresas trabajando activamente en el incremento de su capacidad de innovación.
Con este espíritu, y desde el convencimiento
de que la tecnología y la innovación serán
unas claves importantes para restaurar lo
antes posible el impacto que la crisis está
teniendo en este drama social, que es el
desempleo, IKERLAN-IK4 ha culminado a lo
largo de 2008 su proceso de Reflexión
Estratégica. Este proceso ha supuesto un
importante esfuerzo de socialización tanto
interna como con agentes externos, donde las
conclusiones y orientaciones han surgido
desde un profundo debate y análisis tanto de
la situación de partida, como de los retos que
deberíamos alcanzar, para contribuir a esta
Segunda Transformación.
© DVIRGILI
Txomin García
Presidente del Consejo Rector
El resultado es nuestro nuevo Plan Estratégico
2009-2012 que nace con la vocación de
“incrementar el valor aportado a empresas
tractoras, pymes y nuevos sectores de base
tecnológica”. El plan incluye tres retos de mercado, uno para cada tipo de empresa mencionada. Y se complementa con dos retos internos, uno dedicado a nuestras personas que
deben comprometerse con el aprendizaje permanente y con los valores de la creatividad,
servicio y asunción de compromisos y riesgos
en un entorno de trabajo colaborativo en red,
y un segundo reto interno centrado en la
mejora continua de nuestra eficiencia.
Siendo importantes las contribuciones que en
el corto plazo se puedan realizar desde un centro tecnológico, su misión principal debe centrarse en la creación de condiciones que con
un horizonte de medio y largo plazo sitúen a
nuestra sociedad en una posición fuerte y
competitiva capaz de aprovechar las oportunidades que sin duda el futuro nos va a deparar.
Es en este marco donde el Plan Estratégico de
IKERLAN-IK4 despliega un conjunto de acciones para potenciar la internacionalización del
Centro y su participación en redes globales de
conocimiento, con el objetivo de impulsar la
generación de propiedad intelectual en nuestras empresas, el desarrollo de proyectos de
innovación radical para pymes, o la colaboración con agentes empresariales en el desarrollo de nuevos sectores de base tecnológica,
entre otros.
IKERLAN-IK4 cumple 35 años en el 2009. Todo
un hito avalado por una continua actividad de
generación y transferencia de conocimiento a
nuestros clientes y colaboradores. Es el
momento de agradecer el esfuerzo y el entusiasmo de muchas personas que tanto desde
dentro como desde fuera del centro han hecho
posible esta realidad.
También es el momento de renovar nuestra
autoexigencia y nuestro compromiso con la
sociedad en un entorno que, siendo cada vez
más global y más competitivo, va a requerirnos
altas dosis de creatividad, especialización y
colaboración.
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Informe Anual 2008
Actividades 2008
E
l balance global del año 2008 lo
tenemos que calificar de positivo
para IKERLAN-IK4, ya que durante
el mismo se han conseguido los
principales objetivos previstos, y se
ha realizado un ilusionante plan estratégico con un nivel muy importante de participación y compromiso.
Los ingresos alcanzados en 2008 han sido
de 19,6 millones de euros, lo que supone
un incremento del 2,6% con respecto al
año anterior. De estos, 11,4 millones
correspondieron a proyectos de I+D bajo
contrato con empresas y 6,9 millones a
proyectos de investigación propia, que
han contado con el apoyo del Gobierno
Vasco, la Administración General del
Estado, la Diputación Foral de Gipuzkoa y
la Unión Europea. Hay que destacar el
apoyo de la Corporación MONDRAGON a
los proyectos de generación de conocimiento del Centro.
I+D bajo contrato
La cartera de proyectos con empresas se ha
mantenido en un buen nivel, cumpliéndose las
previsiones estimadas en el Plan de Gestión
2008. Durante este año, IKERLAN-IK4 ha continuado positivamente su participación en el
programa CENIT, habiéndose aprobado dos
nuevos proyectos, por un importe de 2,1 M.
Además, se ha participado en el nuevo programa ETORGAI con cinco proyectos y un presupuesto total de 2,5 M.
En el campo de la promoción de nuevas iniciativas empresariales a través de spinoffs, se
ha constituido Microliquid con una participación en el capital del 51%, obteniéndose
los primeros pedidos de chips microfluídicos.
Durante este pasado año, se ha colaborado en
la constitución de la empresa eTIC con la vocación de promocionar los sistemas electrónicos
embebidos y en la que IKERLAN-IK4 participa
como socio colaborador. Por otra parte, se ha
avanzado en la promoción en dos nuevas
empresas de base tecnológica, ligadas al
conocimiento propio desarrollado en las áreas
de Microtecnologías y Sensores. A comienzos
de 2009 se realizarán los estudios de factibilidad, y propuestas de constitución y de participación de IKERLAN-IK4 en las mismas.
Informe Anual 2008
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Javier Mendigutxia
Director General
Internacional
Investigación genérica y estratégica
En el ejercicio 2008 IKERLAN-IK4 ha conseguido la aprobación de dos nuevos proyectos
del 7PM, alcanzando con ellos una cifra acumulada de financiación de 3 M en este programa. Cabe destacar que se ha cumplido el
objetivo de conseguir la aprobación de proyectos alineados con nuestra investigación en
Personalización en masa de Producto y
Servicio.
Se ha realizado la revisión del vigente Plan de
Especialización, y se han puesto en funcionamiento las primeras versiones de los demostradores de cada una de nuestras seis líneas de
investigación.
En el pasado año un total de 19 investigadores
participaron en intercambios de larga duración
con Centros y Universidades de prestigio
nacionales e internacionales.
En cuanto a nuestra participación en
Plataformas Tecnológicas Europeas, hay que
destacar la elección de dos investigadores de
IKERLAN-IK4 como miembros de los Comités
Científicos de la Plataforma ARTEMISIA (sistemas embebidos) y de EUROGIA (energía). Otro
de nuestros investigadores ha sido nombrado
miembro de un prestigioso comité internacional de asesores del CIC energiGUNE.
En el capítulo de la protección del conocimiento generado por IKERLAN-IK4, se han tramitado tres nuevas patentes relacionadas con
microsistemas, combustión y nuevos sistemas
de generación.
Colaboraciones
A principios de 2009 se espera finalizar los primeros planes estratégicos de la Alianza IK4 y
del CIC microGUNE. En ambos casos se ha
prestado especial atención al desarrollo progresivo de estrategias conjuntas tecnologíamercado, así como al desarrollo de políticas
comunes de comunicación y relaciones externas.
Las siguientes páginas presentan algunos trabajos realizados en IKERLAN-IK4 en el ejercicio
2008.
3
5
Informe Anual 2008
Avances en la
generación de tecnología
y adquisición de conocimiento
en 2008
T
ras dos años de andadura del Plan
de Especialización 2006-2009 del
Centro, durante el año 2008 se ha
realizado una revisión de todas las
líneas de investigación atendiendo
a los nuevos criterios y retos identificados
en la preparación del nuevo Plan
Estratégico de IKERLAN-IK4. Como consecuencia, se han reorientado algunas de las
actividades y tecnologías buscando siempre la concentración de masa crítica y la
especialización en tecnologías que aporten valor a la empresa.
La actividad investigadora se ha desarrollado
en proyectos financiados desde el Gobierno
Vasco (SAIOTEK y ETORTEK), la Administración
General del Estado (MICINN y MITYC), la
Unión Europea (6PM y 7PM), los fondos
FEDER, la Diputación Foral de Gipuzkoa y el
PCyT (Plan de Ciencia y Tecnología) de la
Corporación MONDRAGON.
Continuando con la política de alineamiento
de esta financiación con las apuestas de especialización del centro, se ha logrado la participación en nuevos proyectos de los siguientes
programas:
●
Dos nuevos proyectos dentro del 7PM.
●
Tres nuevos proyectos de “Investigación
Básica No Orientada” y cuatro nuevos
proyectos “Singulares Estratégicos” del
Ministerio de Educación y Ciencia (MICINN).
●
Tres nuevos proyectos en la convocatoria
de Centros Tecnológicos del Ministerio de
Industria, Turismo y Comercio (MITYC).
●
Cuatro nuevos proyectos ETORTEK del
Gobierno Vasco.
●
Un nuevo proyecto financiado por la
Diputación Foral de Gipuzkoa.
Tras la nueva puesta en marcha por el
Gobierno Vasco del programa EMAITEK dirigido a los Centros Tecnológicos, IKERLAN-IK4 ha
puesto en marcha nuevos procedimientos
internos para asegurar la máxima rentabilidad
de este programa en la generación de nuevo
conocimiento.
Líneas de
Investigación
propia
Informe Anual 2008
6
Ana Martínez
Directora de Investigación y Conocimiento
Entre los resultados fruto de la actividad investigadora de IKERLAN-IK4, destacamos los
siguientes:
●
Solicitud de tres nuevas patentes en los
campos de Microsistemas, Combustión y
Nuevos sistemas de Generación.
●
Nueve artículos indexados SCIE publicados.
●
75 ponencias en congresos, 16 estatales y
59 internacionales.
●
Lectura de dos tesis doctorales e inicio de
otras diez.
●
Premios del programa Europeo de I+D
EUREKA-ITEA a dos proyectos en los que
participa IKERLAN-IK4.
IKERLAN-IK4 ha participado activamente en la
elaboración del Plan Estratégico de IK4, plan
con el que la alianza refuerza su vocación de
realizar una oferta común y eficiente de sus
capacidades tecnológicas a las empresas.
Igualmente, se ha profundizado en la coordinación de la actividad con MU-MGEP y el CIC
microGUNE.
Asimismo, se han estrechado las colaboraciones con universidades de prestigio para realizar
tesis doctorales. Investigadores de IKERLANIK4 han realizado estancias en centros como:
TU Viena, IMEC de Lovaina, IIIA-CSIC de
Barcelona, MIC de Dinamarca, Universidad de
Varsovia y EPFL de Suiza, Universidad de Julich
y Forschungszentrum Karlsruhe de Alemania,
Ecole Nationale Superieure de Chimie y Univ.
Franche-Comté en Francia, Universidad de
Otawa y SOFCpower de Italia.
Además, se ha recibido personal investigador
proveniente de los centros Konarka de Austria,
FhG IIS de Alemania y ENSEEIHT Toulouse, y las
Universidades de Chipre, Glasgow, Vigo,
Franche-Comté…
Del mismo modo, queremos destacar la incorporación
de
IKERLAN-IK4
a
foros
Internacionales como el Steering board de la
JTI Europea ARTEMISIA sobre sistemas
Embebidos o el comité técnico de EUROGIA.
En las páginas siguientes se describen las actividades realizadas en cada una de las líneas
estratégicas del Centro.
Líneas de
Investigación
propia
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Informe Anual 2008
Personalización en masa de producto
y servicio con innovación continua
LÍNEAS DE
INVESTIGACIÓN PROPIA
Las necesidades que la personalización de producto-servicio plantea a largo plazo
en las empresas requieren desarrollar tecnologías y modelos eficientes. En esta
línea de investigación, IKERLAN-IK4 está trabajando en modelos para innovar de forma
abierta y sistemática que permitan a la empresa crear nuevos valores, y servir sus productos y servicios a los clientes con un alto grado de eficiencia y personalización.
Los principales avances logrados en 2008 son:
● Innovación sistemática del producto.
Integración de componentes críticos del proceso de innovación: escenarios de innovación,
hojas de ruta, espacios de oportunidad y entidades oportunidad / idea / concepto.
● Redes de Innovación. Modelo de referen-
cia de redes de innovación colaborativas.
● Software de innovación sistemática
del producto. Modelos de características de
producto y de componentes modulares del
software (Línea de Producto Software).
● Redes de suministro. Modelo integrado
de producto/proceso/red de suministro,
implementando en un entorno de simulación
diferentes escenarios de servicio al cliente
(análisis de comportamiento e indicadores de
resultados).
El demostrador desarrollado con los avances
logrados se ha estructurado como respuesta a
las siguientes preguntas: cómo se personaliza
y articula la innovación en red de forma colaborativa; cómo se integran los componentes
críticos del proceso de innovación; cómo
estructurar la parte inteligente del producto
para la personalización; cómo se realiza la
Simulador de redes de suministro
Informe Anual 2008
8
asignación dinámica y optimizada de proveedores en las redes de suministro, y cómo
simular estrategias alternativas de dichas
redes de suministro.
IKERLAN-IK4 complementa esta actividad
colaborando con organizaciones referentes
como: MIT (SMART Customization Group),
RWTH Aachen University, Cambridge
University, VTT, MU, EHU-UPV, UPM, UPV,
UPC y MIK, y participando en las redes:
Orkestra, Manufuture, Erima, InteroP-Vlab y
Logistop.
Los proyectos de investigación asociados a
esta línea son: Lurralde (CON)ex y PROMODEL
(Gobierno Vasco), VGROVE (Administración
General del Estado) y REMPLANET (UE).
Redes de innovación. Taller de creatividad.
Sistemas embebidos para inteligencia
ambiental
LÍNEAS DE
INVESTIGACIÓN PROPIA
Los sistemas embebidos se han convertido en pieza clave para desarrollar nuevos productos, aplicaciones y servicios innovadores, con un impacto importante
en sectores como el de la salud, la energía y el transporte entre otros.
IKERLAN-IK4 ha investigado en las tecnologías de los “sistemas embebidos en un chip”,
middleware, conectividad y confiabilidad, con el fin de incrementar el valor aportado al
mercado a través de los sistemas embebidos, destacando:
● Sistemas embebidos en un chip. Se ha
● Confiabilidad. Se ha avanzado en el
trabajado en metodologías de validación
temprana y en arquitecturas de FPGAs (Field
Programable Gate Array). Estas arquitecturas
permiten la integración de diferentes unidades de control con sistema operativo, así
como dispositivos SDR (Software Defined
Radio) y también ofrece la posibilidad de su
reconfiguración parcial dinámica.
proceso de desarrollo de sistemas embebidos
confiables SIL 4 (Safety Integrity Level) de la
norma IEC61508. En el apartado de arquitecturas, se han investigado soluciones tipo
Hypervisor y real time en sistemas multicore.
En metodologías, se ha abordado la abstracción del diseño respecto a la plataforma final
de implementación, en base a la utilización
de: lenguaje SysML (Systems Modeling
Language), diseño basado en modelos
(MBD), y soluciones TTM (Time-Triggered
Model).
● Middleware (capa de software entre el
sistema operativo y la aplicación). Se ha trabajado en la composición de servicios para
crear tareas complejas basándose en funcionalidades simples, orientado a entornos de
computación ubicua altamente dinámicos.
● Conectividad. Destacar el diseño de
metodologías y procedimientos para caracterizaciones de dispositivos inalámbricos y el
modelado estadístico de canal multitrayecto
para entornos oficina/hogar/industrial en las
bandas de 868 MHz y 2.4 GHz, así como la
investigación en buses de comunicación
tiempo real como EtherCAT, EtherNetIP...
Por último, destacar la incorporación de estas
tecnologías en el laboratorio de sistemas
embebidos para Inteligencia Ambiental de
IKERLAN-IK4.
IKERLAN-IK4 coopera estrechamente con los
centros de la alianza IK4, IMEC (Bélgica), FhG
IIS (Alemania), Universidad de Viena (Austria)
e INRIA (Francia).
Los proyectos de investigación asociados a la
línea son: SEC-GD2 (SAIOTEK), HOMI, AMBITECIII y TEReTRANS (ETORTEK)
(Gobierno
Vasco),
Sistemas
Embebidos Confiables (Diputación),
EMBECONF (PROFIT Centros) y
TECOM (AVANZA) (Administración
General del Estado), y CONFIDENCE,
SmartHEALTH y GENESYS (UE).
Nodos RF personalizados
para topologías Mesh.
Solución tipo Hypervisor sobre hardware de
altas prestaciones
Laboratorio de sistemas embebidos
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Informe Anual 2008
Sistemas avanzados de gestión
y control electrónico
LÍNEAS DE
INVESTIGACIÓN PROPIA
Los ejes de actividad de esta línea son la generación de conocimiento en convertidores de potencia y la generación distribuida, mediante el desarrollo de tecnologías clave que permitan aportar valor al mercado. En ella, se trabaja en el desarrollo de:
■ Soluciones integrales de conversión de potencia (electrónica de potencia, electrónica, control) en forma de convertidores modulares, fiables y de alta densidad de potencia, desde unos pocos kW hasta varios MW, para aplicaciones de redes eléctricas, tracción eléctrica, generación y almacenamiento de energía.
■ Herramientas y algoritmos de gestión de energía para aplicaciones de generación,
almacenamiento y consumo de energía (transporte, elevación, hogar y parques eólicos).
Los principales desarrollos del 2008 son los siguientes:
● Convertidores de alta potencia: definición de una metodología de diseño del limitador de corriente (clamps) para convertidores
a IGCTs adaptada a la topología y modulación
implementadas en el mismo.
● Transformadores de media frecuencia:
diseño de un modelo térmico transitorio muy
completo y flexible del transformador.
● Almacenamiento de energía: definición
de una metodología de dimensionamiento de
bancos de ultracapacidades y de diseño de
convertidores de potencia asociados.
● Interfaces de generación distribuida:
desarrollo de un convertidor para pila de
combustible de 92% de rendimiento y 2.5
kW, capaz de alimentar cargas de hasta 500
W en ausencia de red.
● Gestión de la energía: revisión y selec-
ción de métodos de optimización para mejorar la eficiencia de la integración de la generación distribuida en redes de distribución de
baja tensión.
Plataforma-banco de ultracapacidades
Informe Anual 2008
10
Para contrastar la investigación que se está
llevando a cabo, se ha trabajado en los
demostradores siguientes:
● IGCTs (Integrated Gate-Commutated
Thyristor): puesta a punto de la plataforma,
implementando una topología puente en H
(2250 V y 800 A).
● Ultracapacidades: diseño y construcción
del convertidor DC/DC y del banco de ultracapacidades.
● Integración de la generación distribui-
da: desarrollo de una herramienta que permite determinar la ubicación y capacidad de
generación óptimas de la generación distribuida en baja tensión.
En el marco de esta línea, se colabora activamente con MGEP de MU, EPFL de Lausanne,
G2ELab de Grenoble, Univ. de Varsovia, UPC
de Cataluña e IET de Aalborg.
Los proyectos de investigación asociados a la
línea son: SEC-GD2 (SAIOTEK) y GENEDIS 3
(ETORTEK) (Gobierno Vasco), FOTOPROINT
(Inv. no orientada) y ENERGEST (PROFIT
Centros) (Administración General del Estado),
y FlameSOFC y H2SusBuild (UE).
Plataforma IGCTs (2250 V 800 A)
Diseño y control de sistemas mecánicos
Dentro de esta línea de investigación, IKERLAN-IK4 ha venido desarrollando tecnologías
orientadas hacia el desarrollo de sensores personalizados basados en materiales inteligentes, el diseño y desarrollo de sistemas de
control avanzados, y el modelado y simulación de elementos flexibles.
Durante el 2008 se ha desarrollado un
demostrador IADs-Intelligent Assist Devices
que consiste en una ortesis de brazo, o exoesqueleto de cinco grados de libertad denominado IKO (IKERLANeko Ortesia).
En el campo de la sensorización de IKO, destaca el desarrollo de un dispositivo para la
detección de la intención del movimiento del
usuario adaptable a la muñeca. Asimismo, se
ha implementado un sistema de detección de
movimiento on-line basado en sensores electromiográficos, y se ha obtenido la orientación espacial de un segmento de la ortesis por
medio de sensores inerciales.
LÍNEAS DE
INVESTIGACIÓN PROPIA
Los dispositivos biomecatrónicos disponen de la capacidad de ayudar a las personas a llevar a cabo las tareas de ciertos puestos de trabajo, que hoy día realizan las personas, de una forma más eficiente y segura. Estos dispositivos pueden ser
de gran aplicación en aquellos puestos de trabajo que generan lesiones a las personas,
causadas por el repetitivo manejo manual de cargas, trabajo físico pesado, malas posturas o repetición de movimientos y vibraciones.
Desde el punto de vista de control de movimiento, se ha implementado un control para
IKO en cadena directa y parcialmente con
cinemática inversa. Además, se ha integrado
un elemento háptico para la generación de
consignas, permitiendo disponer de un
modelado y prototipo virtual con interacciones de interfaces multimodales. Finalmente, y
sobre todo para el control en posición y fuerza de los actuadores de músculos neumáticos
que lleva integrados IKO, se han desarrollado
técnicas de control avanzado (control robusto, no lineal, híbrido...) muy útiles en otros
sectores de la industria.
IKERLAN-IK4 colabora con los centros
Tekniker y CEIT de IK4 en el proyecto
SIMOPIRU del Gobierno Vasco y con la UNED
y la Universidad de Valencia en el proyecto
Biomimo (AGE).
Prototipo virtual de IKO
Exoesqueleto IKO vestido por una persona
11
Informe Anual 2008
Sistemas de detección de parámetros físicos,
bioquímicos y genéticos
LÍNEAS DE
INVESTIGACIÓN PROPIA
El foco de investigación del ejercicio se ha mantenido en dos aspectos tecnológicos de gran importancia para el desarrollo y aplicación de la microfluídica al diagnóstico rápido aplicado a la salud: el diseño y realización de complejas estructuras
microfluídicas, así como los componentes y actuadores que posibiliten un efectivo control de los fluidos. La optoelectrónica orgánica ha sido otro campo en el que se han
logrado importantes resultados en el diseño y desarrollo de los procesos de fabricación
de módulos de generación de energía o componentes ópticos para medida.
El aporte de valor puede resumirse en la capacidad de integración de múltiples funciones
en un microdispositivo, profundizando en la
fabricabilidad de los procesos/dispositivos
diseñados y adaptándolos a materiales que
permitan muy bajos costos.
Como avances tecnológicos, se ha evolucionado en el dispositivo de microPCR, tanto en
procesos y materiales como en componentes
de control fluídico, óptico y sistema lector
electrónico. Por otro lado, se han integrado
nuevos diseños de electrodos para la detección de parámetros biológicos en microagujas
y chips de electroforesis.
Destacar también los diseños de válvulas y
bombas para diferentes aplicaciones, compatibilizando los procesos de diferentes materiales que permiten estructuras móviles embebidas en estructuras microfluídicas.
Durante el ejercicio 2008 se han desarrollado
diferentes demostradores y algunos de ellos
se están evaluando en diferentes marcos de
colaboración: ensayos de microagujas en
medidas neurológicas (Ramón y Cajal), microbombas en la búsqueda de vacunas (IBEC) y
las microcámaras en cultivos celulares (U.
Valencia). Es de destacar los avances en
módulos para generación fotovoltaica y fuentes de luz estructurada con Oleds, realizados
en materiales orgánicos.
Fruto de esta actividad se ha solicitado una
nueva patente.
IKERLAN-IK4 es miembro del CIC microGUNE
y colabora, además de los organismos ya citados, con diversas organizaciones de referencia
como las Universidades de Glasgow,
Southampton, Milán, Imperial Collage, Jaume
I y UPV-EHU, los Centros Ceit, Cidetec, Gaiker
y Tekniker de IK4, así como el IMEC (Belgica),
MIC (Dinamarca) y CNM de Barcelona.
Los proyectos asociados a esta línea han sido:
MICAS, SOLARMOL e Integrados (Gobierno
Vasco), TICs y Salud (PCT de MONDRAGON),
HOPE, OPTOBIOSENS, LOCUS, MICROMANUFACTURING, SINBAD, PATSENS y
FOTOMOL (Administración General del
Estado) y los proyectos de la UE,
PORTFASTFLU, SmartHEALTH, y los liderados
por IKERLAN-IK4 OptoLabCard y LABONFOIL.
Laboratorio de microtecnologias
Informe Anual 2008
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Eficiencia y sostenibilidad energética
en edificios
Pilas de combustible de óxido sólido
de soporte metálico
La investigación en las tecnologías para la
mejora de la vida y coste de las pilas de combustible está generando importantes logros,
destacando los siguientes:
● Celdas que producen más de 700
mW/cm2 a 800 ºC, que han superado 1.000
horas de funcionamiento y 200 ciclos térmicos.
● Patente de un sistema de sellado metal-
metal.
● Desarrollo de capas de protección para
reducir la oxidación de aleaciones inoxidables
ferríticas.
● Desarrollo de capas de contacto para
mejorar la conductividad eléctrica entre el
cátodo y su colector de corriente.
En la obtención de H2 a través de hidrocarburos se ha avanzado en:
● Caracterización de catalizadores de reformado de metano con vapor de agua en reactores de micro canales y comparado con lecho
fijo.
● Preparación del equipamiento para caracterizar catalizadores depositados en monolitos metálicos.
LÍNEAS DE
INVESTIGACIÓN PROPIA
La investigación que IKERLAN-IK4 está llevando a cabo en esta línea persigue el
desarrollo de tecnologías de generación de electricidad y calor eficientes y de
baja emisión de CO2. Para ello, durante 2008 se ha continuado desarrollando tecnologías de cogeneración de alta eficiencia basadas en pilas de combustible de óxido sólido de soporte metálico y tecnologías renovables como la transformación de la biomasa por medio de su pirolisis rápida.
Pirolisis rápida de la biomasa
En 2008, se ha avanzado en el desarrollo de
un proceso que utiliza un reactor de lecho
fluido en surtidor que permite pirolizar la biomasa muy eficientemente, y se ha conseguido:
● El diseño de un modelo CFD avanzando
del reactor.
● Poner en marcha una planta de pirolisis
rápida de 25 kg/hora.
● El diseño de la integración térmica de la
planta.
IKERLAN-IK4 participa en varios proyectos de
investigación de diferentes organismos:
GENEDIS3 SOFC, GENEDIS2 H2 y EpimatP2
(Gobierno Vasco), MetSOFC y SOFCmetal
(Administración General del Estado), Pilas de
Combustible de Óxido Sólido (PCyT de la
Corporación MONDRAGON) y en el
FlameSOFC (UE). Además, mantiene acuerdos
de colaboración con organizaciones referentes de investigación como: Lawrence Berkeley
Laboratory (EEUU), el Forschungszentrum de
Jülich y el de Karlsruhe (Alemania), SOFCPower
(Italia), École Polytechnique Fédérale de
Lausanne (Suiza), CNRS (Francia), etc.
Planta de pirólisis
rápida de biomasa
Sinterizado de celdas de combustible de
óxido sólido de soporte metálico
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Informe Anual 2008
Colaboración con las empresas
en 2008
L
os ingresos derivados del desarrollo de proyectos de transferencia
con empresas en 2008 han alcanzado los 11,4 Millones de Euros, lo
que revela la apuesta sostenida
por la I+D de los clientes del Centro en un
momento de gran incertidumbre. Esta
actividad se desarrolla en estrecha colaboración entre los equipos de la empresa
y de IKERLAN-IK4 para asegurar la transferencia real de tecnología.
El mapa de sectores atendidos en 2008 se
mantiene en línea con años anteriores. Así,
hay que destacar el importante peso del sector
de Bienes de Equipo no Industriales, que ha
supuesto el 21% de los ingresos por proyectos
de transferencia con una alta concentración
en las empresas del sector de Elevación. Junto
I+D
Bajo Contrato
Informe Anual 2008
14
a este sector, hay que destacar también el de
Energía, que ha absorbido el 19% de los
ingresos, el de Electrodomésticos que ha
supuesto el 13% y el de Transporte, con un
14%. Este mapa de impacto en sectores se
completa con el de Bienes de Equipo
Industriales con el 12%, el de Servicios con el
8%, el de Electrónica con el 6% y el de Salud
con el 5%. El impacto en los sectores de Salud
y Energía, marcados como prioritarios por el
Centro en el Plan Estratégico vigente, va consolidándose año a año fruto de la focalización
de acciones comerciales en los mismos.
Del total de ingresos por transferencia de tecnología a través de proyectos de I+D bajo contrato en 2008, el 74,1 % corresponde a proyectos en los que el objetivo es el desarrollo de
productos que, a través de las tecnologías en
las que el Centro está especializado, aporten
un valor diferencial percibido por el mercado.
El mapa se completa con un 18,7% correspondiente a proyectos en los que el objetivo
es la innovación radical de procesos empresariales para hacerlos más competitivos, y un
7,3% que corresponde a proyectos de estudios y servicios. Esta fuerte actividad en colaboración con las empresas para el desarrollo
de productos innovadores es y ha sido tradicionalmente una señal de identidad diferencial
de IKERLAN-IK4, siendo hoy día el centro líder
en transferencia tecnológica a la empresa en
nuestro entorno.
Guillermo Irazoki
Director de Márketing
En el mapa de clientes con los que el Centro ha
desarrollado proyectos en 2008 se encuentran
empresas grandes, pequeñas y medianas, y
spin-offs nacidas al abrigo del Centro para
explotar comercialmente productos de base
tecnológica.
Una característica singular de la colaboración
de IKERLAN-IK4 reside en el destacado papel
de Partner Tecnológico que el Centro juega
con un buen número de empresas. IKERLANIK4 ha establecido Acuerdos de Colaboración
a largo plazo con diferentes empresas de
referencia de nuestro entorno para la definición y puesta en marcha de Planes Estratégicos
de Innovación, donde investigadores de ambas
entidades colaboran de forma conjunta en la
definición de la Estrategia de Innovación y en
la Hoja de Ruta. Este compromiso a medio
plazo marca el mapa de ruta de los desarrollos
a abordar en colaboración, y la aportación tecnológica sobre la que deben pivotar las innovaciones a incorporar.
Hay que destacar que el balance de participación de IKERLAN-IK4 en programas que
impulsan la colaboración entre empresas y
entidades de investigación, como CENIT y
ETORGAI, ha sido altamente positivo. En 2008
IKERLAN-IK4 participa en doce proyectos
CENIT y en cinco proyectos ETORGAI en colaboración con empresas de referencia del País
como Grupo CAF, Orona, Grupo Fagor
Electrodomésticos Grupo ULMA, ALSTOMÈcotecnia, Fagor Automation, AMPO, etc.
I+D
Bajo Contrato
15
Informe Anual 2008
Unidad de
DESARROLLO DE PRODUCTO
D
urante el año 2008, se ha mantenido un buen equilibrio entre la captación de tecnología y la transferencia
al mercado, y se han sentando unas bases sólidas para
el futuro apuntalando cuatro pilares básicos: las personas, la
captación-generación de tecnología, la cooperación con centros de referencia y la colaboración con empresas.
Las personas. El modelo de captación de personal se ha reforzado para incidir en la búsqueda de talentos y para establer un compromiso mutuo que garantice el desarrollo personal y profesional en un entorno de confianza
y responsabilidad. Han comenzado siete nuevos doctorados y la estancia de cinco investigadores en centros punteros en nuestras áreas
de especialización.
La captación-generación de tecnología. Se
ha acordado potenciar las líneas de investigación propia que inciden de forma sistemática
en el desarrollo de productos mecatrónicos
para trenes, ascensores, lavadoras, aerogeneradores, desfibriladores, hornos, etc. El alcance que se ha definido para cada una de las
líneas es el siguiente:
●
Sistemas embebidos. Elevada capacidad
de procesamiento tiempo real, autoconfigurables y autorecuperables, y con altos niveles de
conectividad y confiabilidad.
●
Sistemas avanzados de gestión y control electrónicos. Convertidores estáticos y
sistemas de almacenamiento de energía basado en ultracapacidades, desarrollando nuevas
aplicaciones basadas en la conjunción de
ambas tecnologías.
●
Sistemas mecánicos. Reforzar la investigación en el conocimiento del material y los
procesos de diseño, modelado-simulación,
correlación y optimización, con el fin de realizar diseños con materiales inteligentes y ligeros.
●
Sistemas de detección de parámetros
físicos, bioquímicos y genéticos. Avanzar
en las tecnologías microfluídicas y en la optoelectrónica basada en materiales orgánicos.
Informe Anual 2008
16
Marcelino Caballero
Director de la Unidad de Desarrollo de Producto
La cooperación con centros de referencia.
Nuestra presencia en el ámbito estatal e internacional se ha visto reforzada debido a las
estancias de forma recíproca de personal
investigador, codirecciones de tesis doctorales
y difusión de nuestros resultados en revistas ISI
(5) y congresos de contrastado prestigio (38).
Destacar igualmente el reconocimiento de la
comunidad científica y de las Administraciones
estando en la actualidad presentes en 11 proyectos de la Administración General del Estado
y 10 proyectos del 7PM, programa en el que
IKERLAN-IK4 lidera el proyecto LABONFOIL.
La colaboración con empresas. La participación en los programas CENIT y ETORGAI se
ha consolidado y ampliado, y actualmente
participa en los siguientes proyectos: CENIT
(AVI-2015, ecoTrans, eEe, GAD, MAGNO,
MEDIODÍA, NET0LIFT y WindLider 2015), y
ETORGAI (SETI, Biomics, Smart Safety, PV
Bundle, itToll). También se ha colaborado en
varias decenas de proyectos de transferencia
con empresa donde se han obtenido resultados que desde la tecnología están contribuyendo al mantenimiento de su competitividad
presente y futura.
Tecnologías para la tracción ferroviaria
I +D
BAJO CONTRATO
Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles (CAF), S. A. es uno de los líderes internacionales en el diseño, fabricación, mantenimiento y suministro de equipos y
componentes para sistemas ferroviarios, y cuenta con la colaboración de IKERLAN-IK4
para el desarrollo de su plan de investigación y desarrollo de sistemas de tracción ferroviaria.
Convertidores de tracción para catenarias
de tensión alterna
CAF y Trainelec están desarrollando, en
colaboración con MU-MGEP e IKERLANIK4, convertidores de tracción especialmente diseñados para catenarias de tensión
alterna en trenes de cercanías, regionales o
de alta velocidad.
Este desarrollo se encuadra en el marco
de investigación del proyecto AVI-2015 del
Programa CENIT. El objetivo es desarrollar
tecnologías sostenibles que permitan
aumentar la interoperabilidad de los trenes
actuales.
Estos convertidores destacan por su alto
grado de recuperación de la energía durante el proceso de frenado del tren, lo que
genera un ahorro energético importante. El
desarrollo consiste en un convertidor doble
que, partiendo de una catenaria de 25 kV
60 Hz, alimenta cuatro motores de tracción
de 220 kW de potencia nominal, pudiendo
durante las aceleraciones alcanzar potencias de 1,76 MW.
La investigación en el ámbito de los
convertidores de tracción se centra en el
diseño de sistemas eficientes y de altas
prestaciones que sean capaces de operar
bajo tensiones de catenaria distintas, tanto
de tensión continua como de alterna. Para
responder a estos requisitos, estos nuevos
convertidores de tracción incorporan topologías multinivel y estrategias de control
avanzadas.
Trainelec añade a su oferta de convertidores de tracción para catenarias de continua este nuevo desarrollo especialmente
concebido para catenarias de alterna de 25
kV 50-60 Hz y 15 kV 16,7 Hz, que le permite ofertar convertidores para trenes de
cualquier operadora e incluso trenes de alta
velocidad.
Imagen 3D del prototipo de
convertidor para catenarias
de alterna
Prototipo de convertidor
para catenarias de alterna
(detalle interior)
Maqueta de un convertidor AC/DC
con topología multinivel
17
Informe Anual 2008
Tecnologías para transporte vertical
I +D
BAJO CONTRATO
Orona, primer fabricante peninsular del sector de elevación y suministrador tecnológico en el ámbito internacional, ha puesto en práctica una Red Colaborativa
para afrontar el reto de la innovación tecnológica. Esta Red Colaborativa es uno de los
pilares fundamentales del proyecto empresarial de Orona, y cuenta con la participación
de IKERLAN-IK4.
Arquitectura de ascensores
Orona e IKERLAN-IK4 han definido una
metodología de diseño que permite configurar la arquitectura de comunicaciones del
ascensor partiendo de una fase de análisis
completa. El primer resultado de esta metodología ha consistido en una propuesta de
arquitectura de comunicaciones para la
nueva maniobra, que cumple con los criterios de coste (producto, instalación y mantenimiento), y con las funcionalidades de
manera eficiente y escalable.
Ascensores más amigables
Orona, la Universidad de Valencia,
Ingema, Ceapat, MU e IKERLAN-IK4 están
colaborando en la investigación del “ascensor amigable” en el marco del proyecto
CENIT NET0LIFT. Se trata de mejorar la percepción que el usuario tiene del ascensor,
tanto en lo sensorial como en lo psicológico. Para ello, se están realizando estudios
de impacto de los siguientes aspectos: la
cromaticidad y la intensidad de la luz de
cabinas personalizadas, y la emisión de
sonidos o mensajes de voz específicos a
cada evento (cierre o apertura de puertas,
llegada a destino, emergencias...).
Adicionalmente y tras la
identificación del usuario,
mediante diferentes tecnologías (RFID, NFC, voz),
se muestran en el visualizador de la cabina contenidos web de interés asociados a su perfil y al contexto (hora del día, tipo
de edificio, ciudad...).
Confiabilidad en ascensores
Orona e IKERLAN-IK4 trabajan en el
desarrollo de sistemas confiables para dar
respuesta a los retos más exigentes de funcionalidad, seguridad y confort que demanda el transporte vertical.
En el caso del ascensor, la integridad de
las personas es una de las funciones de
seguridad consideras ‘críticas’. La funcionalidad también demanda sistemas capaces
de tolerar fallos y de posibilitar las reparaciones sin interrupción del servicio.
Para cumplir con estas y otras exigencias, se está definiendo una metodología
de desarrollo de sistemas embebidos orientados al sector de elevación, que toma
como referencia la norma EN81-1 PESSRAL
(Programmable Electronic System in Safety
Related Applications for Lifts) basada en la
norma IEC61508. Esta metodología establecerá el proceso de desarrollo de nuevos
productos para cumplir con los niveles de
confiabilidad exigidos a los ascensores, que
van desde el nivel SIL 1 al SIL 3 (Safety
Integrity Level).
METODOLOGÍA DE DESARROLLO
DE SISTEMAS EMBEBIDOS
Esquema de la metodología de confiabilidad de Orona
que se está definiendo
Servicios ambient intelligence
(AmI) desarrollados para un
ascensor
Informe Anual 2008
18
Orona, MU e IKERLAN-IK4 colaboran en
la investigación del control del ruido y
vibraciones, con el fin de determinar los
niveles actuales de confort de los ascensores y de identificar las principales fuentes de
ruido y vibración, para generar el conocimiento que permita desarrollar nuevos
ascensores más confortables.
Incidencia de los paneles de la cabina:
también este año se ha colaborado con el
líder mundial en sistemas de ruido y vibraciones, Brüel & Kjaer, para analizar la incidencia de los paneles de la cabina. El trabajo ha empleando dos técnicas diferentes:
la primera ha consistido en evaluar,
mediante técnicas de holografía, en qué
medida contribuye cada uno de los paneles
de la cabina del ascensor. Con la segunda
técnica, se ha medido directamente el
campo de velocidades de cada panel y,
finalmente, se ha determinado la contribución de cada panel en la presión sonora
total de la cabina.
Suspensión neumática
I +D
BAJO CONTRATO
Control del ruido y vibraciones
Uno de los principales problemas de las
vibraciones en los ascensores es que ocurren a muy baja frecuencia, y el diseño de
elementos para aislar dichas frecuencias
resulta complejo. Una de las actividades de
investigación ha analizado la viabilidad de
la aplicación de la suspensión neumática.
En esta línea se ha trabajado en la caracterización de amortiguadores de aire conectados con otros dispositivos propios y
comerciales a través de los cuales se consigue un efecto de amplificación en el amortiguamiento al sistema. Para ello se ha
desarrollado un modelo del amortiguador
de aire conectado a los dispositivos, se ha
validado dicho modelo con medidas experimentales, y se ha diseñado un prototipo de
suspensión neumática experimental.
Los resultados de este proyecto permiten definir las líneas de actuación futuras
en la mejora del confort interior de la
cabina.
Pruebas experimentales en el prototipo de
suspensión neumática
Sensorización de una cabina
para la toma de medidas
vibroacústicas
19
Informe Anual 2008
Tecnologías para electrodomésticos
y sistemas domóticos
I +D
BAJO CONTRATO
El Grupo Fagor, comprometido con la innovación de electrodomésticos y sistemas
domóticos para la mejora de la calidad de vida y el respeto a los recursos naturales, trabaja estrechamente con IKERLAN-IK4 en la investigación del concepto
“Ambient Assisted living”.
Maior Vocce: control de
electrodomésticos por voz
Fagor Electrodomésticos ha lanzado al
mercado el Maior Vocce para favorecer la
autonomía de las personas y sobre todo de
aquellas que presentan discapacidad motórica. El sistema permite al usuario gestionar
el control de electrodomésticos y otros
equipos de la vivienda mediante un simple
comando de voz.
Este nuevo producto, desarrollado en
colaboración con IKERLAN-IK4, consta de
un elemento fijo y otro móvil. El móvil es
de tipo reloj de pulsera y realiza la locución
y el reconocimiento de instrucciones por
voz. El fijo se instala en el carril DIN conectado con el control domótico Maior Domo
de Fagor, y ambos se comunican de forma
inalámbrica (RF). El Maior Vocce permite el
control de los aparatos del hogar desde
cualquier parte de la vivienda, no requiere
ningún tipo de aprendizaje, puede ser utilizado por varias personas a la vez y es de
bajo consumo.
Ambient assisted living
Fagor Electrodomésticos en colaboración con IKERLAN-IK4 participa en una serie
de proyectos europeos dentro de las temáticas de InAm (inteligencia ambiental) o de
AAL (ambiente asistido). Algunos ejemplos
son los proyectos europeos AMIGO,
SmartTouch y AMIE en los que participan
empresas y centros de investigación de
referencia como Philips, VTT, Alcatel-Lucent
o Telefónica I+D. En este ámbito se están
investigando diferentes tecnologías que
presentan oportunidades para desarrollar
aplicaciones en el entorno de la salud, la
dietética, el confort y la intercomunicación
entre distintos dispositivos del hogar incluyendo los electrodomésticos.
Uno de los trabajos aborda la creación
de una red de dispositivos digitales que
reaccionan al entrar en contacto con la persona, y la mantienen comunicada dondequiera que se encuentre.
Maior Vocce: parte móvil
Seguimiento de la salud en el hogar.
Aplicación realizada en el laboratorio de
sistemas embebidos para inteligencia ambiental
de IKERLAN-IK4
Informe Anual 2008
20
Fagor Electrodomésticos está desarrollando una nueva plataforma de Caldera
reconfigurable en colaboración con
IKERLAN-IK4. Inicialmente se han desarrollado dos maquetas funcionales.
La primera ha abordado la asistencia
remota de los electrodomésticos y ofrece al
Servicio de Asistencia Técnica de Fagor la
posibilidad de atender a los clientes sin
tener que desplazarse al domicilio. Para ello
se ha desarrollado un prototipo de interfaz
entre el BMF (Bus Multipunto Fagor) con un
módem GPM/GPRS, así como un programa
de acceso al diagnóstico.
La segunda maqueta consiste en un
portamandos remoto de caldera que se
coloca junto al grifo del agua caliente sanitaria (ACS) y que permite al usuario ajustar
la temperatura. Esta maqueta está compuesta por un nuevo portamandos local de
la caldera y otro remoto conectado mediante bus BMF de largo alcance.
Gestión de energía en el hogar
I +D
BAJO CONTRATO
Plataforma Caldera
Fagor está dirigiendo, en colaboración
con IKERLAN-IK4, el paquete de trabajo
“Definición y desarrollo de algoritmos de
gestión de la demanda para el sector
doméstico”, del proyecto CENIT Gestión
Activa de la Demanda. El objetivo general
del proyecto es optimizar el consumo de
energía eléctrica en los sectores domésticos, industriales y de servicios y, por lo
tanto, el coste asociado a dicho consumo,
pero satisfaciendo al mismo tiempo las
necesidades del consumidor con la misma o
similar calidad.
El trabajo consiste en el desarrollo de un
sistema de gestión de las potencias eléctricas de los aparatos instaladas en el entorno
doméstico.
Distribución de cargas eléctricas
en el entorno doméstico
Diagrama de la caldera con conexión GSM/GPRS
Diagrama de control de ACS
21
Informe Anual 2008
Desarrollo de microsistemas
I +D
BAJO CONTRATO
Equipo de laboratorio
para análisis biológicos
La empresa Sensia ha desarrollado un
equipo de laboratorio para análisis biológicos en colaboración con IMM-CNM-CSIC
(grupo biosensores) e Inelcan. Es un instrumento automatizado para uso en biología
molecular y celular, en el que IKERLAN-IK4
ha contribuido a optimizar la microfluídica
del sistema.
El equipo utiliza la técnica de análisis
SPR (Surface Plasmon Resonance) y consta
de una superficie sensora sobre un canal
microfluídico. Sobre la superficie se inmoviliza una molécula (el ligando) y sobre ella se
hacen circular las moléculas biológicas a
analizar (el analito). Al interactuar entre
ellas se produce una modificación del índice de refracción (medido con láser) en las
proximidades de la superficie sensora.
El equipo abre multitud de aplicaciones
en el desarrollo de nuevos medicamentos,
estudios inmunológicos, diagnóstico médico, investigación sobre anticuerpos, proteómica, calidad alimentaria, etc.
Panel solar fotovoltaico
basado en materiales plásticos
Acciona Solar e IKERLAN-IK4 han desarrollado, a nivel de laboratorio, un módulo
fotovoltaico o panel solar basado en materiales plásticos que multiplica las posibilidades de aplicación de la energía solar fotovoltaica tradicional.
Las principales ventajas de este panel,
desarrollado en el proyecto MEDIODÍA del
programa CENIT, son su coste de fabricación y la combinación de propiedades
mecánicas y optoelectrónicas. Estas propiedades permiten fabricar módulos de colores
diferentes, flexibles y de alto grado de
transparencia, lo que facilita su integración
en ventanas y toldos sin impacto visual en
fachadas de edificios.
El sector textil también presenta oportunidades, ya que cargadores para dispositivos electrónicos portátiles como teléfonos
móviles o reproductores de música pueden
ser incorporados en prendas, bolsos o tiendas de campaña.
Nuevo equipo de laboratorio
para análisis biológicos
Módulo fotovoltaico de laboratorio
libre de silicio de 30 x 30 mm
que conecta 16 células individuales
Informe Anual 2008
22
Tecnologías para aerogeneradores
Plataforma hardware embebida
En el apartado de sistemas embebidos,
se ha continuado trabajando en la mejora y
desarrollo de nuevas prestaciones del sistema de control de aerogeneradores Galileo.
Por un lado, ahora se dispone de una nueva
plataforma hardware que ha supuesto un
importante avance en la capacidad de respuesta temporal. Por otro, la actualización
de la capa de abstracción del hardware
desarrollada ha permitido mantener una
retrocompatibilidad completa con la aplicación de control. También se ha actualizado
la tarjeta de personalización del sistema de
control, que cuenta con la incorporación de
una prestación de memoria no volátil y
rango de temperaturas extendido.
I +D
BAJO CONTRATO
ALSTOM-Ecotècnia, compañía de referencia y de primer nivel internacional en
energías renovables, trabaja en diferentes campos de la investigación con el
objetivo de convertirse en uno de los principales protagonistas del sector eólico. Las
principales actividades de investigación se llevan a cabo en el marco del proyecto
WindLider 2015 del programa CENIT, y cuenta con la colaboración de IKERLAN-IK4.
Prototipo virtual del
aerogenerador
Se ha continuado con el diseño y desarrollo del Prototipo Virtual de un aerogenerador, incluyendo nuevas funcionalidades
que ayudan en las pruebas en laboratorio
del controlador del aerogenerador por
medio de simulación Hardware in the Loop
(HIL). También se ha trabajado en la identificación de las condiciones extremas del
aerogenerador, con el fin de aplicar las técnicas de control apropiadas para la reducción de cargas.
Modelado global de todo
el aerogenerador
Desde el punto de vista estructural y
mecánico, se ha avanzado en el modelado
global de todo el aerogenerador, permitiendo un procedimiento de cálculo que muestra de manera más realista las tensiones
que se generan en condiciones extremas y
el comportamiento vibracional del aerogenerador. La caracterización detallada de
rodamientos y uniones atornilladas en los
modelos globales permite focalizar el estudio en dichos subcomponentes, generando
información útil para su dimensionamiento.
Otro resultado destacable ha
sido la elaboración de diferentes modelos para describir la dinámica del tren de
potencia.
Simulación Hardware in the Loop
(HIL) con el controlador real
Detalle de un modo propio de vibración
del aerogenerador
23
Informe Anual 2008
Tecnologías para hornos industriales
I +D
BAJO CONTRATO
Fagor Industrial, líder del mercado nacional de equipamiento para la restauración, está llevando a cabo un Plan de innovación en el que participa IKERLAN-IK4
colaborando en el nuevo desarrollo de la familia de hornos “Visual”.
Plataforma electrónica de control
La familia de hornos industriales
“Visual” está compuesta por tres gamas:
Concept, Visual y Visual Plus, y con el fin de
cubrir las prestaciones de estas gamas y de
garantizar una homogeneidad, aumentando su fiabilidad y reduciendo los gastos de
SAT y del ciclo de vida del producto, se ha
desarrollado una plataforma de control
para toda la familia. Esta plataforma electrónica de control, que utiliza una arquitectura de comunicaciones distribuida, permite personalizar diferentes funcionalidades
entre las que destacan el cocinado, el modo
de uso, el mantenimiento y la configuración amigable.
Los resultados que ofrece la plataforma
electrónica, distribuida y modular destacan
en los siguientes aspectos:
● Drástica disminución de los costes de
innovación y evolución a lo largo de la vida
de la plataforma. Se ha reducido a semanas
el plazo de desarrollo y mantenimiento de
la electrónica del horno y de la evolución
estética y de interfaz del producto, sin
poner en riesgo la funcionalidad del mismo
● La automatización y repetitividad en
aspectos clave como: caracterización de los
hornos, ensayos de homologación de versiones, detección y corrección temprana de
errores, etc.
● Ofrecer una calidad de cocción que le
permita diferenciarse de manera clara en el
mercado.
La comercialización de las tres gamas de
hornos desarrolladas está prevista llevarla a
cabo a lo largo del primer cuatrimestre de
2009.
Hornos industriales de gama alta
VISUAL-PLUS
Informe Anual 2008
24
Otros campos de aplicación
Soraluce, empresa asociada a DANOBAT GROUP, ha desarrollado en colaboración con Ideko-IK4 e IKERLAN-IK4, un equipamiento mecatrónico para incorporar funciones de diagnóstico y mantenimiento predictivo en los cabezales de alta velocidad,
con el fin de mejorar la fiabilidad, seguridad
y calidad del producto.
El nuevo equipamiento incorpora sensores autónomos en componentes críticos
del cabezal, que informan de su estado en
tiempo-real, y un sistema embebido de procesamiento de señal que diagnóstica automáticamente el estado de los sistemas rotatorios (rodamientos y engranajes).
Este desarrollo ofrece información del
estado de funcionamiento de los cabezales,
y permite diseñar estrategias de mantenimiento predictivo, con lo que se consigue
aprovechar al máximo el tiempo de vida de
los componentes del cabezal, con el consiguiente ahorro en costes de materiales y
mano de obra.
Nueva Válvula de alta presión
con contacto metal-metal
I +D
BAJO CONTRATO
Transductores inteligentes
para cabezales mecatrónicos
AMPO, S. Coop. ha desarrollado, en
colaboración con IKERLAN-IK4, un nuevo
concepto de válvula de bola de alta presión
donde la estanqueidad del flujo se consigue
a través de un contacto metal-metal. Esta
nueva válvula está especialmente dirigida a
evitar los problemas que la arena causa en
los gaseoductos, ya que suele existir un
riesgo de contaminación del gas con arena,
pudiendo causar incidencias debido a su
efecto altamente abrasivo.
Como primer desarrollo comercial, se
ha construido un conjunto de seis válvulas
de 24 pulgadas para el gaseoducto entre
Beni SAF (Argelia) y Almería, donde ha sido
instalado satisfactoriamente.
Actualmente, AMPO, S. Coop. está
ampliando su estrategia de ofertar productos de alto valor añadido con una nueva
colaboración con IKERLAN-IK4 en el desarrollo de una nueva válvula de bola para
fluidos a alta temperatura (400-600ºC).
Prototipo de cabezal mecatrónico
Válvula de 24 pulgadas
con contacto metal-metal.
Ensayo de estanqueidad
Sensor autónomo
25
Informe Anual 2008
Unidad de PROCESOS
DE DISEÑO Y PRODUCCIÓN
H
oy más que nunca, las empresas están trabajando para
incrementar la competitividad de sus negocios y para
crear otros nuevos en sectores emergentes. Conscientes
de esta realidad, esta Unidad colabora con las empresas para
incrementar su competitividad mediante nuestro modelo dinámico de transferencia, donde cada empresa identifica su propia
agenda de innovación.
Una de las claves de futuro está en la creación
de las condiciones que permitan a las empresas
desarrollar redes de innovación colaborativas
eficientes y robustas. Estas redes proporcionan
la necesaria agilidad bajo condiciones de mercado tan turbulentas como las actuales y
refuerzan la eficacia para llevar a la práctica la
innovación, también entre pymes.
La principal actividad de generación de conocimiento en esta Unidad se lleva a cabo en el
marco de la línea de investigación estratégica
“Personalización en masa de producto y servicio con Innovación continua”. Dentro de esta
línea en 2008 se ha trabajado en: la innovación
sistemática del producto, el modelo de referencia de redes de innovación colaborativas, el
modelo integrado producto / proceso / red de
suministro y el software de innovación sistemática del producto.
Esta Unidad participa en el proyecto europeo
REMPLANET, coopera con entidades de investigación de referencia internacional en Mass
Customization (MIT Smart Customization
Group), con universidades españolas en proyectos de investigación del Ministerio de
Educación y Ciencia, y con otros centros y universidades vascos a través del programa ETORTEK del Gobierno Vasco.
Durante 2008, la Unidad ha desarrollado varios
proyectos de innovación en estrecha colaboración con la empresa, persiguiendo la diferenciación de sus productos y servicios en todo el
ciclo de vida y la eficiencia operativa. Estas
colaboraciones han proporcionado a las
empresas los siguientes resultados:
Informe Anual 2008
2
26
Juan Carlos Beitialarrangoitia
Director de la Unidad de
Procesos de Diseño y Producción
●
Diseño y desarrollo de la estrategia de producto y servicio: desarrollo y puesta en práctica de planes de innovación a medio-largo
plazo, organización de redes de innovación
colaborativas y transformación de la propuesta
de valor al mercado.
●
Plataformas modulares y sostenibles que
personalizan fácilmente sus productos y servicios: desarrollo de plataformas modulares de
máquina herramienta, línea de producto software y modelado de la algoritmia de control de
aerogeneradores.
●
Garantizar la respuesta de la cadena de
suministro y flujo productivo: diseño e implantación de redes de suministro eficientes.
●
Procesos de negocio eficientes en todo el
ciclo de vida de los productos y servicios: sistemas de trazabilidad y sistemas de validación de
cálculos estructurales integrados en diseño de
productos.
Destacar la participación en proyectos de varios
programas como: ALDATU (Replanteamiento
de la Estrategia de la Organización, Innovación
de Mercado y en Organización, y Desarrollo de
la capacidad de innovación), CENIT (WindLider
2015, ECOTRANS, Hesperia y MEDIODÍA) y
ETORGAI (iTOLL). También se ha colaborado en
el Plan de Ciencia y Tecnología de la
Corporación MONDRAGON y en la comunidad
de práctica INNOACTION junto con MIK y MU.
Roadmapping en la innovación de la empresa
Roadmap de Orona
El roadmap de Orona es el elemento
central donde se define la estrategia de
innovación del producto futuro, y el desarrollo de tecnología y conocimiento para
todas las organizaciones de su Red de
Innovación. Esta estrategia es compartida,
debatida y acordada entre todos los miembros que conforman la Red.
La utilidad de un roadmap radica en su
uso como herramienta estratégica y de
comunicación, pero también en la ratificación de la validez a lo largo del tiempo de
los retos que recoge. Retos que se ven
sometidos a los cambios que de forma rápida y virulenta introduce el mercado.
Durante el pasado ejercicio, se ha llevado a cabo la revisión del roadmap de Orona
de 2006 y se ha diseñado una metodología
de revisión, rápida y efectiva, para su aplicación en las futuras revisiones.
I +D
BAJO CONTRATO
Una de las claves para lograr una actividad innovadora sostenida y coherente es
disponer de una estrategia de innovación viva que abarque retos de corto,
medio y largo plazo. Las hojas de ruta (roadmap) y los procesos (roadmapping) que permiten su construcción y revisión son las herramientas más avanzadas para lograr este
objetivo. Durante el año 2008 se ha trabajado en dos nuevas aplicaciones.
Plan de innovación 2009-2020
Geyser-Gastech, S.A., empresa líder en
el desarrollo y fabricación de calentadores
de agua a gas, ha elaborado, en colaboración con IKERLAN-IK4, su Plan de
Innovación 2009-2020.
El Plan se concreta en un Portafolio de
Proyectos de innovación orientado a reforzar su condición de empresa referente en
conocimiento y desarrollo de calentadores
de última generación.
Estos proyectos se fundamentan en un
roadmap u hoja de ruta que relaciona los
hitos críticos del nuevo concepto de calentador con los retos tecnológicos correspondientes.
El estudio se ha enfocado de forma proactiva, identificando las tendencias clave de
mercado en el horizonte establecido, anticipándose a normativas y requerimientos de
las partes interesadas (stakeholders), e integrando el nuevo concepto de calentador en
los sistemas alternativos de generación de
agua caliente sanitaria.
Planta de fabricación de calentadores
de Geyser-Gastech
Equipo de trabajo realizando tareas de revisión
del roadmap
27
3
Informe Anual 2008
Nuevos procesos en diseño y producción
de fresadoras
I +D
BAJO CONTRATO
Soraluce, empresa asociada a DANOBAT GROUP de referencia internacional en
la fabricación de máquina herramienta, arrancó en 2007, en colaboración con
IKERLAN-IK4, un proyecto de cambio de los procesos de diseño y producción con el fin
de asegurar y reducir plazos, aumentar la disponibilidad de las máquinas y mejorar la
eficiencia operativa. Los avances más importantes registrados en 2008 han sido:
Plataforma modular de
fresadoras
Se ha diseñado y dimensionado el
modelo de gestión del suministro modular:
procesos, proveedores, criterios y stocks.
Abarca la totalidad del proceso: lanzamiento, gestión de proveedores (contra pedido
y contra stock), montaje mecánico y de instalaciones, y puesta a punto. Está previsto
implantar el modelo en 2009.
Disponibilidad de máquina
Se ha llevado a cabo el estudio y rediseño de la red de almacenes para SAT, se
han cuantificado las necesidades en función del parque de máquinas atendido por
cada almacén y se han dimensionado estos
almacenes.
Eficiencia Operativa
La actividad se ha centrado en la mejora
del control del plazo pedido-puesta en marcha. En el área de compras se ha desarrollado un modelo de gestión de la red de
proveedores, y se ha comenzado a aplicar
tanto a los mecanizados grandes como al
piecerío; otro aspecto destacable ha sido el
ajuste de los stocks y el reforzamiento de la
contribución de los gestores de compras en
el modelo.
En el área productiva, se ha diseñado e
implantado un modelo de gestión para la
unidad de cabezales, abarcando proveedores, mecanizados y montaje; también se ha
puesto en marcha un desarrollo similar para
el montaje de máquinas grandes.
Nuevos cabezales automáticos
de Soraluce
Informe Anual 2008
28
Redes de innovación
I +D
BAJO CONTRATO
El desarrollo actual de nuevos productos y servicios se basa en conocimientos
que provienen de muchas y distintas disciplinas y áreas tecnológicas; además, en
todas ellas se requiere un alto nivel de especialización y expertise. No existe ninguna
compañía del mundo que tenga tras las paredes que limitan su organización el conocimiento ni los recursos suficientes para afrontar con éxito los retos que plantean la innovación en el futuro. Como respuesta surgen las redes de innovación.
IKERLAN-IK4 lleva varios años trabajando en este tema, y ha desarrollado una metodología y herramientas para el despliegue de las redes de innovación en la empresa. En
las aplicaciones siguientes se presenta parte del contenido de dos redes operativas.
Red de Innovación de ORONA
Orona afronta el reto de la innovación
de forma colaborativa como uno de los pilares fundamentales de su proyecto empresarial, gestionando los recursos destinados a
la innovación mediante la puesta en marcha
de un esquema propio de funcionamiento
en red que permita desarrollar los objetivos
del Marco Estratégico de Innovación.
El núcleo de la red está conformado por
Orona, Orona Eic, Electra Vitoria, MU e
IKERLAN-IK4. La red se amplía con la participación de otros agentes locales y globales
con conocimiento cualificado en el transporte vertical.
El rol de IKERLAN-IK4 en la red es doble:
aportar conocimiento clave a las acciones
prospectivas y de generación de conceptos
innovadores, y colaborar con Orona en el
gobierno, diseño y orquestación de las actividades e infraestructura que garantice la
capacidad de innovar en red.
Innovación en red en el Grupo
Fagor Electrodomésticos
El Grupo Fagor Electrodomésticos (Fagor
Electrodomésticos, S, Coop., Fagor Brandt y
Fagor Mastercook), en colaboración con
IKERLAN-IK4, ha diseñado y está poniendo
en marcha la red FAGOR Innovation
Network. El despliegue de la red está suponiendo un gran cambio en la estrategia,
organización, procesos internos y cultura
para la innovación.
El proyecto busca la integración de tres
espacios:
● Integración holística de las actividades
que precisa la innovación en red.
● Integración de las organizaciones y enti-
dades implicadas (internas y externas).
● Integración de las personas (clientes,
usuarios, trabajadores, etc.) en redes abiertas.
Se trata de un proyecto nodriza del que
nacen y se desarrollan nuevos subproyectos,
y pone orden e integra otros actualmente
en marcha. Estos subproyectos desarrollan
los siguientes focos de
actuación: la red de
redes, la orientación
estratégica, la fábrica
de innovaciones, el
espacio de colaboración, el ADN de la
innovación cooperativa y la medición de
resultados.
Modelo de referencia de la red FAGOR
INNOVATION NETWORK
Ciclo del Plan de Innovación de la Red de
Innovación de Orona
29
Informe Anual 2008
Otros campos de aplicación
I +D
BAJO CONTRATO
Línea de producto software y
modelado de la algoritmia
de control del aerogenerador
El sistema de control de turbinas eólicas
desarrollado por ALSTOM-Ecotècnia, en
colaboración con IKERLAN-IK4, es un sistema vivo que ha ido creciendo tanto en
número de funcionalidades como en subsistemas que soporta.
Para abordar ordenadamente este crecimiento, se ha realizado un proyecto en el
que destaca la aplicación de paradigmas de
reutilización de software para sistemas
complejos.
El proyecto ha avanzado en la concepción del actual software controlador como
una familia de controladores, y ha modelado la algoritmia con modelos de software
que se abstraen de la implementación de
código.
El resultado de la intensa colaboración
del equipo multidisciplinar de ingenieros
de software y de hardware de ambas entidades ha sido la obtención de una nueva
arquitectura de diseño del software que
incorpora mejoras de reutilización del
software.
Sistema de validación del
proceso constructivo en la
construcción
ULMA Construcción, líder en sistemas
para la industrialización del proceso constructivo, ha desarrollado, en colaboración
con IKERLAN-IK4, un sistema ágil y seguro
para la validación de los elementos de su
catálogo en aplicaciones sometidos a distintas condiciones de carga.
Se trata de un programa gráfico, de
uso intuitivo, que permite validar tableros,
vigas metálicas, perfiles, vigas de madera,
tablones… La operativa consiste en definir
el elemento a calcular, los puntos de
apoyo y las cargas puntuales y distribuidas
que se le aplican, tanto para el caso de uso
normal como para el caso último de límite
de rotura.
El sistema muestra instantáneamente
de forma gráfica el efecto de dichas cargas,
visualizándose la deformación, el cortante,
el momento, así como sus límites. Además,
se puede generar un informe con el detalle
del cálculo.
Parque eólico con aerogeneradores
ALSTOM-Ecotècnia
Visualización del efecto de las cargas
aplicadas a un tablero
Informe Anual 2008
30
ULMA Handling Systems y ULMA Packaging, dentro del proyecto CENIT MEDIODÍA,
están desarrollando en colaboración con
IKERLAN-IK4 un sistema de trazabilidad
para un nuevo concepto de invernadero.
Este sistema contempla toda la cadena
de suministro, así como los procesos internos en el invernadero, tales como el movimiento automatizado de plantas, las diversas transformaciones del producto, los nuevos procesos de clasificación y envasado,
etc. La trazabilidad a nivel unitario de cada
producto es uno de los objetivos más ambiciosos del sistema, en especial en el caso de
líneas de envasado de alta velocidad.
El sistema podrá aplicarse a múltiples
sectores industriales, y será capaz de capturar “eventos de trazabilidad” a partir de
fuentes heterogéneas como tags RFID,
PLCs, ERPs, SGAs e incluso SCADAs comerciales, exponiendo la información de trazabilidad recogida vía Servicios Web.
Colaboración metodológica
para el desarrollo de productos
I +D
BAJO CONTRATO
Trazabilidad y seguridad
alimentaria en la agricultura
bajo plástico
Ormazabal, uno de los primeros fabricantes en el ámbito mundial de media tensión, ha llevado a cabo en colaboración con
IKERLAN-IK4 la formación de los equipos de
desarrollo de producto en la aplicación de
metodologías en el proceso de lanzamiento
de nuevos productos.
La metodología de definición de producto de IKERLAN-IK4 ha sido una de las
claves para la gestión de la innovación, la
integración de la estrategia de la empresa,
el servicio y coste del producto y la garantía
de plazo de respuesta al mercado.
Los resultados más significativos han
sido: una visión innovadora del producto y
su servicio, compartida por todas las personas de la empresa, un mapa de conocimiento completo del mercado y la identificación
de las decisiones críticas a tener en cuenta
para lanzar las innovaciones que facilitan la
evolución de la estructura de producto.
Máquina de Packaging para sector alimentario
de ULMA Packaging
Centros de transformación
fabricados por Ormazabal
Almacén automático con transelevadores
de ULMA Handling Systems
31
Informe Anual 2008
Unidad de ENERGÍA
E
n la década de 1970 el mundo científico comenzó a
percatarse de la posibilidad de que las emisiones de
CO2, debidas a la combustión de combustibles fósiles,
provocasen el calentamiento del planeta. También, el embargo
de petróleo de 1973 mostró que conflictos políticos en Oriente
Medio pueden provocar problemas graves en el sistema energético. A pesar de ello, la tendencia de consumo energético y
sus fuentes no han cambiado en absoluto. El consumo de energía ha crecido en estos 30 años a un ritmo anual del 2,5%, el
petróleo sigue siendo la fuente energética más importante y las
fuentes renovables (exceptuando la hidroeléctrica) suministran
menos del 1% de la energía primaria. Sin embargo, estos últimos años la opinión pública y la actitud de las administraciones
están cambiando, y se está planteando seriamente transformar
el sistema energético actual en otro basado en la eficiencia, las
energías renovables y una mayor utilización de la electricidad.
En el 2008, la Unidad de Energía ha continuado investigando en el desarrollo de tecnologías que contribuyen a la mejora de la eficiencia
de utilización del gas y electricidad, al desarrollo de energías renovables y a la mejora de la
eficiencia de generación de electricidad.
Concretamente, se ha trabajado en dos proyectos de investigación relacionados con las
pilas de combustible de óxido sólido y la pirólisis rápida de la biomasa, destacándose los
avances siguientes:
●
Tecnología de pilas de óxido sólido. Se han
construido celdas de óxido sólido de soporte
metálico con capacidades de más de 700
mW/cm2, se han diseñado y probado los primeros interconectores metálicos de celdas y,
en las primeras pruebas de vida, las celdas han
alcanzado las 1.000 horas de funcionamiento
y han soportado más de 200 ciclos térmicos.
●
Trasformación de la biomasa. Se ha terminado el montaje y puesto en funcionamiento
una planta de pirolisis rápida de biomasa de
una capacidad de 25 kg/hora.
Informe Anual 2008
2
32
Ander Laresgoiti
Director de la Unidad de Energía
La Unidad mantiene acuerdos de colaboración con organizaciones referentes en la
investigación de pilas de combustible como,
Lawrence Berkeley Laboratory (EEUU), el
Forschungszentrum de Jülich y el de Karlsruhe
(Alemania), SOFCpower (Italia), Ècole
Polytechnique Fédérale de Lausanne (Suiza),
CNRS (Francia), etc.
En el campo de la transferencia, se ha colaborado en proyectos industriales en el desarrollo
de sistemas de cogeneración basados en pilas
de combustible y motores Stirling, y en el
desarrollo de sistemas de combustión eficientes y poco contaminantes, de los cuales se
remarcan los siguientes:
●
Diseño de una pila de combustible de
óxido sólido. Proyecto DEIMOS (Cenit)
●
Desarrollo del Balance of Plant de un cogenerador de electricidad y calor doméstico
basado en una pila de óxido sólido. Proyecto
FlameSOFC (6PM de la UE)
●
Reingeniería del sistema de cogeneración
doméstica basada en un motor Stirling de
EHE.
●
Desarrollo de un generador térmico para
biocombustibles líquidos. Proyecto PIIBE
(CENIT).
Microgenerador de electricidad y calor basado en pilas
de combustible de óxido sólido
Stack basado en celdas de
combustible de soporte metálico
La actividad principal para el desarrollo
y obtención de celdas de combustible de
óxido sólido se ha centrado en la sistematización del proceso de fabricación de celdas
de soporte metálico. El proceso desarrollado permite fabricar celdas con un área de
reacción de 60 cm2 y con un rendimiento
electroquímico repetitivo mínimo de 450
mW/cm2 a potencial de operación.
Otro trabajo destacable ha sido el desarrollo de un colector de corriente catódico
metálico. Este colector actúa como la
estructura base sobre la que se procede a la
construcción de los subconjuntos de celdas.
Estos subconjuntos se forman mediante la
unión de las celdas necesarias hasta obtener el stack de potencia requerido.
I +D
BAJO CONTRATO
Fagor, Copreci y la División Mondragón Componentes, en colaboración con
IKERLAN-IK4, están desarrollando un microgenerador de electricidad y calor
basado en pilas de combustible de óxido sólido alimentado por gas natural. El trabajo
que se está llevando a cabo aborda el desarrollo del stack basado en celdas de combustible de soporte metálico y en el reformador de gas natural.
Reformador de gas natural
En el campo de reformado del gas
natural se está trabajando en el diseño,
construcción y ensayos de un prototipo de
reformador del gas natural mediante vapor
de agua, con una temperatura de funcionamiento nominal de 650ºC. El reformador recupera el calor residual de la pila de
combustible de óxido sólido (temperatura
de trabajo 800ºC) para el mantenimiento
de la reacción endotérmica de reformado.
La actividad se ha centrado en el diseño
termofluídico del reformador y la recuperación del calor residual de la pila, y en la
construcción y pruebas de un reactor de
reformado empleando un catalizador
comercial.
Módulo de seis celdas tubulares
conectadas en paralelo
de 15 W a 0,7 V
Prototipo experimental del reformador
de gas natural
33
Informe Anual 2008
Sistemas auxiliares de las pilas de combustible.
BoP-Balance of Plant
I +D
BAJO CONTRATO
La pila de combustible transforma hidrógeno en electricidad mediante un proceso electroquímico que para su funcionamiento necesita diferentes sistemas
auxliares. Algo semejante ocurre en un coche: el motor transforma el combustible en
movimiento, pero para que el coche pueda circular necesita de muchos componentes
auxiliares, que desde el punto de vista de coste y negocio son más importantes que el
propio motor.
Un generador de electricidad y calor basado
en una pila de combustible está compuesto
de la pila y de los elementos auxiliares llamados BoP (Balance of Plant). El BoP tiene la
función de suministrar el combustible requerido por la pila, adecuar la electricidad producida a las condiciones de uso, controlar el proceso y recuperar el calor residual para incrementar el rendimiento del sistema. El BoP
está compuesto por el procesador de combustible, el inversor, sensores, válvulas y
ventiladores, control y recuperadores
de calor.
Principales sistemas auxiliares de un generador de
calor y electricidad basado en pila de combustible
Sistema auxiliar (BoP) de un
generador de electricidad y calor
doméstico basado en pila de
combustible de óxido sólido
Prototipo del sistema auxiliar de
un generador de electricidad y
calor doméstico
Fagor Electrodomésticos ha desarrollado, en colaboración con IKERLAN-IK4, el sistema auxiliar de cogeneración doméstica
basado en pila de combustible de óxido sólido.
El Grupo Cegasa, en colaboración con
IKERLAN-IK4, ha desarrollado una aplicación móvil para analizar el funcionamiento
de las pilas de combustible en condiciones
de uso.
El sistema auxiliar desarrollado incluye
los suministros controlados de aire, gas,
agua y gas inerte, la descarga de humos y
condensados, y la recuperación del calor residual de la pila, para su uso en calefacción y
ACS. También se ha diseñado la distribución
de todos los sistemas: stack, reformador,
convertidor de corriente, control, etc.
El demostrador está compuesto por una
pila de combustible de polímero desarrollada por Cegasa y Cidetec-IK4, una bicicleta
Ciclotek que incorpora un motor eléctrico, y
el equipamiento auxiliar (Balance of Plant)
desarrollado en IKERLAN-IK4.
El prototipo de generador de electricidad y calor doméstico desarrollado producirá 2,2 kW eléctricos y
5 kW de calor, utilizando gas natural de red.
Detalle del
demostrador montado
sobre la parrilla
Informe Anual 2008
34
Demostrador de pila
de combustible aplicada al
accionamiento de una bicicleta
Las pruebas realizadas tanto en rodillo
como en condiciones reales (incluido el trayecto entre el Parque Tecnológico de
Miñano y Vitoria-Gasteiz) han demostrado
la viabilidad técnica de la aplicación, habiéndose conseguido autonomías de más de 30
kilómetros y tiempos de recarga de los
hidruros de dos horas.
Otros campos de aplicación
Acciona Energía Solar e IKERLAN-IK4
han colaborado en el marco del proyecto
Cetica de CENIT en la evaluación técnica y
económica de los sistemas de cogeneración en centros comerciales y en edificios
residenciales. El estudio ha calculado los
perfiles de demanda energética tipo,
mediante la simulación de estos edificios
con la herramienta Trnsys.
Los resultados prevén una reducción de
entre un 14% y 26% del consumo de
energía primaria y de emisiones de CO2 en
edificios de bloques de viviendas según la
zona climática y el sistema de cogeneración. Los sistemas con motor de combustión interna y las microturbinas presentan
un periodo de amortización menor (entre 6
y 10 años). En el caso de los centros comerciales, la trigeneración es la opción más
atractiva, ya que la reducción potencial de
la cogeneración no llega al 3%.
Prospectiva de eficiencia
energética en el hogar
I +D
BAJO CONTRATO
Sistemas de cogeneración
en centros comerciales y en
edificios residenciales
FAGOR Electrodomésticos, en colaboración con MU e IKERLAN-IK4, ha llevado a
cabo un proyecto de “Prospectiva de
eficiencia energética en el hogar” donde
se han identificado y evaluado las posibilidades de innovación derivadas de:
• La gestión inteligente de picos de electricidad: el trabajo se ha centrado en determinar las ventajas que ofrece la gestión
inteligente de los picos de consumo eléctrico en una vivienda tipo (matrimonio con
dos hijos). Los resultados presentan una
horquilla de ahorro que oscila entre 130 y
280 €/anuales. En el cálculo se han tenido
en cuenta las tarifas eléctricas existentes, y
no se ha considerado el ACS (agua caliente
sanitaria) ni la calefacción.
• El consumo de energía y agua: se han
identificado y evaluado distintas soluciones
innovadoras de base tecnológica, que reducen el consumo de energía y agua, y el
impacto ambiental de los electrodomésticos.
Visión global del proyecto
CETICA: “la Ciudad Eco-TecnológICA”
Gráfico de una simulación optimizada
de los picos de potencia
35
Informe Anual 2008
Salud 2030: la salud que
queremos, los futuros sistemas
sanitarios y la tecnología
L
os sistemas sanitarios de todo el
mundo se encuentran en una
encrucijada; su sostenibilidad se
está poniendo en duda debido al
rápido crecimiento de los gastos
sanitarios que evolucionan imparablemente por encima del crecimiento del
PIB. Por ejemplo, el gasto sanitario en los
países de la OCDE representaba el 9% en
el año 2006, particularmente el 8,2% en
España, y se prevé que este represente el
16% del PIB para el año 2020.
En principio, este incremento del costo
de los servicios de salud, que obedece a
múltiples factores, podría no implicar
una mayor calidad en la salud, por lo que
se requiere un replanteamiento profundo de los sistemas sanitarios.
Mirando al
Futuro
Con estas premisas podríamos formular un
nuevo paradigma de los servicios sanitarios
que promueva los cuatro aspectos siguientes:
que la ciudadanía sea responsable de su salud
personal y que en consonancia practique estilos de vida más saludables, que los costes de
los sistemas sanitarios sean transparentes, que
los nuevos modelos organizativos se fundamenten en la tecnología, y que se produzca
un incremento importante en la utilización de
modernos sistemas de prevención, pronóstico
y diagnóstico de enfermedades.
Una sanidad responsable y distribuida
Un sistema sanitario sostenible basado
en la tecnología
Sanidad distribuida
En el espacio europeo deberíamos ser capaces
de desarrollar un modelo sanitario que combine la solidaridad con la sostenibilidad financiera, que introduzca mesuradamente incentivos
de mercado pero manteniendo un claro papel
rector del Estado, y que incorpore innovaciones en la organización y producción de servicios sanitarios.
Se puede decir que “actualmente el 80% de
las enfermedades coronarias, el 90% de la
diabetes tipo 2 y más de la mitad de los cánceres” (1), entre otras muchas enfermedades,
podrían evitarse con ligeras modificaciones de
los estilos de vida mediante la potenciación de
la medicina preventiva y la educación sanitaria
de la población, especialmente de los jóvenes.
La medicina de antes y de gran parte del siglo
XX se practicaba en el hogar. Actualmente, los
pacientes prefieren los hospitales, y más concretamente los servicios de emergencia, porque estos proveen de diagnóstico y tratamiento quasi-inmediatos. Esto, que es una manera
de ver la sanidad como un objeto de “consumo”, distorsiona la provisión de servicios sanitarios propiciando una demanda creciente de
servicios de emergencia, ocultando, además,
los elevados y crecientes índices de coste/eficacia del sistema.
Ante este modelo de sanidad ineficiente e
insostenible, deberíamos optar por lo mejor
de la medicina antigua (buena atención a
domicilio, acompañada con una buena formación sanitaria) y de la nueva medicina
(Superespecialización). Esto es lo que llamamos la “Sanidad distribuida”. (Ver figura)
(1) IBM Global Business Services Healthcare 2015:
Win-win or lose-lose?
Informe Anual 2008
36
El núcleo de la Sanidad Distribuida es la alta
tecnología y las comunicaciones, en la que el
punto de partida tecnológico actual es la eSalud o, lo que es lo mismo, las tecnologías de
la información y las comunicaciones (TICs) aplicadas a la salud con soluciones ya actuales
como la Telepresencia, la Telemedicina, la
Teleasistencia, y un largo etcétera que se irá
incrementando en el tiempo. Ahora bien, en el
futuro es el hogar el que se vislumbra como el
centro de la atención para los enfermos, los discapacitados y los mayores, siendo los hospitales
los últimos recursos para atención de aquellos
enfermos agudos y crónicos reagudizados que
requieran atenciones superespecializadas. Por
supuesto, todo ello estará integrado en una red
coordinada con el resto de las entidades hospitalarias y centros de atención socio-sanitaria.
Una medicina personalizada
Los recientes descubrimientos de la biotecnología y de la genética molecular ya están poniendo en manos de los profesionales de la medicina herramientas de diagnóstico y de tratamiento antes impensables que dan respuesta a las
necesidades de cada enfermo. En los próximos
años, iremos viendo como los sistemas sanitarios con los avances anteriores se acercarán del
centro hospitalario al hogar, y en suma al individuo, con lo que pasaremos del concepto de
atención a la enfermedad al concepto de la
“Medicina Personalizada”, siendo siempre el
enfermo el centro de atención médica.
Además, los profesionales y los pacientes contarán cada vez más con nuevos servicios automatizados de análisis y diagnóstico allá donde
los requieran (Point of Care). Estos sistemas,
que cada vez se apoyarán más en los logros de
la biología molecular y de las tecnologías de la
información y las comunicaciones, revolucionarán los usos de los sistemas de pronóstico,
diagnóstico y tratamiento de los pacientes, con
nombre y apellidos, frente a enfermedades
reales o potenciales. Y, por último, la universalización de estos equipos ubicuos y mínimamente invasivos será posible gracias a su
miniaturización mediante el desarrollo de laboratorios en un “chip” (Lab-on-a-Chip) o en una
“lámina” (Lab-on-Foil).
CONCLUSIONES
La aplicación de los nuevos avances tecnológicos es clave para mejorar la vida de la población,
disminuir el gasto sanitario a medio plazo y asegurar la sostenibilidad del sistema sanitario.
De hecho, la e-Salud y la biomedicina empiezan a modificar las agendas políticas de instituciones regionales, nacionales y europeas
porque la tecnología marcará el futuro de los
sistemas sanitarios europeos, cuyo desarrollo y
sostenibilidad serán inviables sin la e-Salud.
Los tiempos de crisis han de servir para innovar
eficientemente y para optimizar los recursos.
Esto deberá propiciar la colaboración entre
todos los agentes de la cadena de innovación,
desde los centros de desarrollo de la investigación médica y tecnológica hasta las nuevas pautas de conducta de los ciudadanos, pasando
por los distintos agentes de las redes sanitarias.
Es precisamente en este escenario en el que
IKERLAN-IK4 colabora con el desarrollo de la
salud y de los sistemas sanitarios del futuro.
IKERLAN-IK4 desarrolla con los socios del CIC
microGUNE y Gaiker-IK4 sistemas basados en
nano, micro y biotecnologías para producir los
futuros equipos de pronóstico y diagnóstico. El
Centro también trabaja en la aplicación de las
tecnologías de la información y de las comunicaciones para colaborar en que el hogar sea el
espacio del bienestar, del ocio y especialmente
de la salud para todos, pero particularmente
para los enfermos, los discapacitados y los
mayores.
Mirando
al Futuro
37
Informe Anual 2008
Personal, financiación
y resumen de actividades
43
PERSONAL
● Plantilla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
203
● Becarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
203
1,3
19,6
INGRESOS
● I+D bajo contrato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Millones de euros
11,4
● Investigación propia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6,9
● Otros ingresos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1,3
6,9
11,4
2%
INGRESOS I+D BAJO
CONTRATO POR SECTORES
11,4
● Bienes de equipo no industriales . . . . . . . . . . . . . . . .
21%
● Energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19%
● Transporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14%
● Electrodomésticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13%
● Bienes de equipo industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12%
● Servicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8%
● Electrónica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6%
● Salud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5%
● Otros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2%
INVERSIONES . . . . . . . . . . . . . . . .
Millones de euros
5%
6%
21%
8%
12%
19%
13%
14%
3,5
DIFUSIÓN TECNOLÓGICA
•
Fondos propios . . . . . . . . . . . . . . . . .
1,1
•
Artículos y ponencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
75
•
Organismos públicos . . . . . . . . . . . . . .
2,4
•
Dirección proyectos fin de carrera . . . . . . . . . . .
22
Millones de euros
Informe Anual 2008
38
Organización general
ENERGÍA
PROCESOS DE
DISEÑO Y
PRODUCCIÓN
DESARROLLO DE PRODUCTO
ÁREAS DE CONOCIMIENTO
●
Ingeniería mecánica
●
Diseño mecánico
●
Automática y Electrónica de potencia
●
Electrónica
●
Comunicaciones
●
Sensores
●
Microsistemas
●
Tecnología de software
●
Innovación estratégica
●
Tecnologías de diseño y producción
●
Tecnologías de la información
●
Sistemas alternativos de generación
●
Tecnologías de combustión y procesos térmicos
Infografía del Laboratorio de
Micro/nanotecnologías.
(Polo Garaia, Arrasate-Mondragón)
Laboratorio de Energía
(Parque Tecnológico de Álava)
Sede Central
(Arrasate-Mondragón)
39
Informe Anual 2008
Órganos sociales y directivos
CONSEJO RECTOR
■
■
■
■
Presidente . .
Vicepresidente
Secretario . . .
Vocales . . . . .
.
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Txomin García
Agustín Ugarte
Igor Armendariz
Vicente Acha
Ángel Akizu
Iñaki Aranburu
Javier Aranceta
Andoni Altuna
Iñaki Dorronsoro
María Elejoste
Xabier Gorritxategi
Fernando Ipiña
José Mª Narvaiza
Pedro Ruiz de Aguirre
Martín Zangitu
CONSEJO DE DIRECCIÓN
■
Director General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Javier Mendigutxia
■
Director de Márketing . . . . . . . . . . . . . . . . .
Guillermo Irazoki
■
■
Director de la Unidad de
Desarrollo de Producto . . . . . . .
........................
Director de la Unidad de
Procesos de Diseño y Producción
........................
Director de la Unidad de Energía
■
Director Adjunto de la Unidad de Energía . . .
Francisco Javier Blanco
■
Director de Organización y Recursos . . . . . . .
Juan Manuel Pagalday
■
Directora de Investigación y Conocimiento . . .
Ana Isabel Martínez
■
Director de Proyectos de las Unidades de
Desarrollo de Producto y Energía . . . . . . . . . .
José Luis Larrañaga
Directora Financiera . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
Agurtzane Garai
■
■
..........
..........
Marcelino Caballero
..........
..........
..........
Juan Carlos Beitialarrangoitia
Ander Laresgoiti
CONSEJO DE VIGILANCIA
Juan Carlos Astiazarán
Mari Carmen Ayastuy
Iñigo Aranburu
José Javier Sáenz de Buruaga
Informe Anual 2008
40