PLAN DE ACTIVIDADES - uniovi.es

PLAN DE ACTIVIDADES A REALIZAR DENTRO DEL MARCO DE

COLABORACIÓN ENTRE

EL AYUNTAMIENTO DE GIJÓN Y EL

IUTA

AÑO 2013

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Plan de Actividades 2013 2

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A continuación se presentan las actividades que el Instituto Universitario de Tecnología Industrial de Asturias

pretende realizar durante el año 2013, en el marco del Convenio Específico de Colaboración entre el

Ayuntamiento de Gijón y la Universidad de Oviedo para el desarrollo del Convenio Marco suscrito en fecha

27 de enero de 2010 con vigencia para los años 2012/2014.

Las actividades propuestas han sido aprobadas por la Comisión Permanente del Instituto en su reunión del

17 de diciembre de 2012 y comprenden tanto proyectos de investigación aplicada como acciones formativas

y de divulgación tecnológica, todas ellas encaminadas, lógicamente, a potenciar la relación Universidad-

Empresa, pero haciendo un énfasis especial en el fomento de la formación tanto científica como

tecnológica de los jóvenes estudiantes, con el objetivo prioritario de favorecer una pronta inserción

laboral.

Por esta razón, el 90% de la ayuda solicitada se destina a becas y 1 contrato laboral (una vez descontados los gastos generales de la Universidad).

1.1. Actividades de investigación aplicada Durante el año 2013 se pretende desarrollar una serie de proyectos de investigación, muchos de los cuales afrontan temas novedosos para el Instituto. Estas actividades se resumen a continuación. El sector tecnológico de Tecnología de Materiales y Cálculo Estructural desarrollará los proyectos:

Biosensor electromagnético de PSA (Prostate-Specific Antigen). Desde el año 2009 este grupo de investigación está desarrollando un proyecto dedicado a la detección y cuantificación de marcadores tumorales. Dicha investigación consiste en el marcaje selectivo de células mediante nanopartículas magnéticas (NPM), y la consiguiente separación y detección magnéticas de dichas células mediante campo magnético. En el proyecto mencionado se ha trabajado con marcadores tumorales “de laboratorio”, obteniéndose resultados muy prometedores, a la vez que se adquiría el conocimiento multidisciplinar necesario. En este nuevo proyecto está previsto detectar y cuantificar un marcador tumoral concreto, el Antígeno Prostático Específico (PSA, Prostate-Specific Antigen). La concentración de este marcador en sangre se eleva cuando el paciente desarrolla tumor de próstata, o enfermedades similares. Es de destacar que el 70% de los pacientes diagnosticados con cáncer de próstata mediante métodos convencionales ya presentan metástasis, mientras que únicamente el 3% de los pacientes diagnosticados usando el marcador tumoral presentan dichos agravamientos al haberse podido detectar la enfermedad anticipadamente.

Estudio de la influencia de los tratamientos de Shot Peening y Severe Shot Peening en la infecciones bacteriológicas en la aleación biocompatible Ti6Al4V. La idea de este proyecto es estudiar cómo afecta a la proliferación bacteriana la rugosidad superficial, la dimensión del grano (tamaño estándar frente a nanocristales), el grado de reactividad a nivel electroquímico y la función de trabajo, en una aleación de titanio Ti6Al4V. De esta investigación pueden extraerse resultados importantes y muy beneficiosos para la sociedad, el sistema sanitario general, y en particular para las empresas del sector biomédico, en concreto para las dos ubicadas en Gijón que apoyan este trabajo, pues esta investigación contribuiría a mejorar la calidad de sus productos desde el punto de vista mecánico e infeccioso, lo que a su vez repercute directamente en la calidad de vida del paciente.

Seguimiento radiográfico de resultados en cirugía protésica de cadera y rodilla. Se trata de un proyecto multidisciplinar muy imbricado en el municipio gijonés (IUTA, Hospital de Cabueñes) y enfocado a mejorar la calidad asistencial de la sanidad. El apoyo obtenido en estos últimos años ha permitido que se realizaran numerosas planificaciones quirúrgicas para el servicio de Cirugía y Traumatología del Hospital de Cabueñes. Existen grandes variaciones a la hora de valorar los resultados obtenidos en las cirugías protésicas. Esto es debido a que no existen procedimientos estándar tanto para el seguimiento de las operaciones quirúrgicas como para su valoración posterior. Es imprescindible profundizar en el estudio y la búsqueda de consenso para racionalizar y optimizar el empleo de las prótesis totales de cadera. La creación y desarrollo de nuevos implantes exige una investigación experimental y clínica minuciosa, que demuestre su eficacia e inocuidad, y toda una serie de normas que regulen su fabricación, comercialización y empleo. La comprobación de su comportamiento se puede hacer mediante varios métodos. Al desarrollo por parte de la Comunidad

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Europea y de las instancias internacionales de ensayos de laboratorio pre clínicos cabe añadir, como elementos de vigilancia, ensayos clínicos de segundo nivel, pre-comercialización, que permitan identificar posibles problemas, como el desgaste o el aflojamiento, mediante técnicas más o menos sofisticadas, como los estudios estereométricos, y estudios clínicos post-comercialización, estrechamente controlados, en centros selectos otros que los de los diseñadores o promotores de los implantes en cuestión. Todo este conjunto de cosas ha hecho imprescindible marcar una forma de actuar que asegure la utilización clínica de estos implantes a la luz de los conocimientos de los que se dispone hoy día.

Desarrollo nuevos forjados mixtos industrializados elaborados mediante Hormigones Ligeros Estructurales (HLE). El desarrollo de forjados elaborados mediante Hormigones Ligeros y productos metálicos de pared delgada es un campo de investigación que posee muchas potencialidades, pues permite la industrialización de la construcción, con la consiguiente disminución de accidentes laborales, una mayor productividad y eficiencia energética, con un control de calidad del producto acorde con las exigencias de los nuevos códigos de la construcción (CTE’s). En esta línea de trabajo, en la cual el grupo ya lleva desarrollando productos durante varios años, el proyecto pretende profundizar en el conocimiento del comportamiento estructural de nuevos forjados mixtos constituidos por una sección metálica de pared delgada galvanizada (forjado perdido y armadura de tracción), así como un hormigón ligero que dota al elemento estructural de la resistencia a compresión. En este proyecto se abordarán dos aspectos fundamentales: desarrollo de modelos teóricos y su verificación experimental. La aplicación práctica de este estudio se centrará sobre dos productos básicos para las empresas que apoyan el proyecto: secciones metálicas de pared delgada galvanizada, y Hormigones Ligeros Estructurales.

Diseño de sistema estructural modular, en base a perfiles conformados abiertos, con posibilidad de ensamblaje múltiple. Dentro del estudio de la Industrialización de la Construcción, una de las principales líneas de trabajo en las que se ha venido intensificando la investigación, es la construcción de elementos industrializados tomando como material de referencia base el acero. Además uno de los puntos de mayor interés se centra en el diseño y cálculo de sistemas estructurales basados en elementos lineales. Este proyecto trata de desarrollar una nueva tipología estructural, completamente industrializada, basada en el desarrollo de diferentes elementos lineales, tanto de pilares como vigas. Estos elementos van a constituir un conjunto de bastidores metálicos, que darán respuesta al esquema estructural general de la edificación. El interés viene precedido por las grandes posibilidades que se presentan en esta época de crisis en el sector de la construcción, ya que ante las escasas expectativas de desarrollo futuro en la construcción tradicional, pueden surgir nuevas ideas que propongan un cambio de orientación del sector y aquí entendemos que surge una nueva oportunidad. En Asturias en general y en Gijón en particular, existen multitud de empresas con una amplia experiencia en el sector del metal y la mayor parte de ellas con gran éxito internacional, y creemos que disponen de la tecnología necesaria para poder fabricar estos nuevos componentes industrializados. Esta característica mejoraría considerablemente el entorno económico regional proporcionando una entrada en un nuevo mercado nacional e internacional en el importante sector de la construcción.

Aplicaciones estructurales del análisis interferométrico de deformaciones. El proyecto tiene como principal objetivo la puesta a punto del equipo ARAMIS 5M de videocorrelación 3-D de la marca GOM, perteneciente al grupo de investigación, para analizar y contrastar la técnica de medidas interferométricas de deformaciones a diversas aplicaciones estructurales, a partir de la monotorización de ensayos mecánicos de distintos materiales y de elementos estructurales a escala de laboratorio y escala real.

Como definición general, se trata de una técnica de medición de coordenadas 3D capaz de determinar las propiedades geométricas de un objeto a partir de imágenes fotográficas. Por tanto, en muestras y componentes cargados estática o dinámicamente, ARAMIS puede medir sin contacto e independientemente del material y logra determinar las coordenadas 3D de la superficie, los desplazamientos 3D y velocidades, las deformaciones y su variación. Para ello, se evalúan imágenes de alta resolución durante la aplicación de la carga y, mediante mínimos cuadrados, se calcula un modelo matemático de calibración del sensor, las posiciones de las cámaras y los parámetros de distorsión de las lentes. El procesamiento de imágenes está basado en el principio de correlación de imágenes digitales, que calcula la distribución de valores grises en un número alto de áreas pequeñas y determina las posiciones de los puntos de medición con una precisión subpíxel.

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Por tanto, con el desarrollo del proyecto presentado se vislumbra un campo amplio de aplicación de la técnica y, por tanto, del equipo ARAMIS 5M a la industria del diseño y cálculo estructural, ya que además de ser una herramienta muy precisa y con altas resoluciones temporales y locales para la determinación de desplazamientos y deformaciones, permite medir y evaluar parámetros importantes de la caracterización de materiales, como el coeficiente de Poisson, el módulo de elasticidad longitudinal (Modulo de Young), el módulo de elasticidad transversal, la relación tensión-deformación, las curvas de límite de conformabilidad (FLC) y las tensiones residuales.

Búsqueda de una solución modular para ahorro de energía en viviendas mediante aislamiento interior. Son numerosos los estudios que cuantifican el ahorro energético que supondría mejorar el nivel de aislamiento de las viviendas. Además, este ahorro sería mayor para aquellas viviendas más antiguas, que están construidas con menores requisitos de aislamiento. Planteadas estas cuestiones, parece oportuno proponer medidas de mejora que, con una inversión moderada, permitan un ahorro energético en el inmueble.

Por otra parte, encontrar una solución modular de aislamiento que resulte barata, fácil y rápida de instalar podría ser beneficioso tanto a nivel individual como colectivo: aquellos propietarios que mejoren el aislamiento se beneficiarán de mayor confort en su vivienda y de facturas energéticas menores.

El beneficio colectivo es la disminución del consumo energético y el mejor aprovechamiento de la energía.

El sector tecnológico de Diseño Mecánico y Fabricación desarrollará en 2013 los proyectos siguientes:

Desarrollo de sensor miniaturizado con sistema de medición de fuerzas para Brazos deMedir por Coordenadas (AACMM) La presente propuesta es continuación de un proyecto activo (hasta 31-12-2012) concedido por el IUTA al mismo grupo de investigación, y titulado: “Estudio y desarrollo de modelos de optimización para la cualificación de brazos portátiles de medir por coordenadas.

Como resultado del mismo se desarrolló un primer prototipo de un sistema de medición de fuerzas (SMF) que debe ser mejorado en la próxima anualidad, con acciones como las que se pretenden con la presente propuesta.

Los resultados de la investigación del proyecto anterior, que están ahora en fase avanzada, y gracias al desarrollo de un primer prototipo de Sistema de Medición de Fuerzas se están ya traduciendo en un procedimiento de calibración, recertificación y/o acreditación para AACMM. Con un sistema nuevo y miniaturizado de SMF, como el que se pretende con esta nueva actuación, se podrá mejorar sensiblemente la fiabilidad de las medidas de este tipo de equipos. Las pruebas finales “de campo” en estas empresas se sigue teniendo en cuenta ahora de forma muy importante.

Aula de Ecodiseño. Incorporar el factor ambiental en la industria y en la sociedad asturiana es un objetivo del grupo de investigación IDEASCAD. Para ello se necesita en primer lugar instalar una cultura ad hoc entre los futuros gestores industriales: tanto trabajadores de PYMES como estudiantes actuales.

El Aula de Ecodiseño se pone en marcha durante el curso 2011-2012 como un apoyo para el desarrollo de proyectos fin de carrera relacionados con el Ecodiseño. La formación que realiza actualmente es de una hora a la semana y aunque se ha abierto a toda la comunidad universitaria y a las empresas tecnológicas de la ciudad, aun es mayoritaria la asistencia por parte de estudiantes.

Desde IDEASCAD se quiere potenciar el ecodiseño en la empresa municipal de la misma forma que lo ha hecho el Aula de Ecodiseño de la Universidad del País Vasco que este año cumple su décimo aniversario y que ha formado a casi un centenar de estudiantes de los que actualmente el 70% es responsable actualmente del diseño ambiental de producto en su empresa. Ésta es la referencia para este proyecto que pretende lograr su estabilidad durante este curso.

El interés para las empresas es indudable aunque también es cierto que la situación económica actual y la inercia de la industria asturiana hace que todas las iniciativas desde la Universidad, la fundación Prodintec, el Club Asturiano de la Calidad y el Club Asturiano de la innovación no hayan calado de forma continua.

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El interés para la sociedad se hizo patente con la repercusión que tuvo en la prensa asturiana el día de la inauguración del Aula de Ecodiseño en el mes de octubre en la que todos los medios impresos y de radio se hicieron eco de la noticia.

Affective-centered Smart Cities: el paradigma de la Computación Afectiva en la configuración de una nueva experiencia ciudadana. El mundo está experimentando un periodo de extrema urbanización como jamás se había visto antes. Si bien el proceso migratorio hacia las ciudades se viene efectuando desde hace siglos, en los últimos años esta tendencia ha crecido de forma exponencial. Sólo en la República Popular China, más de 300 millones de habitantes se han desplazado del mundo rural a las ciudades en los últimos 15 años. En el futuro, las ciudades acogerán a cerca del 90% de la población del mundo y consumirán el 60% de la energía producida en el planeta, razones más que suficientes para impulsar el desarrollo de nuevas estrategias para la gestión de las ciudades.

Varias iniciativas se han puesto en marcha para materializar protocolos de actuación que definan acciones correctoras. Una de las más populares es la denominada Smart Cities, que otorga la calificación de "inteligentes" a aquellas colectividades en donde las inversiones en capital humano, social y en infraestructuras de comunicación tanto tradicionales (transporte) y como modernas (ICT), fomentan un desarrollo económico sostenible y una elevada calidad de vida, acompañadas con una gestión racional de los recursos naturales a través de un gobierno participativo.

El concepto de Smart Cities implica, epistemológicamente hablando, una concepción de las ciudades como sistemas complejos, acudiendo a la caracterización de los mismos realizada por Ludwig van Bertalanffy, un "sistema de sistemas" donde coexisten múltiples procesos ligados entre sí que resulta complejo analizar de forma individualizada y que generan un efecto sinérgico, haciendo que el todo sea mayor que la suma de las partes. Admitir esta realidad supone implícitamente aceptar la pluralidad de enfoques desde los que puede analizarse este nuevo paradigma, de modo que no existe un modelo único de Smart City, sino múltiples aproximaciones al fenómeno haciendo cada uno de ellos mayor hincapié en alguna de los principios estructurales que lo sustentan: Eficiencia en la gestión energética, transporte y movilidad urbana, e-gobierno y participación ciudadana, actividad económica, medioambiente o redefinición del papel de la ciudadanía. El holismo que conceptualmente sustenta a las Smart Cities justifica la transversalidad de las actividades de investigación que se relacionan con este paradigma, aglutinando discursos interdisciplinares bajo una perspectiva unificada.

Desarrollo de chasis modular y diseño de suspensión trasera de una moto de competición para copas de promoción. El objetivo principal es diseñar y fabricar un chasis para una moto de competición destinada a copas de promoción de bajo coste. El conjunto diseñado también tendrá en cuenta aspectos estéticos y de viabilidad técnica y económica con el fin de facilitar su fabricación y montaje en una serie corta que la empresa colaboradora se plantea realizar.

España es un país con una gran tradición en las competiciones motociclistas de velocidad. Actualmente, es el país más fuerte en cuanto a equipos y pilotos que compiten en el mundial de MotoGP. Esto hace que exista un interés entre los jóvenes (y no tan jóvenes) por la práctica de este deporte. Sin embargo, dicha práctica representa un gasto considerable para las economías familiares ya que hay que comprar la moto en cada temporada y hacer el mantenimiento de la misma. Las motos que se usan para competir en el campeonato nacional son prácticamente prototipos capaces de correr el mundial, con un precio altísimo (20.000-30.000 €), el cual hace que solo los equipos profesionales con patrocinadores muy fuertes puedan acceder a ellos. Además, las elevadas prestaciones hacen que su mantenimiento tenga un coste muy elevado.

Investigación y estudio de las Técnicas de Simulación mediante herramientas de Realidad Virtual para la reactivación del sector de la construcción y optimización del proceso. Uno de los sectores que ha evidenciado la recesión económica que sufrimos en este momento en España es claramente la situación de agotamiento que atraviesa la Construcción. Es completamente necesario orientar el diseño y fabricación de los inmuebles de cara al cliente y no a la inversa, como ha venido ocurriendo históricamente. La vivienda es con certeza la inversión más importante y costosa que haremos a lo largo de nuestra vida. Por ello es justamente necesario ofrecer un producto al cliente que se adecúe a sus necesidades y en el cual él pueda intervenir, aportar e interactuar durante su diseño y fabricación.

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El sector tecnológico de Sistemas eléctricos, electrónicos y de Control desarrollará los proyectos

siguientes durante el año 2013:

Visualización del Sistema de Transporte Urbano de Gijón (VISTUG). El proyecto que se propone en esta solicitud, plantea el desarrollo de una aplicación de técnicas de Visual Analytics basadas en la combinación de análisis de datos inteligente (IDA) y visualización de datos para extraer conocimiento útil del estado de la red de autobuses municipal de Gijón a partir de los datos abiertos puestos a disposición por el Ayuntamiento de Gijón en http://datos.gijon.es.

La idea del proyecto parte de la apreciación por parte del grupo de investigación de la calidad y detalle de la información disponible en los servicios de http://datos.gijon.es, que incluyen información geolocalizada de todos los autobuses en tiempo real, así como de las paradas y trayectos. Aunque se han hecho con anterioridad excelentes aplicaciones que se basan en el uso de esta información, haciéndola disponible al ciudadano en dispositivos móviles y también vía web, no incorporan mecanismos que permitan analizar la información más allá, limitándose a presentar al usuario de forma eficiente la información tal cual.

Sin embargo, la disponibilidad de información espacial y temporal de todos los autobuses, líneas y paradas sugiere un extraordinario potencial de estos datos (más allá de su representación directa en una aplicación web o en un dispositivo móvil) para extraer conocimiento, tanto de la calidad de servicio como de los factores que influyen en la misma.

Este proyecto tiene como objetivos desarrollar una aplicación que permita supervisar el sistema de transporte urbano de Gijón, y explorar las posibilidades de aplicación de técnicas de visualización y de análisis de datos inteligentes (IDA, intelligent data analysis) para presentar la información de forma novedosa, en la que el uso de visualizaciones alternativas, en combinación con algoritmos de análisis de los datos (generando, por ejemplo, índices de calidad del servicio, o detectando deficiencias en el mismo) permita descubrir patrones o modelos de comportamiento en el servicio de transportes.

Los beneficios potenciales para el Ayuntamiento de Gijón de un sistema que combine visualización y análisis de datos para la supervisión del sistema de transporte urbano son inmediatos.

Control No lineal Robusto de una Planta Piloto Multivariable. Habitualmente en la Industria, los controles automáticos de los procesos son de tipo PID, desde hace muchos años. Su rendimiento es bueno, aunque claramente mejorable. Desde la aparición de los sistemas digitales de control, computadores, autómatas programables, etc…se pudieron implementar PIDs de forma digital incorporando mejoras que funcionan a satisfacción en la actualidad, y dada la capacidad de cálculo disponible, también se implementaron en algún caso, controles más sofisticados, como los que usan la “realimentación” de las variables de estado del proceso. Sin mencionar el enorme desarrollo en algoritmos de control que durante décadas se realizó de forma teórica, aunque mucho más limitadas fueron las aplicaciones prácticas, tratando de mejorar las prestaciones de los controles automáticos.

Pero los controles lineales industriales actuales, aún con todas las sofisticaciones implementadas, son susceptibles de mejorar mucho. Surge entonces la idea del Control No Lineal. La idea de realizar un control no lineal de un proceso industrial no solo es atractiva porque se puedan sustituir los controles más clásicos, sino porque se pueden mejorar las prestaciones de estos. En efecto, un control no lineal trabaja mucho mejor en un amplio rango de operación de la planta, o en la totalidad de ese rango; no solo entorno a un punto de funcionamiento, y además el control es más rápido.

En la mayoría de los procesos industriales hay que controlar sistemas que son intrínsecamente inestables y con considerables tiempos muertos o retardos, debidos al transporte de masa, energía e información, entre otras causas. Estos sistemas son difíciles de controlar. Los reguladores deben ser ajustados de forma que hacen lenta la respuesta de la planta, para no causar inestabilidades.

Con el control no lineal que se realizará en este Proyecto, se compensan las no linealidades de la planta real constantemente, utilizando en un lazo interno, solo las medidas habituales de los sensores y un algoritmo no lineal. Además se consigue desacoplo, es decir, cada señal de control actúa solo sobre una variable de respuesta del proceso, lo cual es sin duda una ventaja pues se evitan interacciones. El conducir ahora las variables del proceso a valores de consigna es fácil, el sistema es ahora una matriz diagonal de integradores, y con un lazo de realimentación externo se consiguen los objetivos.

http://datos.gijon.es/

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Esto se ha comprobado teóricamente, en simulación y en pruebas experimentales preliminares en la Planta Piloto real. La carga computacional requerida no es nada elevada y no se necesita instrumentación específica para realizar este tipo de control. El rendimiento es claramente superior a otros controles industriales lineales actuales.

El sector tecnológico de Organización de Empresas, Economía y Estadística desarrollará en 2013 el

proyecto:

Análisis de los bancos de alimentos y propuesta de mejoras en su gestión. La crisis global actual afecta directamente a los países industrializados y de forma más indirecta y grave a los países pobres, que a sus carencias de siempre suman ahora drásticos recortes de los fondos de cooperación para el desarrollo.

Esta investigación se enmarca dentro de un proyecto más amplio en el cual se pretende estudiar en profundidad los distintos eslabones que integran la cadena logística de la que forman parte los bancos de alimentos españoles.

Todo ello mantiene la finalidad principal de la investigación: detectar la problemática actual de aumento del desperdicio de alimentos masivo, así como la pobreza cada vez más acentuada en esta época de crisis, e identificar y analizar en detalle el papel que adquieren los bancos de alimentos como alternativa a esa doble problemática, para finalmente plantear unas propuestas de mejora que faciliten el aumento de los servicios proporcionados por estas entidades así como su rendimiento.

Por último, el sector de Medio Ambiente y Energía presentará dos proyectos:

Estrategias para renovación energética de edificios sociales residenciales en Gijón. La mejora de la eficiencia energética es uno de los pilares fundamentales en el avance hacia la competitividad de los países más industrializados. En el caso de la Unión Europea, actualmente crece el interés por la mejora de la eficiencia energética que se ha manifestado en diferentes Directivas.

Por todo lo anterior se propone el presente proyecto, que tiene como objetivo general la definición de un procedimiento de evaluación y análisis de opciones para la mejora energética de edificios públicos residenciales-sociales existentes en el área de Gijón.

Con ello, se pretende mejorar el conocimiento energético de los edificios residenciales sociales, definiendo así un panorama local de estos edificios. Respecto a las mejoras a introducir hay que tener en cuenta tanto la climatología como los usos y particularidades de cada edificio. Teniendo esto en cuenta se pretende dar pautas orientadores a la definición de la mejor inversión y su pauta posible en el tiempo. El objetivo final del proyecto es establecer una metodología para modelar, gestionar, medir y reducir las emisiones de carbono de los edificios existentes y de sus sistemas instalados.

La jerarquía de las intervenciones de reducción de consumos energéticos se llevará a cabo sobre la base del conjunto de los datos y análisis costo / beneficio de amortización. Se pretende que el stock de edificios social residenciales alcancen también la cifra objetivo de reducción global del 20% en los costos de en comparación con las cifras existentes.

Evaluación del impacto acústico subacuático de un parque de turbinas eólicas off-shore. El aumento de las instalaciones eólicas off-shore, con turbinas cada vez de mayor potencia, ha despertado el interés sobre su posible impacto en el medio ambiente marino. Tanto los mamíferos marinos como los peces utilizan sonidos para orientarse, comunicarse y buscar bancos de alimentos, por lo que son susceptibles de sufrir efectos negativos tanto durante la construcción como durante la operación de los parques eólicos off-shore. La zona de impacto sobre el medio marino depende principalmente de las condiciones de propagación del sonido bajo el agua, ya que se generan elevados niveles de presión sonora cuyos efectos podrían extenderse a varios kilómetros de distancia.

De acuerdo con la problemática expuesta, en este Proyecto se propone desarrollar una herramienta para la evaluación y predicción del impacto acústico subacuático de un parque de turbinas eólicas off-shore, que pueda aplicarse en la fase de estudios previos a su implantación. Esta propuesta es continuación directa de un Proyecto financiado por el IUTA en la convocatoria 2012, titulado

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“Desarrollo de una herramienta de evaluación del impacto acústico de un parque de aerogeneradores off-shore”. En dicho trabajo se ha adaptado un software comercial de propagación acústica a la problemática específica de estudio, mediante la selección de los parámetros físicos, geométricos y de cálculo más realistas, comprobándose la validez de los resultados del modelo mediante la aplicación del método de cálculo propuesto en la norma ISO sobre propagación de sonido al aire libre. Además se ha elaborado un documento metodológico que recoge todos los resultados relevantes del estudio, que podrá utilizarse como guía cuando se aborde un nuevo estudio de evaluación de impacto acústico de parques marinos de turbinas eólicas. Con este nuevo Proyecto se pretende extender los resultados, la metodología y el conocimiento alcanzados con las investigaciones previas al estudio de la propagación de ruido por las turbinas eólicas al medio marino subacuático, con vistas a determinar su impacto sobre la pesca y los mamíferos marinos.

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PROYECTOS INVESTIGACIÓN 2013

PROYECTO Nº1

1. DATOS DEL PROYECTO

Título: Estrategias para renovación energética de edificios sociales residenciales en Gijón Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Mª Manuela Prieto González Tfno: 985 18 21 15 E-mail: [email protected] Otros investigadores: Inés Suárez Ramón; Francisco Javier Fernández Empresas o instituciones colaboradoras. Centro Residencial y C.A.I. de Cabueñes.

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación, interés y objetivos del proyecto: 2.1 INTERÉS DEL PROYECTO Y BENEFICIOS Este proyecto encaja dentro de los intereses de la nueva Directiva Europea publicada muy recientemente 14/11/2012, Directiva 2012/27/UE, que tiene por objeto la mejora energética de edificios residenciales existentes y que pone especial interés en los edificios públicos (ver antecedentes que sustentan el proyecto en el punto siguiente). El proyecto que se solicita sería aplicado preferentemente al área de Gijón y es el inicio de otros similares que han de desarrollarse para cumplir la Directiva. El equipo solicitante ha comenzado el estudio de un edificio residencial Centro Residencial Y CAI de Cabueñes, a instancias del personal encargado de dicho edificio. La aparición reciente de la Directiva señala que ésta es una línea de trabajo muy novedosa y de indudable interés tanto técnico como para los centros residenciales sociales ubicados en el área de Gijón. El contenido práctico es también demostrado, ya que se ha mostrado interés y se tienen datos del Centro Residencial antes mencionado.

2.2 ANTECEDENTES QUE SUSTENTAN EL PROYECTO

La mejora de la eficiencia energética es uno de los pilares fundamentales en el avance hacia la competitividad

de los países más industrializados. En el caso de la Unión Europea, actualmente crece el interés por la mejora

de la eficiencia energética que se ha manifestado en diferentes Directivas. La Directiva Europea 2009/28/UE

planteaba unos objetivos generales de aumento de la eficiencia energética de un 20%; cubrir con renovables

el 20% del consumo final de energía y reducir las emisiones en un 20%. La Directiva 2010/30/UE, afecta muy

directamente a los edificios e incorpora el concepto de edificios de consumo de energía casi nulo, establece

requisitos mínimos en la certificación energética de edificios y tiene apartados relacionados con el

procedimiento de certificación.

Recientemente, 14/11/2012, La Directiva 2012/27/UE modifica las dos anteriores y afecta muy directamente

a la renovación energética de edificios públicos. De ésta última Directiva se exponen a continuación partes

de los artículos que afectan al interés y objetivos del presente proyecto: En cuanto a la renovación de edificios, los Estados miembros establecerán estrategias a largo plazo para movilizar inversiones en la renovación del parque nacional de edificios residenciales y comerciales, tanto públicos como privados. Dicha estrategia comprenderá: a) un panorama del parque inmobiliario nacional; b) una definición de enfoques rentables de renovación en relación con el tipo de edifico y de la zona climática; c) políticas y medidas destinadas a estimular renovaciones exhaustivas y rentables de los edificios, entre ellas renovaciones profundas por fases; d) una perspectiva de futuro destinada a orientar las decisiones de inversión de las personas, la industria de la construcción y las entidades financieras; e) Un cálculo fundado en datos reales, del ahorro de energía y de los beneficios que se esperan obtener”.

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Por lo que respecta a la función ejemplarizante de los edificios de los organismos públicos en cada uno de los Estados miembros se asegurará de que, a partir del 1 de enero de 2014, el 3 % de la superficie total de los edificios con calefacción y/o sistema de refrigeración que tenga en propiedad y ocupe su Administración central se renueve cada año, de manera que cumpla al menos los requisitos de rendimiento energético mínimos que haya fijado en aplicación de la Directiva 2010/31/UE. Finalmente, sobre adquisición por organismos públicos, se dice que los Estados miembros garantizarán que las Administraciones centrales adquieran solamente productos, servicios y edificios que tengan un alto rendimiento energético, en la medida en que ello sea coherente con la rentabilidad, la viabilidad económica, la sostenibilidad en un sentido más amplio, la idoneidad técnica, así como una competencia suficiente. También se motiva a que se involucre a los organismos a escala regional y local: teniendo debidamente en cuenta sus respectivas competencias y estructura administrativa, a que sigan el ejemplo de sus Administraciones centrales para adquirir solamente productos, servicios y edificios que tengan un alto rendimiento energético.”

2.3 OBJETIVOS Por todo lo anterior se propone el presente proyecto, que tiene como objetivo general la definición de un procedimiento de evaluación y análisis de opciones para la mejora energética de edificios públicos residenciales-sociales existentes en el área de Gijón. Con ello, se pretende mejorar el conocimiento energético de los edificios residenciales sociales, definiendo así un panorama local de estos edificios. Respecto a las mejoras a introducir hay que tener en cuenta tanto la climatología como los usos y particularidades de cada edificio. Teniendo esto en cuenta se pretende dar pautas orientadores a la definición de la mejor inversión y su pauta posible en el tiempo. El objetivo final del proyecto es establecer una metodología para modelar, gestionar, medir y reducir las emisiones de carbono de los edificios existentes y de sus sistemas instalados. La jerarquía de las intervenciones de reducción de consumos energéticos se llevará a cabo sobre la base del conjunto de los datos y análisis costo / beneficio de amortización. Se pretende que el stock de edificios social residenciales alcancen también la cifra objetivo de reducción global del 20% en los costos de en comparación con las cifras existentes. 2.4 ESQUEMA DEL PLAN DE TRABAJO 1. Evaluación y Preparación Esta etapa comprende inventario inicial con el número de edificios a los que sería aplicable el proyecto y con las características de los mismos. Definición de encuestas para valuación del edificio/s y la identificación de las necesidades de los mismos (2 meses). 2. Encuestas y recopilación de información Esta etapa de trabajo abarca la realización de encuestas y recopilación de información e identificar las áreas potenciales y oportunidades de mejora (2 meses) 3. Modelado de información Esta etapa comprende la producción de la información de modelado principal de los diversos estudios y la recopilación de información en las fases y proporciona la base para las propuestas de mejora (3 meses) 4. Opciones de evaluación y análisis de retorno de la inversión Esta etapa podría tomar la información de la modelización y encuestas y utilizar esto para analizar la opción más rentable para la reducción energética, es decir, que con el menor costo de capital para el más rápido recuperación de la inversión (2 meses) 5. Documentación de la aplicación a un caso práctico (1 mes) Duración total y actividades a realizar

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Duración total: 10 meses en los que participaría el becario. Plan de divulgación de los resultados Divulgación en conferencias IUTA (Desayunos Tecnológicos) y congresos a nivel nacional (Congreso Nacional de Termodinámica) e internacional (de acuerdo con los resultados) Congresos Internacionales de Sostenibilidad

3. MEMORIA ECONÓMICA PROYECTO Nº1 Gastos:

Personal Fungible Inventariable Otros Gastos TOTAL GASTOS

4.500€ (1 beca 6 meses) 4500€

Ingresos:

Entidades/Empresas financiadoras

Personal Fungible Inventariable Otros Gastos

TOTAL INGRESOS

4. AYUDA SOLICITADA AL AYTO. DE GIJÓN

Personal Fungible Inventariable Otros Gastos TOTAL

4.500€ (1 beca 6 meses) 4500€

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1ª FASE: Evaluación y Preparación (2 meses becario) 2ª FASE: Encuestas y recopilación de información (2 meses becario). La actividad dura 4 meses 3ª FASE: Modelado de información (3meses becario). La actividad dura 4 meses 4ª FASE: Opciones de evaluación y análisis de retorno de la inversión (2 meses becario) 5ª FASE: Documentación de la aplicación a un caso práctico (1 mes becario)

CRONOGRAMA ORIENTATIVO PROYECTO DE INVESTIGACIÓN Nº1

Estrategias para renovación energética de edificios sociales residenciales en Gijón

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPT. OCT. NOV. DIC.

1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

4ª FASE

5ª FASE

Tiempo de beca subvencionada por el Ayto. de

Gijón (

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ANEXOS: CARTAS DE APOYO DE LAS ENTIDADES COLABORADORAS

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PROYECTO Nº2


Título: Visualización del Sistema de Transporte Urbano de Gijón (VISTUG) Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Ignacio Díaz Blanco Tfno: 985 18 26 63; E-mail: [email protected] Otros investigadores: Abel A. Cuadrado Vega Antonio Robles Álvarez Francisco Javier García Fernández Daniel Pérez López

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación, interés y objetivos del proyecto: El proyecto que se propone en esta solicitud, plantea el desarrollo de una aplicación de técnicas de Visual Analytics basadas en la combinación de análisis de datos inteligente (IDA) y visualización de datos para extraer conocimiento útil del estado de la red de autobuses municipal de Gijón a partir de los datos abiertos puestos a disposición por el Ayuntamiento de Gijón en http://datos.gijon.es. La idea del proyecto parte de la apreciación por parte de nuestro grupo de investigación de la calidad y detalle de la información disponible en los servicios de http://datos.gijon.es, que incluyen información geolocalizada de todos los autobuses en tiempo real, así como de las paradas y trayectos. Aunque se han hecho con anterioridad excelentes aplicaciones que se basan en el uso de esta información, haciéndola disponible al ciudadano en dispositivos móviles y también vía web, no incorporan mecanismos que permitan analizar la información más allá, limitándose a presentar al usuario de forma eficiente la información tal cual. Sin embargo, la disponibilidad de información espacial y temporal de todos los autobuses, líneas y paradas sugiere un extraordinario potencial de estos datos (más allá de su representación directa en una aplicación web o en un dispositivo móvil) para extraer conocimiento, tanto de la calidad de servicio como de los factores que influyen en la misma. Este proyecto tiene como objetivos desarrollar una aplicación que permita supervisar el sistema de transporte urbano de Gijón, y explorar las posibilidades de aplicación de técnicas de visualización y de análisis de datos inteligentes (IDA, intelligent data analysis) para presentar la información de forma novedosa, en la que el uso de visualizaciones alternativas, en combinación con algoritmos de análisis de los datos (generando, por ejemplo, índices de calidad del servicio, o detectando deficiencias en el mismo) permita descubrir patrones o modelos de comportamiento en el servicio de transportes. Los beneficios potenciales para el Ayuntamiento de Gijón de un sistema que combine visualización y análisis de datos para la supervisión del sistema de transporte urbano son inmediatos. A continuación se citan algunos:

La posibilidad de disponer de forma visual y en tiempo real de estadísticas e índices de calidad del servicio (ej. tiempos medios de espera, frecuencias reales, tiempos de trayecto), permite detectar e identificar a tiempo las deficiencias en el servicio así como dar soluciones específicas al conocer el problema con más detalle.

La disponibilidad de un conocimiento más preciso sobre el funcionamiento del servicio de transportes puede suponer una ayuda esencial para la toma de decisiones en cuanto al servicio (ejemplo, cambio en los recorridos de una línea)

La disponibilidad de unos pocos índices específicos que resuman el comportamiento del sistema permite también su análisis a largo plazo, facilitando el estudio de la influencia de parámetros socioeconómicos. Esto facilitaría el análisis de la influencia de estacionalidades, fiestas, eventos, periodos vacacionales, etc. en la calidad del servicio.

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La flota de autobuses recubre toda la ciudad y los autobuses que la integran pueden ser considerados como sensores de tráfico. La disponibilidad en tiempo real de sus coordenadas GPS y de sus velocidades (que pueden calcularse a partir de las posiciones), podrían permitir estimar la velocidad promedio de circulación en cada punto de la ciudad y trazar un mapa (tipo heat map) que describa en tiempo real (cada 10-15 min) la fluidez del tráfico en cada zona, lo que sería de utilidad en otros departamentos como en tráfico o incluso para los ciudadanos, que podrían consultar el estado del tráfico en tiempo real. Esta idea se explorará durante el proyecto.

Duración total y actividades a realizar FASE 1. Estudios preliminares. En esta fase se realizará un estudio detallado de los datos y la documentación disponible en los servicios web de datos.gijón.es, incluyendo estructura y campos disponibles de los datos, formatos de las llamadas a los servicios, etc. Asimismo, se hará un estudio del estado de la técnica en cuanto a la caracterización de los sistemas de transporte urbano. FASE 2. Extracción de datos. Esta fase incluirá la realización de scripts que permitan la obtención de los datos disponibles en los servicios web de datos.gijón.es. Esta fase incluirá además las labores de obtención, organización de los datos, filtrado y eliminación de datos erróneos y normalización. FASE 3. Prototipado de algoritmos de análisis inteligente. En esta fase se analizarán los datos disponibles en herramientas como Matlab y Python. Se explorarán los datos disponibles y se explorará la posibilidad de aplicar algoritmos inteligentes que permitan extraer información útil de los datos. En esta fase se estudiará también la elaboración de índices de calidad del servicio, que permitan caracterizar el sistema de transporte mediante un conjunto reducido de parámetros que tengan sentido para el usuario. FASE 4. Programación de los algoritmos online. Utilizando los métodos de captura de los datos de la fase 2 y los algoritmos e índices de la fase 3, se programará una aplicación o servicio web que capture los datos y aplique los algoritmos decididos en la fase 3 de forma continua o bajo demanda, produciendo como resultado información específica (patrones detectados, índices de calidad servicio). FASE 5 Programación de la interfaz. En esta fase, se elaborará una interfaz de visualización interactiva que represente de forma intuitiva en el tiempo y en el espacio los resultados del análisis y el resto de la información extraída sobre el servicio. Se explorará la posibilidad de crear una versión reducida, disponible vía web, para consulta de los ciudadanos, que les permita conocer de primera mano información útil (estadísticas de funcionamiento, etc.). FASE 6. Puesta a punto y mejora. En esta fase se analizará el funcionamiento de la aplicación de forma sostenida y su usabilidad. Se recopilará información por parte de usuarios y se realizarán cambios que permitan mejorar la usabilidad de la herramienta y el carácter intuitivo de la información presentada. Se evaluarán en esta fase otras posibilidades de mejora como el uso de interfaces táctiles. Plan de divulgación de los resultados Se plantea divulgar los resultados por las siguientes vías: Informe de actividades. Al final del proyecto se realizará un informe con las actividades realizadas las técnicas empleadas y los resultados, que se entregará al IUTA. Publicación en congreso y/o revista. Asimismo, se plantea la posibilidad de publicar los resultados más relevantes alcanzados durante el proyecto, en un congreso o revista especializada, con mención del IUTA como entidad financiadora. Publicación en la página web del grupo. Finalmente, los resultados, un breve resumen del proyecto y, si procede, un enlace a una aplicación web para su uso en tiempo real, serán publicados con mención del IUTA en la página web del grupo http://gsdpi.dieecs.com. (indicando, además, las actividades divulgativas realizadas en proyectos anteriores subvencionados por el IUTA)

http://gsdpi.dieecs.com/

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Este es el primer proyecto subvencionado por el IUTA que se solicita..



3.000€ (1 beca 4 meses) 300€ 3.000€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS



3.000€ (1 beca 4 meses) 3.000€

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Visualización del Sistema de Transporte Urbano de Gijón (VISTUG)

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ANEXOS: CARTAS DE APOYO DE LAS ENTIDADES COLABORADORAS

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PROYECTO Nº3


Título: Biosensor electromagnético de PSA (Prostate-Specific Antigen) Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Montserrat Rivas Ardisana Tfno: 985 18 23 89 E-mail: [email protected] Otros investigadores: José Ángel García Díaz, José Carlos Martínez García, Rosario Díaz Crespo, Laura Elbaile Viñuales, Francisco J. Carrizo Medina Empresas o instituciones colaboradoras. Varias empresas ubicadas en Gijón y Llanera apoyan este proyecto: Biozell Diagnóstico Molecular S.L., DISMED S.A., DropSens S.L. y la Fundación Prodintec. Dado el carácter multidisciplinar del proyecto, el asesoramiento del personal especializado de Dismed y Biozell, en materia de procesos/reactivos bioquímicos, es imprescindible. Su colaboración en la identificación de problemas biomédicos a resolver, tipos de marcadores o targets susceptibles de ser marcados cuya detección en bajas concentraciones supone un reto en la actualidad, es un complemento esencial del proyecto. Prodintec y DropSens poseen años de experiencia en el campo de la instrumentación, y muy particularmente de biosensores, lo que hace que sean EPOs especialmente interesantes para este proyecto.

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación del proyecto. Desde el año 2009 nuestro grupo de investigación está desarrollando un proyecto dedicado a la detección y cuantificación de marcadores tumorales. Dicha investigación consiste en el marcaje selectivo de células HeLa mediante nanopartículas magnéticas (NPM), y la consiguiente separación y detección magnéticas de dichas células mediante campo magnético (ver http://goo.gl/8fCG8). Parte de las investigaciones fueron realizadas, en el desarrollo de su tesis doctoral, por un estudiante becado por el IUTA durante los años 2011 y el año 2012 (D. Lago Cachón). En el proyecto mencionado se ha trabajado con marcadores tumorales “de laboratorio”, obteniéndose resultados muy prometedores (véase el apartado de las actividades divulgativas realizadas en proyectos anteriores), a la vez que se adquiría el conocimiento multidisciplinar necesario. En este nuevo proyecto está previsto detectar y cuantificar un marcador tumoral concreto, el Antígeno Prostático Específico (PSA, Prostate-Specific Antigen). La concentración de este marcador en sangre se eleva cuando el paciente desarrolla tumor de próstata, o enfermedades similares. Es de destacar que el 70% de los pacientes diagnosticados con cáncer de próstata mediante métodos convencionales ya presentan metástasis, mientras que únicamente el 3% de los pacientes diagnosticados usando el marcador tumoral presentan dichos agravamientos al haberse podido detectar la enfermedad anticipadamente1 La idea central del proyecto actual es el desarrollo de un sensor de detección electromagnética combinando un elemento sensor metálico (no necesariamente magnético, lo que se espera que redunde en una simplificación y reducción del coste considerables) con una estructura de flujo lateral (tiras reactivas del mismo tipo que los tests de embarazo). El objetivo es la obtención de un sensor de PSA asequible y rápido, que pueda estar disponible en los laboratorios más cercanos al paciente (p. ej. en cada centro de salud) sin suponer un gran coste económico. Esta investigación estará subvencionada por un proyecto de investigación del Plan Nacional del Ministerio de Economía y Competitividad MAT2012-33405, con lo que se asegura de medios materiales al becario para el

1Screening for prostate cancer: U.S. Preventive Services Task Force recommendation statement. Ann. Intern. Med. Aug 5 2008; 149(3):

185-91.

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desarrollo de su formación e investigación. Dismed S.A. y Biozell Diagnóstico Molecular S.L. son empresas radicadas en Gijón para las cuales tanto el marcaje selectivo, como la detección cuantitativa de alta sensibilidad de entidades biológicas son aspectos de enorme interés por cuanto podrían permitir la mejora de procesos e incluso el desarrollo de productos altamente competitivos. Ambos procedimientos podrían aplicarse en futuros proyectos a otros materiales biológicos, como virus, bacterias o ADN. La Fundación Prodintec (Gijón) y DropSens S.L. (Llanera) han manifestado su interés por la generación y comercialización de productos dirigidos al diagnóstico de patologías mediante biosensores. Todo ello nos lleva a plantearnos la posibilidad de generar en el futuro una patente al alcanzarse los resultados de investigación previstos. Duración total y actividades a realizar La duración estimada del proyecto es de 12 meses, durante los cuales el becario realizará las siguientes actividades: 1. Experimentación orientada a la determinación de los parámetros de mayor influencia en la interacción material sensor–nanopartículas magnéticas. 2. Optimización de la sensibilidad del sensor. 3. Caracterización del sensor con muestras biológicas. Plan de divulgación de los resultados Al tratarse de una investigación interdisciplinaria, consideramos que la divulgación de resultados debe tener dos niveles. Un nivel especializado científico-técnico y otro nivel más general donde se pueda captar la atención de posibles colaboradores y/o usuarios de la tecnología desarrollada. Para ello se realizarán las siguientes actividades divulgativas:

Participación en congresos especializados.

Publicaciones en revistas científicas de alto impacto.

Alojamiento de la información generada en repositorios on-line de acceso abierto.

Desayunos tecnológicos del IUTA-PCTG y otras jornadas divulgativas.

Diseminación de los resultados en Internet y medios de comunicación generales.

Nuestro grupo ha disfrutado en ocasiones anteriores de subvenciones del IUTA, cuyos resultados se divulgaron como se describe a continuación. Proyecto año 2012: Detección y separación de células cancerígenas mediante nanoestructuras magnéticas. Publicaciones científicas:

o D. Lago-Cachón et al., Biased Giant Magnetoimpedance and Switching Field Distribution Curves in Co70Fe5Si15B10Nanocrystalline Ribbons, J. Alloy Compd, Volume 536, Suplement 1 pp. S312-S314 (2012). http://goo.gl/2HC46

Participación en congresos especializados:

o D. Lago-Cachón et al., Specific magnetic cell separation using receptor-mediated iron oxide nanoparticles. NanoSpain 2012. http://goo.gl/FnHbz

Otras:

o D. Lago-Cachón, Nanopartículas magnéticas, Desayunos tecnológicos sobre Tecnología y Salud IUTA 2012. http://goo.gl/v8sRW

o II Jornadas doctorales de la Universidad de Oviedo. http://goo.gl/ZMGRI Proyecto año 2011: Detección y separación de células cancerígenas mediante nanoestructuras magnéticas. Participación en congresos especializados:

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o D.Lago Cachón et al. International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanoestructured Materials, ISMANAM 2011 (Gijón) http://goo.gl/UpsuO

o J.A. García et al., XXXIII Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física (Santander) http://goo.gl/mlv2A

Publicaciones científicas:

o M. Rivas et al., Hard–soft magnetic ribbons with biased hysteresis curves, J. Non Crys. Sol. 357 (2011) 3351–3356, doi:10.1016/j.jnoncrysol.2011.05.033

o M. Rivas et al., Temperature dependence of biased hysteresis loops in hard-soft nanocrystalline Co-based ribbons, J. Non Crys. Sol. 358 (2012) 310–315, doi:10.1016/j.jnoncrysol.2011.09.035

Otras:

o M. Rivas, Nuevos materiales magnéticos para sensores. Jornada IUTA de Sensorización y Monitorización 2011.

o Entrevista a José Ángel García Díaz, en La Nueva España. http://goo.gl/jnVWL o Conferencia en el Centro de Biofísica Médica, Santiago de Cuba 2011. http://goo.gl/CF5EV o V Congreso Universidad y Desarrollo, Cádiz 2011.

Proyecto año 2010: Sensor magnetoelástico para la medida estática de esfuerzos en el eje de cola de los buques. Presentación en Congresos especializados

o 14th International Conference on Liquid and Amorphous Metals (Roma, 2010). o 10th International Workshop of Non-Crystalline Solids (Barcelona, 2010). o International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanoestructured Materials, ISMANAM 2011

(Gijón) http://goo.gl/xeuJ0 Publicaciones científicas

o J.A. García et al., Magnetic characterization of Fe-Al-B amorphous ribbons obtained by the melt spinning technique doi: http://dx.doi.org/10.1051/epjconf/20111503003

o P. Bobes-Limenes et al.,Inverse Wiedemann effect in Fe-Al alloys for torque sensing applications, Sensors and Actuators AVolume 180, pp 45-48 (2012). http://goo.gl/AhKBY

Otras:

o M. Rivas, Nuevos materiales magnéticos: nuevas aplicaciones para la industria. Desayunos Tecnológicos IUTA 2010. http://goo.gl/4aNaU



3.750€ (1 beca 5 meses) 3.300€ 7.500€ 4.100€ 18.650€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS

MAT2012-33405 3.300€ 7.500€ 4.100€ 14.900€



3.750€ (1 beca 5 meses) 3.750€

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CRONOGRAMA PROYECTO DE INVESTIGACIÓN Nº3

Biosensor electromagnético de psa (prostate-specific antigen)


1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

1ª FASE: Experimentación orientada a la determinación de los parámetros de mayor influencia en la interacción material sensor – nanopartículas magnéticas. 2ª FASE: Optimización de la sensibilidad del sensor. 3ª FASE: Caracterización del sensor con muestras biológicas.

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ANEXOS: CARTAS DE APOYO DE ENTIDADES COLABORADORAS

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PROYECTO Nº4


Título: Estudio de la influencia de los tratamientos de Shot Peening y Severe Shot Peening en la infecciones bacteriológicas en la aleación biocompatible Ti6Al4V. Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Inés Fernández Pariente Tfno: 985181992 E-mail: [email protected] Otros investigadores: Mario Guagliano, Sara Bagherifard (Politecnico di Milano) Empresas o instituciones colaboradoras. En el municipio de Gijón, existen empresas dedicadas al sector de prótesis quirúrgicas realizadas con materiales metálicos biocompatibles. Tras hablar con dos de estas empresas, ambas consideran muy interesante el trabajo a desarrollar en el proyecto que planteamos, puesto que tratar de minimizar las infecciones en pacientes implantados, es un tema de gran interés para la sociedad y el sistema sanitario general, y en particular para dichas empresas, pues esta investigación contribuiría a mejorar la calidad de sus productos desde el punto de vista infeccioso y del comportamiento mecánico, lo que repercute directamente en la calidad de vida del paciente. Se adjuntan cartas de apoyo de las dos empresas, donde manifiestan el interés que les suscita la investigación relacionada con el estudio de las infecciones bacterianas en material biocompatible con el que fabrican parte de sus prótesis. Dichas empresas son MBA Incorporado S.L., situada en el Parque Tecnológico, y la empresa ACUÑA Y FOMBONA S.A., ubicada en Marqués de Casa Valdés, 103-105, ambas ellas en el municipio de Gijón.

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación, interés y objetivos del proyecto: El aumento continuado de la esperanza de vida gracias a la gran disminución de la mortalidad en los últimos decenios, principalmente en los países más desarrollados, tiene importantes consecuencias sanitarias y sociales. La tendencia actual hacia el envejecimiento de la sociedad es clara. Esta afirmación está suficientemente respaldada por los innumerables estudios realizados por Naciones Unidas, por la Comisión Europea y por un buen número de instituciones y universidades de reconocido prestigio a lo largo de los últimos años. Las intervenciones para colocar prótesis son frecuentes y el progresivo envejecimiento de la población hace prever que el uso de esta técnica aumentará de forma exponencial en los próximos años. Sin duda, la edad es un factor clave en el deterioro de las articulaciones y la artrosis es una enfermedad relacionada con el paso de los años. En este escenario, el dolor y la limitación funcional son los dos principales motivos para sustituir una articulación dañada por una prótesis. La mayor complicación potencial de una prótesis es la infección. Puede ocurrir justo en la zona de la herida o en profundidad alrededor de la prótesis, durante el ingreso en el hospital o una vez el paciente se halla en su casa, e incluso años después de la intervención. Las infecciones superficiales de la herida se tratan con antibióticos, mientras que las infecciones profundas requieren tratamiento quirúrgico e incluso la retirada de la prótesis. El problema de la infección es que puede suponer un riesgo vital para el paciente y que, además, no permite el recambio protésico inmediato. Es decir, no se debe retirar una prótesis infectada y colocar otra. Hay que esperar a que la infección cure. Las infecciones en el hueso (osteomielitis) curan muy mal y además durante el tiempo que el paciente no puede hacer vida normal sufre atrofia y reabsorción ósea. Otro inconveniente de la retirada de prótesis es que ésta conlleva a la eliminación de mucha parte del hueso, lo que hace más difícil que el siguiente implante sobreviva muchos años. Dada la relevancia de las infecciones en prótesis, parece interesante realizar estudios que puedan contribuir a minimizar dichas infecciones. Diversos autores han realizado investigaciones en este campo en distintos materiales biológicos [1-6], no habiendo llegado aún a una conclusión que permita conocer con claridad cuál es o cuales son los motivos que favorecen la adhesión bacteriana en la superficie de las prótesis implantadas.

mailto:[email protected]

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A lo largo del tiempo fueron varios los materiales utilizados para conformar prótesis o implantes, tales como el acero inoxidable, las aleaciones de Co-Cr, el Niobio o el Tantalo. Sin embargo, la tendencia actual es utilizar el Titanio puro comercial (CP; commercial pure) o materiales con base titanio en aplicaciones biomédicas, ya que el titanio ofrece buenas propiedades y un alto nivel de biocompatibilidad. Desde el punto de vista biomédico, precisamente esta característica es una de las más importantes, junto con la resistencia a la corrosión, y la bio-adhesión (crecimiento de hueso y tejido). Además presenta buenas propiedades mecánicas, buena resistencia a fatiga y buena maquinabilidad, lo que facilita su conformado. En la actualidad existe diversos tipos de prótesis y material de fijación fabricados con materiales de base Ti, como por ejemplo placas para huesos (bone plate), tornillos, prótesis de cadera, válvulas cardiacas, así como utensilios de fijación utilizados en el campo de los implantes dentales. Durante los últimos 30 años, se han desarrollado nuevas aleaciones de base Ti, utilizando elementos de aleación biocompatibles, como el Niobio, Tantalo, Zirconio y Molibdeno, pero a pesar de los nuevos desarrollos siguen existiendo problemas de infecciones. La aleación más utilizada es la Ti6Al4V. De todos los trabajos realizados en el campo de las infecciones en prótesis e implantes, no parece que los investigadores se hayan puesto de acuerdo sobre las causas específicas que favorecen la proliferación de bacterias que desencadenan la infección. Muchos de ellos apuntan al tamaño de grano como factor influyente, mientras que otros ven la rugosidad superficial de las prótesis como el factor más relevante. Otro grupo de autores apuestan por factores electroquímicos, sin llegar todos ellos a un acuerdo o conclusión unificada. Por este motivo, la idea de este proyecto es estudiar cómo afecta a la proliferación bacteriana la rugosidad superficial, la dimensión del grano (tamaño estándar frente a nanocristales), el grado de reactividad a nivel electroquímico y la función de trabajo, en una aleación de titanio Ti6Al4V, muy utilizada en la fabricación de prótesis. Para ello se someterán distintas muestras de dicho material a tratamientos de shot peening, convencionales y de altas energías (Sever Shot Peening (SSP)), que además de mejorar las propiedades mecánicas del material (dureza, resistencia a fatiga, resistencia al desgaste…), modifica los parámetros anteriormente citados, objeto de estudio. Tras caracterizar las propiedades de las muestras para cada uno de los tratamientos, se realizarán pruebas de adhesión bacteriana con la intención de ver cuál de ellos minimiza dicha proliferación, o lo que es lo mismo, cuál de ellos minimiza el riesgo de infección. En función de los resultados se evaluará cuál de las propiedades es la más influyente en la deposición de bacterias sobre las superficies de las prótesis, lo que permitirá tenerla en cuenta en el diseño y producción de futuras prótesis. De esta investigación pueden extraerse resultados importantes y muy beneficiosos para la sociedad, el sistema sanitario general, y en particular para las empresas del sector biomédico, en concreto para las dos ubicadas en Gijón que apoyan este trabajo, pues esta investigación contribuiría a mejorar la calidad de sus productos desde el punto de vista mecánico e infeccioso, lo que a su vez repercute directamente en la calidad de vida del paciente. El plan de actuación, la justificación y descripción de los ensayos a realizar se detalla en el siguiente aparatado. BIGLIOGRAFÍA [1] D.Gorth, T.Webster, J.Derda, J.Champaigne, “Decreased Bacteria Functions on Shot Peened Titanium”. [2] J.Esteban, D.Molina-Manso, I.Spiliopoulo, J.Cordero-Ampuero, R.Fernández-Roblas, A.Foka, E.Gómez-Barrena, “Biofilm development by clinical isolates of Staphylococcus”, Acta Orthopaedica 2010; 81 (6):674-679 [3] L.Zhao, S.Mei, P.K.Chu, Y.Zhang, Z.Wu, “The influence of hierarchical hybrid micro/nano-textured titanium surface with titania nanotubes on osteoblast functions, Biomaterials 31 (2010) 5072-5082 [4] A.Vikram Singh, V.Vyas, R.Patil, V.Sharma et all; “Quantitative Characterization of the Influence of the Nanoscale Morphology of Nanostructured Surfaces on Bacterial Adhesion and Biofilm Formation”, September 2011, volume 6, issue 9; e25029. [5] B.Yu, A.Lesiuk, E.Davis, R.T.Irvin, D.Y.Li, “Surface Nanocrystallization for Bacterial Control”, Langmuir 2010, 26(13); 10930-10934. [6] Jl WeiPing, HANG Pei, ZHAO ChangLi, JIANG Yao et all; “Increased osteoblast adhesion on nanophase Ti6Al4V, Chinese Science Bulletin-June 2008, vol53-1757-1752

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Duración total y actividades a realizar Tras realizar una revisión bibliográfica en el tema de los materiales biocompatibles más utilizados en la fabricación de prótesis y la adhesión bacteriana que se produce sobre ellos tras ser implantados, encontramos que son cuatro los factores principales a los que se les atribuye el mayor o menor nivel de proliferación de las bacterias. Estos factores son la rugosidad superficial de las prótesis, el grado de reactividad a nivel electroquímico con el medio que las rodea, la función de trabajo, relacionada con las fuerzas de atracción o repulsión , y la dimensión del grano, encontrándose diferencias entre las prótesis con dimensiones de grano estándar y las formadas por nanocristales en superficie. Teniendo en cuenta que todas estas propiedades se ven afectadas por la aplicación de tratamientos superficiales, en este trabajo se realizarán tratamientos de shot peening convencionales (SPC) y tratamientos de shot peening severos (SPS), que implican mayores coberturas, o lo que es lo mismo, comunican al material mayores cantidades de energía, con la intención de conseguir nanocristales en su superficie[1-7], modificando a su vez el resto de las propiedades citadas con respecto al tratamiento convencional. El shot peening es un tratamiento superficial que consiste en el lanzamiento de proyectiles esféricos contra superficies metálicas. El impacto de las bolas genera un endurecimiento superficial en el material, al mismo tiempo que introduce un campo de tensiones residuales de compresión, debido a que la capa inmediatamente inferior a la más superficial, deformada elásticamente, intenta recuperar su posición siendo ello impedido por la capa superior deformada plásticamente. Ambos efectos, de por sí son capaces de mejorar el comportamiento a fatiga, y desgaste de componentes mecánicos, entre otras propiedades. Además este tratamiento aumenta la rugosidad superficial, altera las condiciones de reactividad electroquímica y la función de trabajo, y usando altas energías, se consiguen estructuras nanocristalinas en una fina capa superficial. Todos estos parámetros pueden influir en la proliferación bacteriana de prótesis, y serán objeto de estudio. En este trabajo se someterán 8 series de 7 probetas a diferentes tratamientos de shot peening, convencionales (SPC) y de altas energías (SPS), con el fin de obtener una capa de nanocristales en la superficie. Cuatro series serán tratadas con proyectiles de 0.2mm de diámetro, dos de ellas con cobertura de 100% (SPC) y otras dos con cobertura de 5000% (SPS). Una serie de cada tratamiento será posteriormente sometida a un tratamiento de recocido con el fin de aumentar su estabilidad microestructural tras los tratamientos de SP. Otras cuatro series serán tratadas con proyectiles de 0.7mm de diámetro, dos de ellas con cobertura de 100% (SPC) y otras dos con cobertura de 5000% (SPS). Una serie de cada tratamiento será posteriormente sometida a un tratamiento de recocido con el fin de aumentar su estabilidad microestructural tras los tratamientos de SP. En la tabla 1 se resumen los parámetros utilizados en el tratamiento de cada una de las series.

Tras caracterizar los tratamientos de shot peening, se tratarán las diferentes series. En todas ellas se medirá la rugosidad superficial, el perfil de microdureza a lo largo de la sección, el nivel de tensiones residuales y

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FWHM (en superficie y en profundidad) mediante difracción de rayos X, y se estimará el tamaño del grano a partir de estos datos de difracción mediante la ecuación de Scherrer. Además se realizará una observación microestructural mediante microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía electrónica de trasmisión (TEM) que nos permitirá conocer el tamaño de los granos. Para conocer el grado de reactividad a nivel electroquímico con el medio que las rodea, se realizarán ensayos de polarización para representar la curva de polarización electrodinámica. Se medirá además la función de trabajo. El plan de trabajo será desarrollado en un periodo de 11 meses (considerando el mes de agosto no laborable), según el siguiente programa:

a. Caracterización del tratamiento de shot peening con proyectiles de 0.2 mm de diámetro y tratamientos de 4 series de probetas (1 mes)

b. Caracterización del tratamiento de shot peening con proyectiles de 0.7 mm de diámetro y tratamientos de 4 series de probetas (1 mes) (Tras realizar los tratamientos, parte de las muestras de cada serie serán enviadas para realizar los ensayos biológicos)

c. Medidas de rugosidad, perfiles de microdureza, y medida mediante difracción de rayos X de tensiones residuales y FWHM (parámetro directamente relacionado con el endurecimiento superficial) en superficie y en profundidad. Para ellos se irá eliminando material mediante pulido electrolítico. Estimación del tamaño de grano a partir de los datos de difracción y la ecuación de Scherrer. (3 meses)

d. Preparación metalográfica para una observación de las muestras mediante microscopía óptica y microscopía electrónica (SEM Y TEM). (3 meses)

e. Realización de las curvas de polarización electrodinámica de cada una de las series y medida de la función de trabajo. (1 mes)

f. Análisis de todos los resultados, preparación de algún artículo para congresos y revistas internacionales con índice de impacto. (2 meses)

BIGLIOGRAFÍA [1] X. Y. Mao, D. Y. Li, F. Fang, R. S. Tan, J. Q. Jiang, “Can severe plastic deformation alone generate a nanocrystalline structure?”, Philosophical Magazine Letters, 90: 5, 349 — 360 [2] Yoshikazu Todaka, Minoru Umemoto and Koichi Tsuchiya, “Comparison of Nanocrystalline Surface Layer in Steels Formed by Air Blast and Ultrasonic Shot Peening”, Materials Transactions, Vol. 45, No. 2 (2004) pp. 376 to 379 [3] L. Huang, J. Lu, M. Troyon, “Nanomechanical properties of nanostructured titanium prepared by SMAT”, Surface & Coatings Technology 201 (2006) 208–213 [4] Minoru Umemoto, Yoshikazu Todaka and Koichi Tsuchiya, “Formation of Nanocrystalline Structure in Steels by Air Blast Shot Peening”, Materials Transactions, Vol. 44, No. 7 (2003) pp. 1488 to 1493 [5] Young-Ki Ko, Won-Beom Lee, Chang-Woo Lee, Sehoon Yoo, “Nanocrystallized steel surface by micro-shot peening for catalyst-free carbon nanotube growth”, Materials Research Bulletin 45 (2010) 343–347. [6] Minoru Umemoto, “Nanocrystallization of Steels by Severe Plastic Deformation”, Materials Transactions, Vol. 44, No. 10 (2003) pp. 1900 to 1911 [7] K. Lu, J. Lu, “Nanostructured surface layer on metallic materials induced by surface mechanical attrition treatment”, Materials Science and Engineering A 375–377 (2004) 38–45 Plan de divulgación de los resultados Los resultados derivados de esta investigación serán publicados en congresos nacionales e internacionales, así como en revistas internacionales con índice de impacto recogidas en la Isi Web of Knowledge. Además de todo esto, se pretenden realizar reuniones con las empresas del sector de prótesis con el fin de acercarles los resultados de este trabajo, esperando puedan contribuir a la mejoría de sus productos.

3. MEMORIA ECONÓMICA PROYECTO Nº4

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Gastos: Personal Fungible Inventariable Otros Gastos TOTAL GASTOS

3.750€ (1 beca 5 meses) 1.530,19€ 18.272,4€ 23.552,59€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS

Recursos de Departamento

1.530,19€ 18.272,4€ 19.802,59€



3.750€ (1 beca 5 meses) 3.750€


Estudio de la influencia de los tratamientos de shot peening y severe shot peening en la infecciones bacteriológicas en la aleación biocompatible ti6al4v


1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

4ª FASE

5ª FASE

6ª FASE

Tiempo de beca subvencionada por el Ayto. de Gijón

1ª FASE: Caracterización del tratamiento de shot peening con proyectiles de 0.2 mm de diámetro y tratamientos de 4 series de probetas 2ª FASE: Caracterización del tratamiento de shot peening con proyectiles de 0.7 mm de diámetro y tratamientos de 4 series de probetas 3ª FASE: Medidas de rugosidad, perfiles de microdureza, y medida mediante difracción de rayos X de tensiones residuales y FWHM (parámetro directamente relacionado con el endurecimiento superficial) en superficie y en profundidad. Para ellos se irá eliminando material mediante pulido electrolítico. Estimación del tamaño de grano a partir de los datos de difracción y la ecuación de Scherrer. 4ª FASE:. Preparación metalográfica para una observación de las muestras mediante microscopía óptica y microscopía electrónica (SEM Y TEM) 5ª FASE: Realización de las curvas de polarización electrodinámica de cada una de las series y medida de la función de trabajo. 6ª FASE: Análisis de todos los resultados, preparación de algún artículo para congresos y revistas internacionales con índice de impacto.

NOTA: De concederse la beca, comenzaríamos con las actividades en el mes de enero, dejando libre el mes de agosto.


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PROYECTO Nº5


Título: Seguimiento radiográfico de resultados en cirugía protésica de cadera y rodilla Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Rafael Pedro García Díaz Tfno: 985 18 21 44 / 650 23 53 40 E-mail: [email protected] Otros investigadores: Pedro Ignacio Álvarez Peñín (Miembro del IUTA) Antonio Murcia Mazón (Jefe Servicio COT, Hospital de Cabueñes). Catedrático de Traumatología Universidad de Oviedo. Empresas o instituciones colaboradoras.

Servicio COT (Cirugía Ortopédica y Traumatología) del Hospital de Cabueñes, Gijón.

Su interés es muy alto. Colaborará activamente en la formulación de los trabajos y en la valoración clínica de los resultados. Se realizará un seguimiento radiográfico pre y post operatorio de cirugías de cadera y rodilla realizadas en el Hospital de Cabueñes para valorar gráficamente sus resultados.

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación, interés y objetivos del proyecto:

El grupo de investigación GIworks ha desarrollado diversos proyectos de investigación en el campo de la simulación quirúrgica en estrecha colaboración con el Hospital de Cabueñes.

Entre ellos:

- El proyecto nacional PROFIT CIT-300100-2007-1 “Sistema inteligente de planificación y navegación quirúrgica mediante el tratamiento virtual de estructuras óseas anatómicas”.

- Proyecto Regional Estratégico PEST08-09, “Desarrollo de herramientas y metodologías para un proceso integral de diseño, fabricación y validación biomecánica de implantes a medida.

- El Proyecto de Investigación Regional Concertada FICYT PC-10-24) “ATC-SIDIVAR. Sistema Digital de Valoración de Resultados en Artroplastias Totales de Cadera (ATC)”.

El equipo investigador está formado por ingenieros adscritos al IUTA así como por personal contratado y becarios adscritos a estos proyectos.

Este tipo de proyectos no contempla la contratación de personal becario y actualmente 1 ingeniero participa en las investigaciones.

Con el fin de ir formando gente en el área de conocimiento de los gráficos informáticos y su aplicación a la medicina, para que posteriormente se puedan incorporar a trabajos de este tipo, se solicita la ayuda para 1 becario en formación. La alta especialización requerida, tanto en programación de aplicaciones informáticas de visualización y análisis grafico como en las técnicas de planificación quirúrgica requieren unos periodos de formación elevados.

La tecnología a utilizar en este tipo de aplicaciones es compleja, requiriendo sólidos conocimientos de programación C++, gráficos OpenGL, librerías de visualización científica VTK, ITK, adquisición de imagen DCMTK, servidores de información y bases de datos, páginas web, trabajo colaborativo, etc.

Se pretende que los becarios profundicen en estas técnicas y sirvan de apoyo al resto de miembros del grupo investigador.

Se trata de un proyecto multidisciplinar muy imbricado en el municipio gijonés (IUTA, Hospital de Cabueñes) y enfocado a mejorar la calidad asistencial de la sanidad.

El apoyo obtenido en estos últimos años ha permitido que se realizaran numerosas planificaciones quirúrgicas para el servicio de Cirugía y Traumatología del Hospital de Cabueñes.

Existen grandes variaciones a la hora de valorar los resultados obtenidos en las cirugías protésicas. Esto es debido a que no existen procedimientos estándar tanto para el seguimiento de las operaciones quirúrgicas

mailto:[email protected]

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como para su valoración posterior. Es imprescindible profundizar en el estudio y la búsqueda de consenso para racionalizar y optimizar el empleo de las prótesis totales de cadera.

La creación y desarrollo de nuevos implantes exige una investigación experimental y clínica minuciosa, que demuestre su eficacia e inocuidad, y toda una serie de normas que regulen su fabricación, comercialización y empleo. La comprobación de su comportamiento se puede hacer mediante varios métodos. Al desarrollo por parte de la Comunidad Europea y de las instancias internacionales de ensayos de laboratorio pre clínicos cabe añadir, como elementos de vigilancia, ensayos clínicos de segundo nivel, pre-comercialización, que permitan identificar posibles problemas, como el desgaste o el aflojamiento, mediante técnicas más o menos sofisticadas, como los estudios estereométricos, y estudios clínicos post-comercialización, estrechamente controlados, en centros selectos otros que los de los diseñadores o promotores de los implantes en cuestión. Todo este conjunto de cosas ha hecho imprescindible marcar una forma de actuar que asegure la utilización clínica de estos implantes a la luz de los conocimientos de los que se dispone hoy día.

La estabilidad primaria de las prótesis es clave para evitar posteriores micro-movimientos de la misma dentro de su encaje óseo (lo cual dificultaría la osteointegración del implante y terminaría por comprometerlo a medio plazo). Para conseguir dicha estabilidad primaria se ha de buscar el mejor encaje posible de la prótesis en la cavidad medular (press-fit), tratando de que el implante rellene lo mejor posible el hueco practicado en el canal medular del hueso. Similarmente, también es deseable que la forma del implante se ajuste lo mejor posible a la forma de la cavidad medular que lo acoge (form-fit).

Si se mejora el ajuste y relleno de la prótesis, no sólo se mejora la estabilidad primaria del implante sino que se facilita la osteointegración, y con ella el reparto más uniforme de las cargas soportadas por el vástago hacia el resto del hueso conservado. Todo ello contribuye a evitar el fenómeno conocido como stress-shielding, por el cual las zonas óseas que no están en contacto directo con el hueso pueden deteriorarse progresivamente por un reparto irregular de las cargas. Este fenómeno es ampliamente estudiado (Glassman, Petersen, Ellison, Hnat…) por cuanto va íntimamente ligado al aflojamiento de la prótesis y el fracaso final de la misma.

El sistema será una herramienta muy valiosa para la valoración de los resultados, tanto a nivel clínico, como para los fabricantes y distribuidores de los diferentes tipos de implantes. El proyecto tiene además un elevado impacto social que permitirá mejorar la calidad de vida de los pacientes y a través de la valoración de resultados tomar las medidas adecuadas en la elección de los implantes. Esto último puede dar lugar a una mejor organización y a la larga en una reducción de costes.

El objetivo principal del proyecto es disponer de una herramienta informática que permita la evaluación del ajuste y relleno de la prótesis empleando las radiografías digitales pre y postoperatorias de pacientes reales.

Como objetivos secundarios:

1. Mejora de las herramientas gráficas informáticas para la valoración radiográfica.

2. Realizar un análisis de los datos acumulados que permita una valoración de los resultados y permita mejorar el sistema de salud. Análisis de diferentes modelos de prótesis.

3. Seguir fomentando la colaboración entre grupos interdisciplinares de médicos e ingenieros. 4. Colaborar con empresas regionales punteras en el ámbito de la investigación biomédica.

Duración total y actividades a realizar

12 meses. Además de la formación recibida colaborarán en el diseño las aplicaciones informáticas y la elaboración de informes de planificaciones quirúrgicas.

La formación, además de programación gráfica en C++, se completará con utilización de programas de ingeniería como SolidWorks, RapidForms y Mimics.

El plan de trabajo propuesto para los 12 meses se divide en dos hitos (1. Aplicación piloto y 2. Rediseño de la aplicación). Las tareas en las que colaborarán el becario solicitado están marcadas con un *.

Hito nº 1. Aplicación piloto. 6 meses.

Tarea 1.1. Diseño del programa de valoración gráfica de radiografías. *

Tarea 1.2. Programación de los protocolos de análisis. *

Tarea 1.3. Creación de la base de datos. *

Tarea 1.4. Análisis de resultados. *

Tarea 1.5. Integración con el sistema de planificación. *

Tarea 1.6. Coordinación Técnica de la aplicación.

Hito nº 2. Rediseño de la aplicación. 6 meses

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Tarea 2.1. Validación del programa de valoración radiográfica. *

Tarea 2.2. Validación y rediseño de los protocolos de análisis. *

Tarea 2.3. Valoración de resultados.

Tarea 2.4. Prospectiva y coordinación en hospitales.

Tarea 2.5. Coordinación Técnica de la aplicación. Plan de divulgación de los resultados

Los resultados obtenidos por el grupo de investigación serán presentados en los congresos de la especialidad. En el congreso de la SECCA (Sociedad Española de la Cirugía de Cadera) que se celebrará en junio del 2013 en Madrid, en la SECOT (Sociedad Española de Cirugía Ortopédica y Traumatología) en octubre de 2013 en Barcelona, y en la SPOT (Sociedad Portuguesa de Ortopedia y Traumatología) en noviembre de 2013 en el Algarve.

Además se tiene previsto participar en jornadas de divulgación como las que organiza el IUTA.

Se ofertará un curso de verano de la Universidad en el campo de la “Ingeniería y Medicina”.



3.750€ (1 beca 5 meses) 3.750€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS

4. AYUDA SOLICITADA AL AYTO. DE GIJÓN Personal Fungible Inventariable Otros Gastos TOTAL

3.750€ (1 beca 5 meses) 3.750€

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1ª FASE: Diseño del programa de valoración gráfica de radiografías.

2ª FASE: Programación de los protocolos de análisis.

3ª FASE: Creación de la base de datos.

4ª FASE: Análisis de resultados.

5ª FASE: Integración con el sistema de planificación.

6ª FASE: Valoración clínica de resultados.

CRONOGRAMA ORIENTATIVO PROYECTO DE INVESTIGACIÓN Nº5 1 becario media jornada

Seguimiento radiográfico de resultados en cirugía protésica de cadera y rodilla


1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

4ª FASE

5ª FASE

6ª FASE


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PROYECTO Nº6


Título: Análisis de los bancos de alimentos y propuesta de mejoras en su gestión Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Jorge Coque Martínez y Pilar L. González Torre Tfno: 98518-2108 / 985-1995 E-mail: [email protected] / [email protected] Otros investigadores: Adenso Díaz Fernández Empresas o instituciones colaboradoras. Las entidades que se relacionan en la tabla 1 han manifestado mediante sendas cartas su interés expreso en colaborar en el presente proyecto de investigación aplicada. Dichas cartas se adjuntan en ANEXOS. Tabla 1: Entidades colaboradoras en la presente propuesta de proyecto de investigación

Nombre de la entidad

Municipio donde está

ubicada

Grado de

interés Contenido de la colaboración Observaciones

Banco de Alimentos de Asturias (BAA)

Lugones Muy alto

Como se indica más abajo, el BAA ya ha colaborado en fases previas de este proyecto. En la que se propone ahora, y entre otras acciones, facilitará contactos con entidades destinatarias de alimentos que forman parte de su cadena logística y colaborará en la coordinación del trabajo.

Aunque el BAA no se localiza en Gijón, una gran parte de sus actividades se concentran en este municipio, donde mantiene relación intensa con empresas, entidades no lucrativas y administraciones públicas, entre las que destacan la Universidad y el Ayuntamiento.

Cocina Económica – Asociación Gijonesa de Caridad

Gijón Alto Entidades destinatarias de alimentos del BAA. Serán entrevistadas en profundidad para analizar problemas de gestión de la cadena logística de la que forman parte y proponer mejoras. Como se explica más adelante, el proyecto ha sido enfocado desde una óptica de investigación participativa: las entidades investigadas son sujetos de la investigación. Al final de la misma, asistirán a una jornada de discusión sobre los resultados provisionales para validarlos o modificarlos, a la vez que se concreta cómo dichos resultados podrán ser aplicados en cada una de ellas.

Asociación Comisión Católica Española de Migración (ACCEM)

Gijón Alto En ambos casos, se trata de entidades sin ánimo de lucro con sede central en Madrid pero que mantienen delegaciones en Asturias en los municipios indicados en la segunda columna de este cuadro.

Agencia Adventista para el Desarrollo y Recursos Asistenciales (ADRA)

Oviedo Alto

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2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO 2.1. Justificación, interés y objetivos del proyecto: 2.1.1. INTRODUCCIÓN La crisis global actual afecta directamente a los países industrializados y de forma más indirecta y grave a los países pobres, que a sus carencias de siempre suman ahora drásticos recortes de los fondos de cooperación para el desarrollo. “A nivel mundial, al menos seis de cada diez personas tienen alguna privación ambiental y cuatro de cada diez, dos o más. Estas son más graves entre los pobres multidimensionales. Entre ellos, más de nueve de cada diez tienen al menos una: casi 90% no usa combustibles modernos para cocinar, 80% carece de saneamiento adecuado y 35% no tiene agua potable” (PNUD, 2011: 50). En España las cifras son alarmantes: el 21,8% de la población estaba en 2011 en riesgo de pobreza, con unos ingresos anuales inferiores a 7.533 euros, lo que supone un notable aumento respecto a 2010 (20,7%; umbral de pobreza de 7.800 euros). Este incremento se ha concentrado especialmente en los hogares con sustentadores principales jóvenes y en los hogares con menores; por edades, la mayor tasa de riesgo de pobreza corresponde a los menores de 16 años (INE, 2011). El comportamiento del mercado de trabajo en 2011 y años anteriores se caracterizó por la prolongación de la senda de destrucción de empleo, por lo que no resulta extraño que la pobreza en España sea una de las más elevadas de la Unión Europea, con un promedio de 16,4% en 2010 en la UE-21 (la tasa española solo era superada por Rumanía y Letonia -próximas al 23%-, duplicaba las cifras de Holanda -10,3%- y superaba ampliamente a Francia o los países nórdicos -con valores en torno al 13%) (FOESSA y Cáritas Española, 2012). Recuperando la perspectiva mundial, una de las consecuencias evidentes de este panorama es que 925 millones de personas corren riesgo de desnutrición y que la población de 2050 (estimada en unos 9.000 millones de habitantes, desde los 7.000 actuales) requeriría un incremento del 70% en el abastecimiento de alimentos (FAO, 2011). En paralelo a ese panorama de necesidades insatisfechas en España y resto del mundo, cerca de un tercio de los alimentos que se producen cada año para el consumo humano (unos 1.300 millones de toneladas) se pierden o desperdician. El problema del desperdicio de alimentos se acentúa en los países industrializados, donde, en la mayoría de los casos, es originado tanto por los minoristas como por los consumidores, que arrojan alimentos perfectamente comestibles a la basura. A modo de comparación, el desperdicio per cápita entre los consumidores es de 95-179 kilogramos anuales en Europa y Norteamérica, mientras que en África subsahariana, Asia meridional y Sudeste asiático estas cifras descienden a 6-11 kilogramos. En Europa hasta el 50% de los alimentos sanos se transformarían en residuos a lo largo de la cadena agroalimentaria (FAO, 2011). Los desperdicios de alimentos se componen de una gran diversidad de productos alimenticios en todos sus estados: crudos, cocinados, precocinados, etc., incluyendo además alimentos desperdiciados antes, durante y después de la preparación de comidas en el hogar, así como los alimentos desechados en el proceso de fabricación, distribución, servicios y venta al por menor. Los bancos de alimentos son organizaciones sin ánimo de lucro basadas en el voluntariado cuyo objetivo es recuperar excedentes alimenticios y redistribuirlos entre las personas necesitadas (FESBAL, 2012). Desarrollan sus actividades a través de distintas áreas. Por un lado, programas dirigidos a la búsqueda y captación de alimentos procedentes de excedentes y donaciones, para su posterior distribución entre las organizaciones necesitadas y entidades sociales benéficas o asistenciales. Por otro lado, labores de concienciación y sensibilización contra el despilfarro y las desigualdades sociales mediante la captación de voluntariado y recogida de alimentos. Los bancos no se encargan de la entrega directa de la comida a la población necesitada, sino de distribuirla entre instituciones de ayuda social y caritativa, que a su vez son quienes tienen contacto directo con los colectivos más desfavorecidos de la sociedad (FESBAL, 2012). La Federación Europea de Bancos de Alimentos (FEBA), con sede en París, vio la luz en 1986. Actualmente está formada por 240 bancos repartidos en 21 países europeos. Facilita anualmente 359.960 toneladas de alimentos, por valor de 992 millones de euros, y los distribuye a 4,9 millones personas mediante 27.660 organizaciones (FEBA, 2012). En 1996, tras haberse fundado un banco de alimentos en cada una de las provincias españolas, todos ellos constituyeron la Federación Española de Bancos de Alimentos (FESBAL), actualmente formada por cincuenta y dos bancos de alimentos, que coordina sus actividades y facilita las relaciones con los organismos de la administración pública central e internacional así como con otras entidades no lucrativas y con empresas que proveen alimentos excedentes o que aportan otras ayudas en su

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sector de competencia. Siguiendo las directrices de la FEBA, todos los bancos de alimentos integrados en la FESBAL son organizaciones sin ánimo de lucro con un carácter independiente y autónomo. El evidente valor añadido que significan los bancos de alimentos ha sido recientemente reconocido al serles otorgado el premio Príncipe de Asturias a la Concordia de 2012, lo que anima a continuar una línea de trabajos de investigación académicos con fines sociales que habíamos comenzado mucho antes de dicha concesión.

Figura 1: La cadena logística de los bancos de alimentos

Abordando el estudio de los bancos de alimentos desde el punto de vista de la cadena logística en la que se integran, cada banco depende de sus “proveedores” (las empresas donantes) que condicionan qué parte de la demanda de sus “clientes” (entidades receptoras que, a su vez, entregan los alimentos a las personas beneficiarias) puede satisfacerse (Figura 1). Entre las empresas que colaboran con los bancos de FESBAL se encuentran industrias productoras de alimentos, distribuidoras, grandes superficies, mayoristas, almacenistas, comerciantes, industrias de transporte, industrias de construcción, entidades financieras, empresas de publicidad y de comunicación (periódicos, radio TV y medios electrónicos). A las anteriores deben añadirse instituciones públicas y diversas organizaciones nacionales e internacionales. Por su lado, las entidades receptoras son normalmente ONG sin ánimo de lucro de diverso tipo que incluyen las cocinas económicas, los albergues de personas sin techo, las casas de acogida para mujeres maltratadas, las asociaciones de ayuda a inmigrantes y un largo etcétera.

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2.1.2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN Como se ha indicado, esta investigación se enmarca dentro de un proyecto1 más amplio en el cual se pretende estudiar en profundidad los distintos eslabones que integran la cadena logística de la que forman parte los bancos de alimentos españoles, descrita en los párrafos anteriores. Este proyecto de más envergadura no es nuevo. El equipo de docentes-investigadores del mismo lleva trabajando años en el campo de la gestión logística, tanto en labores docentes como investigadoras2, y más concretamente, en el último año se ha iniciado una línea de investigación sobre la cadena logística de los bancos de alimentos. Asimismo, uno de los miembros del equipo cuenta con experiencia docente y de investigación en el campo de la economía social en general y en el de las entidades sin ánimo de lucro en particular3. De forma más general, debe destacarse asimismo que dicho equipo pertenece a uno de los grupos de investigación consolidados de la Universidad de Oviedo bajo la denominación Análisis y Toma de Decisiones Empresariales, habiendo sido evaluado muy positivamente por la ANEP en 2010 con una puntuación de 46 sobre 50. El primer subproyecto que se llevó a cabo consistió en el análisis del caso del Banco de Alimentos de Asturias. Dada la cercanía de dicho banco, esta fase de la investigación permitió conocer de primera mano su funcionamiento, para posteriormente diseñar la metodología de investigación cuantitativa actualmente en marcha (dedicada a generalizar los resultados obtenidos hasta ese momento al resto de bancos de alimentos españoles) y para organizar una segunda fase cualitativa para la cual se solicita esta beca de colaboración. El trabajo realizado hasta hace pocos meses fue presentado en el VII Congreso RULESCOOP, celebrado en Valencia y Castellón en septiembre de este año (Coque, González y Torres, 2012). Como toda investigación académica con pretensión de rigor, esta finalizó haciendo explícitas sus principales limitaciones y, por tanto, que sugiriendo algunos futuros desarrollos. En primer lugar, la metodología cualitativa permitió explorar una realidad inicialmente desconocida pero presenta carencias de generalización de los datos recolectados, lo que ha requerido, en primera instancia, una investigación transversal cuantitativa dirigida al conjunto de los bancos de alimentos españoles ampliando el enfoque aplicado hasta aquí hacia un método híbrido (Molina Azorín et al., 2012); esa fase de la investigación estaba prevista desde un principio y, en el momento de cerrar el presente texto, está siendo ejecutada. En segundo lugar, el estudio empírico se centró en el Banco de Alimentos de Asturias, excluyendo contactos directos con las organizaciones con las que se relaciona aguas arriba y aguas abajo, lo que, manteniendo el carácter cualitativo de la investigación, hubiera facilitado una visión más completa y profunda del sistema logístico que tiene su centro en el banco, incluyendo opiniones de representantes del resto de agentes involucrados; en esta línea de trabajo es en la que se centra el proyecto de investigación que ahora se propone al IUTA, que se dirige en particular a las entidades beneficiarias del Banco de Alimentos de Asturias (véase parte inferior de la figura 1). Todo ello mantiene la finalidad principal de la investigación: detectar la problemática actual de aumento del desperdicio de alimentos masivo, así como la pobreza cada vez más acentuada en esta época de crisis, e identificar y analizar en detalle el papel que adquieren los bancos de alimentos como alternativa a esa doble problemática, para finalmente plantear unas propuestas de mejora que faciliten el aumento de los servicios proporcionados por estas entidades así como su rendimiento. 2.1.3. METODOLOGÍA Este trabajo ha optado por un enfoque cualitativo. Tal elección se fundamenta en que los objetivos propuestos en esta fase no son abordables si no es con lógica inductiva, esto es, mediante la acumulación de casos al conocimiento general. La contingente, heterogénea y dinámica realidad de las entidades beneficiarias de los bancos de alimentos, aguas abajo de sus cadenas logísticas, exige una visión abierta y flexible, en la que encaja mejor esta perspectiva metodológica que un estudio transversal cuantitativo que hubiera simplificado y ocultado una parte importante de la realidad, dada la gran cantidad de aspectos no cuantificables y el escaso número de participantes. No se trata en este momento de alcanzar afirmaciones de carácter general y validez estadística (análisis extensivo) sino de profundizar en las circunstancias y las posturas de los principales agentes involucrados (significación estructural o análisis comprensivo). Es, además, un trabajo exploratorio

1 Dicho estudio forma parte del proyecto Nuevos retos en el diseño de redes logísticas eficientes: entornos de riesgo y de logística

inversa, financiado por el Plan Nacional de I+D+I (2009‐ subprograma DPI) bajo el código DPI2010‐16201. 2Veáse, como ejemplo, Díaz Fernández, González Torre y González Torre (2010) o González‐Torre, Álvarez, Sarkis y

Adenso‐Díaz (2010). 3 Véase, a modo de ejemplo, Coque (2005) o Álvarez y Coque (2005).

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acerca de un tema sobre el que no existe mucha base teórica previa, y menos en el ámbito de la Organización de Empresas. En suma, el método propuesto parece el más adecuado porque las cuestiones de investigación están más relacionadas con el cómo y el porqué de ciertos acontecimientos, y porque se intenta contribuir al conocimiento de fenómenos individuales, organizacionales, sociales y de grupo, y de otros fenómenos relacionados (Yin, 2009). La subjetividad de los datos (esencialmente, opiniones de personas entrevistadas) será contrastada mediante varios instrumentos aplicados de forma secuencial, lo que garantiza tanto la validez externa como la validez interna y la fiabilidad (Gibbert et al., 2008). La validez externa se alcanzará mediante saturación de la información al considerarse válidas las consideraciones que se vayan acumulando en la mayoría de las entrevistas. Se trata, en definitiva, de un estudio comparativo de casos (Gupta y Guillén (2008). La validez interna se asegurará a través de dos contrastes secuenciales. En el primero, cada miembro del equipo de investigadores universitarios elaborará un mapa de categorías por separado con base en las transcripciones de las entrevistas, todas las cuales serán grabadas, mapa que posteriormente se discutirá con relación a los de sus compañeros hasta alcanzar visiones consensuadas que irán siendo incorporadas al borrador de informe; los mapas de categorías responderán a estudios de los datos desde el enfoque del análisis de contenidos (Bardin, 1996; Rubio y Varas, 2004). El segundo contraste consistirá en una jornada taller a realizar en el mes de junio de 2013, donde se convocará a las personas entrevistadas, lo que permitirá revisar a fondo un primer borrador de informe, modificar algunas de sus consideraciones y validar el resto; esta fase incide en el hecho de que el enfoque cualitativo será aplicado con una lógica de investigación-acción participativa, esto es, construyendo la verdad conjuntamente con los protagonistas de los procesos concretos y evitando la tradicional distancia entre modelo teórico y realidad de beneficiarios pasivos, entre investigadores e investigados (Fals Borda, 1993); el objetivo es tanto comprender mejor a estas organizaciones instituciones como suscitar el análisis en ellas y plantear con las mismas cómo aplicar en cada una las propuestas de mejora de gestión que suscite el proyecto4. Finalmente, el trabajo poseerá también fiabilidad gracias a la construcción previa de un marco teórico tentativo, que aportará los contenidos concretos y la estructura al guión de las entrevistas, a la grabación y transcripción de dichas entrevistas y, en general, a la sistematización de toda la información que se recoja y al seguimiento de un protocolo riguroso durante la totalidad del proceso55. Para más detalle, véase en el cronograma de esta memoria el desglose por tareas y fases organizadas mediante un cronograma. 2.1.4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ÁLVAREZ GONZÁLEZ, L.I.; J. COQUE MARTÍNEZ (2005): “¿Se gestionan profesionalmente las organizaciones no lucrativas? Estudio de su orientación al mercado en la comarca de Avilés”, Revista Internacional de Ciencias Sociales Y Humanidades (SOCIOTAM), XV(2), pp. 19-41. BARDIN, L. (1996): El análisis de contenido. Madrid: Akal. COQUE MARTÍNEZ, J. (2005): Compartir soluciones: las cooperativas como factor de desarrollo en zonas desfavorecidas. Comité Económico y Social (CES), Madrid. COQUE MARTÍNEZ, J.; P.L. GONZÁLEZ TORRE; C. TORRES VALDAVIDA (2012): “Los bancos de alimentos: Estudio de un caso en España”, VII Congreso RULESCOOP (Red Universitaria Eurolatinoamericana en Estudios Cooperativos y de Economía Social), Economía social: identidad, desafíos y estrategias, Valencia y Castellón, 5-7 septiembre. DÍAZ FERNÁNDEZ, A.; P.L. GONZÁLEZ TORRE; B.A. GONZÁLEZ TORRE (2010): “Análisis y tendencias en la investigación en el área de logística inversa”, Cuadernos Aragoneses de Economía, vol. 20, no.1-2, pp.35- 60. FALS BORDA, O. (1993): “La investigación participativa y la intervención social” Documentación Social. 92, pp. 9- 21.

4 Existe mucha experiencia de aplicación de la investigación‐acción participativa a modelos autogestionarios urbanos, caso de las

fábricas familiares de ladrillo en Holanda (Lammerink, 1995) o el cooperativismo industrial de trabajo asociado de Mondragón (Greenwood et al., 1993). 5 Pueden encontrarse múltiples referencias orientativas sobre cómo organizar este tipo de protocolos. Véase, por ejemplo, un trabajo

con óptica similar realizado con cooperativas almazareras giennenses (Hernández, 2001) y en un estudio múltiple de casos de

ciberempresarios en Cataluña (Serarols‐Tarrés, 2006).

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FAO (2011): Food Loss Reduction Strategy. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Roma. FEBA (2012): www.eurofuudbank.org (última consulta: 27 de noviembre). FESBAL (2012): www.fesbal.org (última consulta: 27 de noviembre). FOESSA y Cáritas Española (2012): Exclusión y desarrollo social. FOESSA y Cáritas Española, Madrid. GIBBERT, M., RUIGROK, W. y WICKI, B. (2008): “What passes as a rigorous case study?”, Strategic Management Journal, nº 29, pp. 1465-1474. GONZÁLEZ-TORRE, P.; M. ALVAREZ; J. SARKIS; B. ADENSO-DÍAZ (2010): “Barriers to the implementations of environmentally oriented reverse logistics: evidence from the automotive industry sector”, British Journal of Management, vol. 21, no.4, pp. 889-904. GREENWOOD, D.; WHYTE, J.W.F.; HARKAVY, I. (1993): “Participatory Action Research as a Process and as a Goal”. Human Relations. 46(2), p. 175-192, 1993. GUPTA, A.; GUILLÉN, M.F. (2008): Developing, Testing, and Validating Theory with Comparative Case Studies. The Wharton School, mimeo. HERNÁNDEZ, M.J. (2001): Base social de las sociedades cooperativas almazareras. Análisis cualitativo. Jaén: Caja Rural de Jaén. INE (2011): Encuesta de Condiciones de Vida. Instituto Nacional de Estadística, Madrid. LAMMERINK, M.P. (1995): Aprendiendo juntos. Vivencias en Investigación Participativa. Managua: Vanguardia. MOLINA AZORÍN, J.F., LÓPEZ GAMERO, M.D., PEREIRA MOLINER, J., PERTUSA ORTEGA, E.M. Y TARÍ GUILLÓ, J.J. (2012): “Métodos híbridos de investigación y dirección de empresas: ventajas e implicaciones”, Cuadernos de Economía y Dirección de la Empresa, nº 15, pp. 55–62. PNUD (Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo) (2011): Informe sobre Desarrollo Humano 2011. Sostenibilidad y equidad: un mejor futuro para todos. Mundi-Prensa, Madrid. RUBIO, M.J.; VARAS, J. (2004): El análisis de la realidad en la intervención social. Métodos y técnicas de investigación. Madrid: CCS. SERAROLS-TARRÉS. C. (2006): “Hacia un modelo de creación de empresas en la economía del conocimiento”. Boletín ICE Económico. 2895, p. 33-52. YIN, R.K. (2009): Case study research: design and methods, SAGE Publications, California

2.2. Duración total y actividades a realizar Para cumplir los objetivos formulados más arriba se plantea la estrategia de trabajo (estructurada por fases e indicando aquéllas donde el/la becario/a colaborará más directamente) que esquematiza la tabla 2.

Tabla 2: Cronograma de la presente propuesta de proyecto de investigación [Descripción del contenido de estas 7 fases: página siguiente] 1ª FASE: revisión bibliográfica sobre logística y gestión de entidades no lucrativas.

2ª FASE: diseño de cuestionarios para entrevistas. [COLABORACIÓN DE BECARIO/A]

Duración total del proyecto: 10 meses

DIC. ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPT. OCT.

1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

4ª FASE

5ª FASE

6ª FASE

Tiempo de beca subvencionada por el

Ayuntamiento de Gijón (6 meses)

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3ª FASE: entrevistas en profundidad a una muestra de entidades sin ánimo de lucro beneficiarias del Banco de Alimentos de Asturias. [COLABORACIÓN DE BECARIO/A] 4ª FASE: elaboración de informe. [COLABORACIÓN DE BECARIO/A] 5ª FASE: una o más jornadas finales de trabajo con varias de las entidades entrevistadas para compartir con ellas las conclusiones preliminares de la investigación, validarlas o, en su caso, modificarlas, a la vez que discute cómo aplicar en las mismas las conclusiones prescriptivas del proyecto. [COLABORACIÓN DE BECARIO/A] 6ª FASE: divulgación de resultados tanto en el ámbito académico (contribuciones en congresos y artículos; página web de la EPIG) como en el sector de entidades colaboradoras entrevistadas (página web del Banco de Alimentos de Asturias y otros bancos de alimentos españoles; espacio RSE de las páginas web de las empresas entrevistadas). OBSERVACIÓN: en este cronograma se ha excluido agosto, mes de vacaciones tanto para la universidad como para muchas de las organizaciones colaboradoras del proyecto. 2.3. Plan de divulgación de los resultados Véanse más arriba FASES 5ª y 6ª. En concreto, la 5ª incluirá al menos un seminario o jornada organizado por el IUTA al que se convocará a todos los agentes interesados (empresas donantes de alimentos o de servicios al Banco de Alimentos de Asturias, entidades sin ánimo de lucro beneficiarias del Banco de Alimentos de Asturias, centros universitarios colaboradores con el Banco de Alimentos de Asturias, etc.). En ese sentido, puede destacarse la experiencia de los investigadores responsables de la presente propuesta en la organización con el IUTA de varios eventos con características similares: − Jornada EMPRENDER DESDE LA UNIVERSIDAD: LAS SPIN-OFF ACADÉMICAS (noviembre de 2008). − Jornada RECUPERACIÓN DE EMPRESAS EN CRISIS (noviembre de 2009). − Café de Trabajo CENTRO PARA EL FOMENTO DEL EMPRENDIMIENTO EN EL CAMPUS DE GIJÓN (abril de 2010). 2.4. Relación de esta propuesta con el baremo del IUTA Puede concluirse que todo lo mencionado hasta aquí se relaciona directamente con los criterios de baremación establecidos por el IUTA: − Beneficios inmediatos potencialmente generables para el Municipio: dichos beneficios inmediatos pueden ser clave para mejorar la profesionalización de una parte muy importante del sector sin ánimo de lucro de Gijón. Esto debería mejorar la calidad de las actividades de estas organizaciones, y por ende permitir un uso más eficiente de las ayudas que a todas ellas presta el Ayuntamiento de Gijón en atención al carácter social de tales acciones, muchas de ellas subsidiarias de las de los servicios sociales municipales. − Contenido práctico de los resultados previstos: en la línea de lo indicado en el párrafo anterior, la situación actual de crisis socioeconómica, que genera, por un lado, el aumento de personas necesitadas de las cadenas logísticas de los bancos de alimentos y, por otro, el recorte de recursos públicos para apoyar a esas cadenas, exige aún más si cabe ahora una gestión eficiente de tales recursos sociales. Además, el enfoque participativo del proyecto facilitará la identificación de las entidades colaboradoras con sus resultados prescriptivos (las propuestas de mejora de gestión que se deriven de la investigación) y, por tanto, la aplicación de estos en dichas organizaciones. − Plan de divulgación posterior de los resultados de la investigación: coherentemente con los puntos anteriores, se propone un plan de divulgación, tanto entre el ámbito empresarial como en el sector sin ánimo de lucro y en el mundo académico (para más detalles véase apartado 2.3). − Novedad del proyecto: se trata, de hecho, de un tema muy insuficientemente trabajado hasta el presente en el ámbito académico, aun menos desde la disciplina de la Organización de Empresas, y en todo caso totalmente nuevo en el IUTA.

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− Relación frecuente de colaboración con el IUTA por parte de los investigadores involucrados: la propuesta procede de un equipo investigador de amplia trayectoria de colaboración en el IUTA. En ANEXO se adjunta una nutrida recopilación de publicaciones fruto de ayudas previas del IUTA para otros proyectos, en todas los cuales se hizo mención al Instituto.

3. MEMORIA ECONÓMICA PROYECTO Nº 6 Como puede verse en los cuadros siguientes, el equipo de investigación cuenta con financiación para material de oficina, divulgación de resultados y otros gastos gracias a partidas específicas del Departamento de Administración de Empresas de la Universidad de Oviedo y del proyecto DPI2010-16201 del Plan Nacional de I+D+i ya mencionado. Sin embargo, ninguna de ambas fuentes contempla la financiación de personal asistente para esta investigación, concepto en el que se materializa la presente petición de ayuda al IUTA.

Gastos:


3.750€ (1 beca 5 meses)

Material de oficina diverso: 500 euros

Viajes, inscripción en congresos y traducción de artículos para difusión académica de resultados: 3000 euros

7.250 €

Ingresos:



TOTAL INGRESOS

Dpto. de Admón. De Empresas de la Universidad de Oviedo

500 euros 1.000 euros

3.500 €

Proyecto MEC concedido al grupo de investigación

2.000 euros


3.750€ (1 beca 5 meses) 3.750€

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PROYECTO Nº7


Título: Desarrollo nuevos forjados mixtos industrializados elaborados mediante Hormigones Ligeros Estructurales (HLE) Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Juan José del Coz Díaz Tfno: 985182042 E-mail: [email protected] Otros investigadores: Alfonso Lozano Martínez-Luengas Empresas o instituciones colaboradoras. MODULTEC Modular Systems S.A. sita en el Polígono Industrial de Porceyo (Gijón), es una empresa que desarrolla proyectos de construcción y edificación industrializada, siguiendo un proceso de fabricación de edificios divididos en módulos autoportantes, que se ensamblan tanto horizontal como verticalmente hasta conformar una estructura concebida como un mecano, con los interiores totalmente equipados y terminados, y que se transporta hasta el terreno sobre el que se edificará. En todas estas estructuras, el uso de componentes estructurales de pared delgada resulta imprescindible, por lo que el interés del proyecto que se presenta es muy elevado. La colaboración de esta empresa estará dirigida hacia la recomendación de las secciones y solicitaciones que sus componentes deben ser capaces de soportar en servicio, y prestará asistencia técnica en el caso de tener que llevar a cabo ensayos de alguno de estos componentes. Por otro lado la empresa AST INGENIERIA S.L., ubicada en el Parque científico y Tecnológico de Gijón, es una sociedad de ingeniería, que centra su actividad en el desarrollo de proyectos mediante el uso de las tecnologías de simulación, con una clara orientación a la resolución de problemas industriales y la toma de decisiones de carácter marcadamente técnico, por lo que la participación en el presente proyecto se considera muy importante, al tener en cuenta fenómenos no lineales, de abolladura y pandeo que permitirán abordar el estudio de otros componentes más complejos con eficiencia. La colaboración con el presente proyecto se centrará en el asesoramiento y apoyo en todas las tareas de simulación que tengan que ser puestas en práctica para la consecución de los objetivos propuestos. Finalmente la empresa WEBER, perteneciente a Saint Gobain (Grupo Cristalería Española), posee una importante red de distribución de materiales de construcción en nuestra región, especialmente en las principales fábricas de prefabricados de hormigón. Nuestro grupo de investigación lleva colaborando con esta importante multinacional desde el año 2000, y en este proyecto esta empresa colaboraría estrechamente con el equipo investigador en la definición de las dosificaciones más apropiadas para conseguir la resistencia necesaria en los hormigones ligeros reforzados con fibras, así como en el suministro de los áridos ligeros necesarios para el ensayo y análisis en nuestros laboratorios de la EPI de Gijón.

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación, interés y objetivos del proyecto: El desarrollo de forjados elaborados mediante Hormigones Ligeros y productos metálicos de pared delgada es un campo de investigación que posee muchas potencialidades, pues permite la industrialización de la construcción, con la consiguiente disminución de accidentes laborales, una mayor productividad y eficiencia energética, con un control de calidad del producto acorde con las exigencias de los nuevos códigos de la construcción (CTE’s).

En esta línea de trabajo, en la cual el grupo solicitante ya lleva desarrollando productos durante varios años, el proyecto cuya financiación se solicita pretende profundizar en el conocimiento del comportamiento estructural de nuevos forjados mixtos constituidos por una sección metálica de pared delgada galvanizada (forjado perdido y armadura de tracción), así como un hormigón ligero que dota al elemento estructural de la resistencia a compresión. En este proyecto se abordarán dos aspectos fundamentales: desarrollo de modelos teóricos y su verificación experimental. La aplicación práctica de este estudio se centrará sobre dos productos

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básicos para las empresas que apoyan el proyecto: secciones metálicas de pared delgada galvanizada (Modultec y AST Ingeniería), y Hormigones Ligeros Estructurales (Weber y AST Ingeniería). Es preciso indicar que el equipo solicitante lleva trabajando más de 10 años en el estudio de hormigones ligeros, y desde el año 2000 ha colaborado en el análisis de elementos estructurales metálicos de pared delgada, tanto desde el punto de vista teórico como práctico. No obstante, resulta necesario profundizar en el conocimiento del comportamiento estructural de este tipo de forjados mixtos, que hagan frente a los desafíos que los nuevos productos y proyectos exigen en un ámbito fuertemente competitivo como el actual. Asimismo, resulta necesaria la validación de los modelos numéricos desarrollados y estudiar de un modo preciso la influencia de los diferentes parámetros (espesor, relaciones geométricas, composición del material empleado, solicitaciones, etc.) con el objeto de optimizar el producto y conocer sus limitaciones y comportamiento en servicio. Todos esos aspectos, unidos al interés claro de las empresas locales que patrocinan el estudio, nos han motivado para solicitar la financiación del presente proyecto. Duración total y actividades a realizar: La duración del proyecto será de un año, siendo las labores a realizar por el becario las que se indican a continuación:

1. Estudio de modelos de forjados mixtos elaborados mediante HLE. En este apartado el becario deberá de desarrollar y completar los modelos de elementos finitos y estudiar las variables del problema para su mejor comportamiento en servicio. Duración: dos meses.

2. Estudio de modelos optimizados de forjados mixtos para soportar niveles de carga comprendidos entre 4 y 5 KN/m2, con luces comprendidas entre 2 y 4 mts. de luz. Duración dos meses.

3. Estudio paramétrico de las variables influyentes en el comportamiento estructural de los forjados mixtos, tales como: espesor del perfil, relación anchura-altura, dimensiones del hormigón, etc. En este apartado el becario, con ayuda del resto del equipo investigador, deberá realizar el diseño de experimentos (DOE) que nos permita estudiar la influencia de cada parámetro en el comportamiento en servicio del componente estructural, con el fin de cubrir todos los casos posibles que se puedan producir en su vida útil. Duración: tres meses.

4. Estudio paramétrico de las variables influyentes en el comportamiento estructural de los forjados, tales como: espesor del perfil, geometría, dimensiones del tirante, etc. En este apartado el becario, con ayuda del resto del equipo investigador, deberá realizar el diseño de experimentos (DOE) que nos permita estudiar la influencia de cada parámetro en el comportamiento en servicio del componente estructural, con el fin de abarcar todos los casos posibles que se puedan producir en su vida útil. Duración: tres meses.

5. Validación experimental. En base a los ensayos previos realizados por las empresas, así como la bibliografía existente, se validarán los modelos numéricos desarrollados en el ámbito del presente proyecto de investigación. El becario colaborará en ambos apartados. Duración: un mes.

6. Informe final y estudio de la estandarización del producto en series de trabajo, para los casos más frecuentes. Duración: un mes. Plan de divulgación de los resultados: El plan de divulgación de resultados comprende: - Publicación en revistas internacionales indexadas - Asistencia a congresos - Publicación y divulgación en la página web del grupo (http://constru-9.edv.uniovi.es) - Posible patentabilidad de resultados En actividades de proyectos anteriores financiados con el IUTA, ya se han llevado a cabo la totalidad de las actividades que se indican:

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- Publicaciones en revistas indexadas, con mención expresa a las ayudas y proyectos concedidos

1) J.J. del Coz Díaz, F.P. Álvarez Rabanal, P.J. García Nieto, J. Roces-García, A. Alonso-Estébanez. Nonlinear buckling and failure analysis of a self-weighted metallic roof with and without skylights by FEM. Engineering Failure Analysis, Volume 26, August 2012, Pages 65-80

2) J.J. del Coz Díaz, M.A. Serrano López, C. López-Colina Pérez, F.P. Álvarez Rabanal. Effect of the vent hole geometry and welding on the static strength of galvanized RHS K-joints by FEM and DOE. Engineering Structures, Volume 41, March 2012, Pages 218-233

3) J.J. del Coz Díaz, P.J. García Nieto, F.P. Álvarez Rabanal, A. Lozano Martínez-Luengas. Optimization based on design of experiments (DOE) using finite element model (FEM) analysis applied to retrofitting the church of Baldornon, Spain. International Journal of Architectural Heritage, Volume 6, January 2012, Pages 436-451

4) J.J. del Coz Díaz, A. Lozano Martínez-Luengas, J.M. Adam, A. Martín Rodríguez. Non-linear hygrothermal failure analysis of an external clay brick wall by FEM – A case study. Construction and Building Materials, Volume 25, Issue 12, December 2011, Pages 4454–4464

5) J.J. del Coz Díaz, P.J. García Nieto, J.A. Vilán Vilán, J.L. Suárez Sierra. Non-linear analysis and calculation of the performance of a shelving protection system by FEM. Applied Mathematics and Computation, Volume 218, Issue 6, November 2011, Pages 2365–2376

6) J.J. del Coz Díaz, P.J. García Nieto, F.P. Álvarez Rabanal, A. Lozano Martínez-Luengas. Design and shape optimization of a new type of hollow concrete masonry block using the finite element method. Engineering Structures, Volume 33, Issue 1, January 2011, Pages 1-9

7) J.J. del Coz Díaz, F.P. Álvarez Rabanal, P.J. García Nieto, M.A. Serrano López. Sound transmission loss analysis through a multilayer lightweight concrete hollow brick wall by FEM and experimental validation. Building and Environment, Volume 45, Issue 11, November 2010, Pages 2373-2386

8) Juan José del Coz Díaz • Paulino José García Nieto • Alfonso Lozano Martínez-Luengas • María Placeres González Martínez. Analysis and thermal optimization of an ecological ventilated self-weighted wood panel for roofs by FVM. Meccanica. DOI 10.1007/s11012-009-9224-0

9) Juan José del Coz Díaz • Paulino José García Nieto • Felipe Pedro Álvarez Rabanal • José Luis Suárez Sierra. Optimization of an acoustic test chamber involving the fluid-structure interaction by FEM and experimental validation. Meccanica (2010) 45: 705–722

10) J.J. del Coz Díaz, P.J. García Nieto, A. Lozano Martínez-Luengas, J.L. Suárez Sierra . A study of the collapse of a WWII communications antenna using numerical simulations based on design of experiments by FEM. Engineering Structures, Volume 32, Issue 7, July 2010, Pages 1792-1800

11) J.J. del Coz Díaz, P.J. García Nieto, F.P. Álvarez Rabanal, A. Lozano Martínez-Luengas. Design and shape optimization of a new type of hollow concrete masonry block using the finite element method. Engineering Structures, Volume 33, Issue 1, January 2011, Pages 1-9

12) J.J. del Coz Díaz, F.P. Álvarez Rabanal, P.J. García Nieto, M.A. Serrano López. Sound transmission loss analysis through a multilayer lightweight concrete hollow brick wall by FEM and experimental validation. Building and Environment, Volume 45, Issue 11, November 2010, Pages 2373-2386

13) Juan José del Coz Díaz · Paulino José García Nieto · Alfonso Lozano Martínez-Luengas · María Placeres González Martínez. Analysis and thermal optimization of an ecological ventilated self-weighted wood panel for roofs by FVM. Meccanica. DOI 10.1007/s11012-009-9224-0

14) Juan José del Coz Díaz · Paulino José García Nieto · Felipe Pedro Álvarez Rabanal · José Luis Suárez Sierra. Optimization of an acoustic test chamber involving the fluid-structure interaction by FEM and experimental validation. Meccanica (2010) 45: 705–722

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15) J.J. del Coz Díaz, P.J. García Nieto, A. Lozano Martínez-Luengas, J.L. Suárez Sierra . A study of the collapse of a WWII communications antenna using numerical simulations based on design of experiments by FEM. Engineering Structures, Volume 32, Issue 7, July 2010, Pages 1792-1800

- Se ha publicado y divulgado a través de la página web del grupo, en los enlace de la página web: http://constru-9.edv.uniovi.es en el apartado de Proyectos de Investigación (Research Projects) con los siguientes enlaces:

http://www.construccion.uniovi.es

http://constru-9.edv.uniovi.es/moodle/course/category.php?id=8

http://156.35.33.118/web/giconsime

-PN- Estudio y optimización del comportamiento higro-térmico de bloques huecos de hormigón ligero -IUTA 09- Desarrollo de un componente de cimentación modular ligero de altas prestaciones - Se ha patentado una lámina acústica de altas prestaciones - Se han impartido cursos de interés para empresas de la región (Tuberías Industriales y de Gas) - Se ha participado activamente en actividades de divulgación patrocinadas desde el IUTA, tales como:

Desayunos tecnológicos

La sostenibilidad en la construcción Por consiguiente, consideramos que la labor divulgativa del grupo ha sido intensa y fructífera durante estos años de colaboración con el Instituto Universitario de Tecnología Industrial de Asturias, lo que unido al interés de las empresas patrocinadoras (Weber, Modultec Modular Systems y AST Ingeniería), todas ellas ubicadas en el concejo de Gijón, hacen que los beneficios inmediatos generados para el municipio son altos, con un alto contenido práctico y emprendedor, pues el producto que se pretende desarrollar encaja en la idea de Open Building y Construcción.



3.750€ (1 beca 5 meses) 3.750€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS

4. AYUDA SOLICITADA


3.750€ (1 beca 5 meses) 3.750€

http://156.35.33.118/web/giconsime

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Desarrollo nuevos forjados mixtos industrializados elaborados mediante Hormigones

Ligeros Estructurales (HLE)

1ª FASE: Estudio de modelos de forjados mixtos elaborados mediante HLE 2ª FASE: Estudio de modelos optimizados de forjados mixtos para soportar niveles de carga comprendidos entre 4 y 5 KN/m2 3ª FASE: Estudio paramétrico de las variables influyentes en el comportamiento estructural de los forjados mixtos, tales como: espesor del perfil, relación anchura-altura, dimensiones del hormigón, etc. 4ª FASE: Estudio paramétrico de las variables influyentes en el comportamiento estructural de los forjados, tales como: espesor del perfil, geometría, dimensiones del tirante, etc. 5ª FASE: Validación experimental. 6ª FASE: Informe final y estudio de la estandarización del producto.


1ª FASE

Estudio de modelos de forjados mixtos elaborados mediante

HLE

2ª FASE Estudio de modelos optimizados de forjados mixtos.

Niveles de carga

3ª FASE Estudio paramétrico variables en forjados

mixtos

4ª FASE Estudio paramétrico variables en forjados

5ª FASE Validación

experimental

6ª FASE Informe final.

Estudio estandarización

Tiempo de beca subvencionada

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PROYECTO Nº8


Título: Desarrollo de sensor miniaturizado con sistema de medición de fuerzas para Brazos de Medir por Coordenadas (AACMM) Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Eduardo Cuesta González, 10834371Z Tfno: 985 18 21 36 e-mail: [email protected] Otros investigadores: Braulio José Alvarez Alvarez. 09439293R, 11/08/1976 Daniel Álvarez Mántaras 10881026-W 08/05/1972 Pablo Luque Rodríguez 10858268-S, 19/09/1969 Fernando Sánchez Lasheras, 094429932-R, 14-10-1975 Daniel Gonzalez Madruga 71445244-E 10/07/1985 (Universidad de León) Joaquín Barreiro García. 09770421N, 26-09-1968 (Universidad de León) Susana Martínez Pellitero. 09779844Z, 23/11/1970 (Universidad de León) Empresas o instituciones colaboradoras. La presente propuesta es continuación de un proyecto activo (hasta 31-12-2012) concedido por el IUTA al mismo grupo de investigación, y titulado: - “Estudio y desarrollo de modelos de optimización para la cualificación de brazos portátiles de medir por coordenadas (ref. SV-12-GIJON-1)”. Como resultados del mismo se desarrolló un primer prototipo de un sistema de medición de fuerzas (SMF) que debe ser mejorado en la próxima anualidad, con acciones como las que se pretenden con la presente propuesta. En relación con la investigación sobre brazos de medir por coordenadas, y en el citado proyecto activo había varias empresas interesadas de las que se suministraron cartas de apoyo. Por un lado estaba la empresa General Dynamics European Land Systems (GDELS), empresa de ámbito multinacional con varias plantas en España (antigua General Dynamic Santa Bárbara Sistemas, GDSBS) ubicada por reciente reunificación en Trubia. Para GDELS la investigación que se pretende -un conocimiento más preciso de las incertidumbres y posibilidades de medida con el brazo portátil de medir por coordenadas (en adelante AACMM o BMC en español)- puede suponer la capacidad de medida de montajes y estructuras soldadas tridimensionales que necesitan ser medidas in-situ y con difícil (en algunos casos imposible) acceso para las tradicionales Máquinas de Medir por Coordenadas (MMC). Actualmente estos ensamblajes (sobre todo estructuras de carros de combate, utillajes de soldadura, etc.) se están midiendo con fotogrametría, pero este procedimiento implica un coste excesivo y una fuerte dependencia de firmas externas por medio de subcontratación. Se estudió y se comprobó la posibilidad real de introducir un AACMM para inspección in-situ de las estructuras soldadas incrementando las posibilidades de medida de la fotogrametría, por lo que solo faltaría poder realizar ensayos y garantizar la fiabilidad de dichas mediciones. En el plano regional y local había cuatro empresas interesadas, todas ellas en el municipio de Gijón, dos de ellas usuarias actuales de brazos de medir (Delcam y Fundacion Prodintec) y dos más (Intelmec y Construcciones Mecánicas ELGO) usuarias potenciales de equipos AACMM, muy interesadas en las posibilidades de la nueva investigación que se pretende. De hecho, los resultados de la investigación del proyecto actual, que están ahora en fase avanzada, y gracias al desarrollo de un primer prototipo de Sistema de Medición de Fuerzas se están ya traduciendo en un procedimiento de calibración, recertificación y/o acreditación para AACMM. Con un sistema nuevo y miniaturizado de SMF, como el que se pretende con esta nueva actuación, se podrá mejorar sensiblemente la fiabilidad de las medidas de este tipo de equipos. Las pruebas finales “de campo” en estas empresas se sigue teniendo en cuenta ahora de forma muy importante.

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2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación, interés y objetivos del proyecto:. En la actualidad las empresas de producción emplean muchos recursos (tiempo y costes) en la inspección de las piezas fabricadas. La inspección es la tarea por la cual se comprueba que los bienes producidos se adecuan a la normativa vigente y a los requisitos de diseño establecidos por el cliente. Aunque esta tarea supone un paso intermedio en el establecimiento de la calidad de cualquier proceso productivo y con el cual las empresas elevan su capacidad competitiva tanto nacional como internacionalmente. La inspección es una tarea que no aporta valor al producto en sí sino que la acepta como buena o no. Por esta razón es importante la optimización de la eficiencia de la inspección. Además la inspección es un ámbito en el que los recursos requieren una elevada inversión, mantenimiento y personal especialmente formado. El presente proyecto tiene como principal objetivo la optimización de esta tarea por medio de la potenciación de Brazos de Medir por Coordenadas que suponen una drástica reducción de la inversión, el tiempo empleado en la inspección y a su vez aumenta la flexibilidad de la empresa. Sin embargo, estos aparatos todavía carecen de la aceptación internacional de la fiabilidad de sus medidas, debido principalmente a su relativa novedad y rápido desarrollo. Se propone el estudio de los principales factores que afectan a la calidad de las medidas con los AACMM para garantizar la aptitud de estos aparatos y la calidad de sus medidas. Con estas mejoras las empresas que hagan uso de los resultados de este proyecto podrán invertir los costes ahorrados en mejorar su gama de productos, dedicar el tiempo de su personal a tareas de valor añadido y mejorar la calidad del servicio ofrecido a sus clientes. Los AACMM están experimentando una gran expansión en la industria debido principalmente a su gran flexibilidad, portabilidad, fácil manejo y a su precio reducido comparado con las Máquinas de medir por coordenadas (MMC), instrumento tradicional de inspección [1] [2]. Además los AACMM se adecúan a piezas que no requieren una gran precisión en su inspección, a piezas de gran tamaño o de formas de fabricación y ensamblaje complejas gracias a su gran flexibilidad y portabilidad. A pesar de sus ventajas son todavía escasos los estudios existentes sobre estos instrumento metrológicos y la fiabilidad de sus mediciones y la precisión que pueden conseguir está alejada de las características de las MMCs. En cuanto a las MMCs, tradicionalmente son el instrumento más utilizado por su máxima precisión, pero presentan dos grandes desventajas: la primera es la nula portabilidad y la segunda la elevada inversión que supone su compra, mantenimiento y sus necesidades de adecuación. Las MMC son grandes máquinas que disponen de una pesada estructura con puentes mecánicos que se mueven por el espacio donde se sitúa la pieza a inspeccionar. Estas máquinas están fijas en un laboratorio de metrología, es decir, es la pieza a inspeccionar la que se debe mover hasta la MMC. Por otra parte el precio de estas máquinas es de centenas de miles de euros, lo que supone una gran inversión y es necesario realizar una gran cantidad de mediciones para rentabilizarla. Además para su uso se requiere minimizar los efectos ambientales por lo que es necesario una sala completamente controlada con el coste que ello conlleva [3]. En cuanto a su mantenimiento, éste debe ser cuidadoso ya que la calibración y reparaciones de estos equipos son también costosas y requieren detener la inspección o incluso la producción. Por todo ello el uso de AACMM y su desarrollo permite tanto a pequeños como a grandes productores establecer un sistema de calidad e inspección para competir a nivel mundial.

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Figura 1. Brazo de Medir por Coordenadas disponible para la realización del proyecto Los estudios existentes de AACMM se centran en su calibración. Santolaria et al. [4] optimiza los parámetros del modelo cinemático para conseguir una mejor precisión en todos los puntos al medir un patrón de esferas. Esta optimización incluye todas las fuentes de error sin profundizar en ninguna en concreto. En un trabajo posterior Santolaria et al. [5] añade una corrección después de esta calibración que ajusta los parámetros al variar la temperatura. Además, Vrhovec [6] estudia la deflexión de los segmentos más largos del brazo por medio de sensores ópticos. Este trabajo calcula a desviación de los segmentos para introducirlo en el modelo cinemático del AACMM, pero requiere demasiado espacio y es de difícil implementación. Sin embargo, Vrhovec si apunta a que el error de la deflexión provocada por la fuerzas de medición es uno de los de mayor influencia. Estudios preliminares del equipo de investigación que apoya esta propuesta muestran que las fuerzas ejercidas en la medición pueden producir errores de centenas de micras [7]. El factor fuerza y la deflexión de produce es un parámetro que actualmente no se tiene en cuenta en los cálculos matemáticos internos del brazo [3] [4]. Por otra parte, las únicas normas existentes [8] y [9] también se enfocan únicamente en la calibración o verificación y su cometido no es mejorar los AACMM sino verificar su precisión. Estas normas no consideran la acción de la fuerza ni dan indicaciones de uso para el operario. Además, en la calibración es normal utilizar un palpador especial de calibración o un diseño completamente nuevo [4]. Por ello, se pretende estudiar el efecto de la fuerza durante la medición, en especial en el palpador. Asimismo, no existen métodos de cualificación internacionalmente admitidos (ISO), para estos aparatos por lo que cada usuario establece los límites de precisión bajo los cuales acepta su funcionamiento. En el caso de que sea precisa una corrección de los brazos, éstos se envían al fabricante a un proceso ciego. El estudio de la fuerza de medición en las MMCs es visto desde diferentes puntos de visa dependiendo del autor. En el estudio de Pereira [10] con palpadores touch trigger en MMC se emplean transductores de fuerza. Los transductores se sitúan en contacto con la pieza de tal manera que la fuerza ejercida del palpador es

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medida por el transductor. Este método es válido para las MMC ya que en todo momento se conoce la posición del palpador, el punto de contacto con la pieza y la dirección de acercamiento a dicho punto. Sin embargo, en los AACMMs es mucho más complejo conocer la posición relativa entre la pieza y el palpador. Otros autores han estudiado los palpadores touch trigger utilizados en MMCs de forma independiente a éstas, es decir, el error del palpador es medido sin que esté instalado en la máquina [11] [12] [13]. Una vez conocida la respuesta del palpador a las fuerzas de medición se utiliza esta información para minimizar su error o analizar su comportamiento. Otra opción es el uso de galgas extensiométricas directamente aplicadas al palpador del AACMM como hace Liang [14] en su estudio de diseño de un palpador touch trigger. Las galgas extensiométricas permiten conocer las fuerzas en el sistema de coordenadas del palpador directamente. La integración de las galgas en el palpador no supone un cambio en las características ni en el comportamiento del palpador. Otra opción consiste en la utilizacion de sondas triaxiales intercaladas entre el palpador y el brazo, pero modifican el palpador y tienen un elevado coste. Debido a las razones citadas, se decide diseñar un Sistema de Medición de Fuerzas (SMF) (Fig.2) para estudiar las fuerzas producidas durante la medición con AACMM a través de galgas extensiométricas y un sistema de tratamiento de información. Un prototipo de este sistema fue desarrollado en el proyecto anterior del que se ha obtenido importantes resultados para la mejora de la fiabilidad de los AACMM en forma de artículos [15] y trabajos proceso de aceptación en revistas y congresos. Además se ha desarrollado modelos de corrección del factor fuerza que permiten significativas mejoras en las mediciones con AACMM. Sin embargo, dicho prototipo debe ser mejorado en funcionalidad y capacidad de lectura de fuerzas para reducir al máximo la influencia de la fuerza y hacer posible la integración total del SMF y miniaturización en la estructura de los AACMM comerciales y en el software de medición del mercado sin pérdida de flexibilidad y productividad para la empresa.

Figura 2. Prototipo de Sistema de Medición de Fuerzas en AACMM y palpador. La primera mejora propuesta con el presente proyecto consiste en una sustracción de la fuerza máxima obtenida de la lectura en el palpado de una determinada característica. Sin embargo, se ha comprobado que la lectura de la fuerza de palpado obtiene mucho mas información (se obtiene una curva en tiempo real) en función de la orientación, de las coordenadas del punto, de la distribución, etc. El algoritmo que se aplique para minimización debe tener en cuenta la característica a palpar además del valor de las fuerzas durante la medición (curva obtenida). En todo caso, este algoritmo necesita un proceso de miniaturización de la medición de fuerzas mediante galgas extensiométricas de reducido tamaño (y/o de lectura triaxial), de forma que el sistema de captación no influya en la propia forma de medir. Este SMF incluye: galgas extensiométricas miniaturizadas, su distribución y colocación, su esquema de conexión, el cableado, la lectura de las señales de las galgas, la obtención de las deformaciones, su conversión a fuerzas mediante el modelo geométrico propuesto y la presentación de éstas estarán incluidos en el diseño.

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Otra mejora consiste en la implementación de un sistema de sincronización de la lectura tanto de los puntos medidos (por parte del AACMM) y de las fuerzas de medición (por parte del SMF). El sistema permitirá simplificar el tratamiento posterior de los datos, aumentar la eficiencia del proceso y reducir los requisitos del sistema para su funcionamiento. Otra mejora significativa consiste en la automatización de los procesos de tratamiento de la información recibida para pasar a un modelo de corrección “in real-time” que permita leer las mediciones corregidas a la vez que el sistema de medición tradicional. Dentro de esta mejora se considera la implementación del sistema dentro de los softwares de medición comerciales existentes como un paquete exterior o integrable al software que de la opción de corregir las fuerzas con el palpador desarrollado. Una vez que se disponga del SMF se procederá a implementar los modelos de corrección adaptado a las mejoras propuestas. Para ello es necesario diseñar y realizar ensayos de medición con AACMM de patrones. Un becario será el encargado de realizar los ensayos tras una formación adecuada en el proceso de medición con estos brazos y el SMF. Los ensayos permitirán evaluar la influencia de cada parámetro de la fuerza sobre la medida dada por el brazo. Los resultados de los ensayos deberán ser tratados para obtener los parámetros de la fuerza que verdaderamente influyen en la precisión de los AACMM en cada caso. Para relacionar todo estos parámetros se seguirá una metodología estadística del estudio de las varianzas (ANOVA) [16]. Esta metodología emplea técnicas estadísticas que informan sobre la relación o no relación entre varias variables. Además estas relaciones se pueden cuantificar por métodos de correlación y regresión. Del resultado de este análisis se obtendrán las características de los operarios y de las fuerzas con relación a los errores cometidos. En un paso posterior estos resultados serán utilizados para reconstruir los modelos de corrección. Estos modelos incluirán la corrección de las fuerzas y de las coordenadas recogidas así como reglas de utilización de los brazos. En los trabajos anteriores se comprobó que los modelos varían en función de los elementos geométricos que se midan por lo que una ampliación de estas metodologías debe ser aplicada para cada elemento. Por último se recogerá todo el proceso para su divulgación en medios científicos y no científicos en los que tenga cabida el presente proyecto. Con todo ello los objetivos del proyecto son:

Aumentar el conocimiento sobre los brazos articulados de medir para mejorar su nivel de precisión y así aumentar la calidad de la inspección de las empresas colaboradoras.

Fabricar una herramienta de corrección de la fuerza en la medición con AACMM tanto en hardware como software.

Dotar a las empresas colaboradoras con una herramienta de mayor precisión y flexibilidad con los ahorros de coste y tiempo que supone gracias a la transferencia tecnológica que se producirá del grupo de investigación hacia la empresa.

Formar al becario en el uso de los AACMM, metrología y en la metodología de investigación y desarrollo de los proyectos de I+D.

La búsqueda de publicaciones nacionales e internacionales para extender el reconocimiento de equipos de investigación, en este caso interdepartamentales e interuniversitarios, dentro del IUTA y con participación muy activa del Campus Universitario de Gijón.

Este proyecto generará un conocimiento, modelos de corrección y metodologías de cualificación y medición con AACMM, de aplicación tanto científica como en la industria actual. Gracias a este proyecto también se generarán modelos de corrección extrapolables a cualquier brazo existente en el mercado. A su vez un becario obtendrá una formación en AACMM, metrología y proyectos de I+D que de otra forma será complicado recibir. Además esta formación estará totalmente aplicada a casos de interés para empresas reales (como las que manifestaron su interés en esta propuesta) por lo que supondrá un fuerte impulso a su imagen externa y una clara ventaja competitiva para la empresa que disponga del “knowhow” en sus servicios de metrología

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tridimensional con Brazos de medir por coordenadas. Por otra parte este trabajo también puede suponer el inicio de una tesis doctoral en el campo. Las empresas colaboradoras que se citaron anteriormente recibirán formación y documentación para el uso óptimo de estos aparatos, un análisis de la inspección realizada con dichos aparatos y un programa posiblemente asociado a un procedimiento de calibración/certificación para el uso de estos aparatos. La idea es que las empresas interesadas reciban la transferencia tecnológica del grupo de investigación pues conocerán en detalle las ventajas de estos aparatos y podrán disfrutar de un nuevo y mayor conocimiento sobre un equipo y un método de medida altamente novedoso y en clara expansión, como es el caso de los AACMM. Por último un sistema de medición de fuerzas estará disponible para los AACMM y se desarrollará un software para corrección de sus efectos. El Software previsto para la investigación será:

Matlab R2010a (Matrix Laboratory): este programa de tratamiento de matrices es idóneo para el tratamiento matemático de grandes volúmenes de datos. En general en metrología y en especial en los AACMM se realizan numerosas mediciones con cuantiosos parámetros (coordenadas, errores de las características geométricas, parámetros del instrumento, etc) y además en este proyecto se medirán distintos tipos de fuerzas. Por otra parte el tratamiento de los datos hasta que adopten una forma con la que se pueda trabajar es fundamental y Matlab permite este trabajo. Además permite la visualización y manejo de las curvas de las fuerzas para su posterior comparación y análisis estadístico. Existe licencia corporativa de la Universidad de Oviedo.

PC-DMIS para control del AACMM: es un programa de control para el AACMM que permite obtener las coordenadas de los puntos medidos y los errores de los elementos medidos. Se trata del programa de medición más avanzado actualmente. El área tiene licencia adquirida para este programa. Aunque la licencia caducó en el 2010, se puede seguir utilizando sin soporte técnico ni actualizaciones.

Dewesoft: Programa libre para el uso del equipo de captación de datos multicanal Dewetron (Instrumento de captación de la señal de las galgas extensiométricas y su tratamiento primario). Este programa permite controlar las señales de entrada recibidas de las galgas extensiométricas. Recoge las lecturas y las almacena en distintos formatos para su posterior tratamiento.

Hoja de cálculos MS-Excel: Permiten implementar procedimientos de varios pasos del proyecto, Por ejemplo se utilizarán hojas de cálculo para la calibración de los diferentes sistemas de medida para realizar un análisis de su incertidumbre. Además permite la adaptación de los resultados para su análisis y exposición. La universidad de Oviedo tiene licencia corporativa.

SPSS Statistics19/Minitab/R: Programas de análisis estadístico que permiten realizar los análisis ANOVA además de otras técnicas (análisis variantes de ANOVA, Tests de normalidad y test de homocedasticidad -test de Levene-, correlación y regresión etc) para así poder comprar las diferentes variables. La Universidad de Oviedo también posee licencia corporativa.

El equipo de investigación está formado por personas del Área de Ingeniería de los Procesos de Fabricación de la Universidad de Oviedo y de la Universidad de León. Ambos grupos ya ha colaborado efusivamente en la anterioridad en dos proyectos de investigación del plan:

“Aseguramiento de la Calidad y representación del conocimiento en la medición con sistemas portátiles de medir por coordenadas”. Ministerios de Economía y competitividad, Ref: DPI2012-22642-C02-01 2012-2104.

“Integración de las funciones de Calidad en el desarrollo del producto y el proceso en un entorno de Ingeniería Concurrente”, MCyT, Ref. DPI 2001-0093-C02-02, 2001-2004.

“Modelo para la representación del conocimiento en el ámbito de la inspección con Maquinas de Medir por Coordenadas”, M.E.C, Ref. DPI2008-01974, 2008-2011.

El presente proyecto se presenta como una extensión necesaria del proyecto: “Estudio y desarrollo de modelos de optimización para la cualificación de brazos portátiles de medir por coordenadas” Ref: SV-12-GIJON-1 por el que se consiguió un prototipo de Sistema de Captación de Esfuerzos (SCE) y se hicieron los primeros ensayos que constituyen la base de conocimiento necesaria para el estudio de las fuerzas y la mejora de la fiabilidad de las mediciones con AACMM. Al igual que en el otro proyecto se incorporan al equipo

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dos personas, del Área de Ingeniería e Infraestructuras del transporte que colaborarán en el desarrollo del nuevo sistema de captación de esfuerzos de tipo miniaturizado. En concreto las personas que formarán parte de esta investigación serán: Bráulio José Alvarez Alvarez, 09439293R, 11/08/1976 (Univ. Oviedo, Área Fabricación) Daniel Álvarez Mántaras , 10881026-W 08/05/1972 (Univ. Oviedo, Área Transportes) Pablo Luque Rodríguez, 10858268-S, 19/09/1969 (Univ. Oviedo, Área Transportes) Fernando Sánchez Lasheras, 094429932-R, 14-10-1975 (Univ. Oviedo, Área Fabricación) Daniel Gonzalez Madruga, 71445244-E 10/07/1985 (Universidad de León) Joaquín Barreiro García, 09770421N, 26-09-1968 (Universidad de León) Susana Martínez Pellitero, 09779844Z, 23/11/1970 (universidad de León) El equipo necesario principal, en cuanto a medios materiales será suministrado por nuestro Área de conocimiento (Procesos de Fabricación): AACMM ROMER Sigma 2018 (fig.1), accesorios del AACMM, patrones de diferentes características geométricas, adaptadores del sensor, etc. Además la fabricación de posibles nuevas piezas o instrumentos se podrá realizar en el propio taller. El área también dispone de instrumentos de metrología convencional y MMC para medición que sirven de medidas de comparación para las realizadas por el AACMM. Además el área de Ingeniería e infraestructuras de los Transportes cede el uso del equipo Dewetron 3021, un complejo sistema de captación de información que permite recibir las señales físicas de las galgas extensiométricas. Referencias [1] Romer [en línea].www.romer.eu. [Consulta: Noviembre 2011] [2] Faro. [en línea]. http://measuring-arms.faro.com/es/home/. [Consulta: Noviembre 2011] [3] Brown and Sharpe [en línea] http://www.brownandsharpe.com/ [4] Santolaria J, Aguilar JJ, Yagüe JA, Pastor J. (2008). Kinematic parameter estimation technique for calibration and repeatability improvement of articulated arm coordinate measuring machines. Precision Engineering; 32:251–68. [5] Jorge Santolaria and José-Antonio Yagüe and Roberto Jiménez and Juan-José Aguilar (2009). Calibration based thermal error model for articulated arm coordinate measuring machines. Precision Engineering. 33, 476 – 485. [6] M. Vrhovec, M. Munih, Improvement of coordinate measuring arm accuracy, Proceedings of the 2007 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, (2007) 697-702. [7] E. Cuesta, B.J. \'Alvarez, S. Martinez, J. Barreiro, D. González-Madruga, Evaluation of influence parameters on measurement reliability of coordinated measuring arms, AIP Conference Proceedings, 1413 (217) (2012) 214-224. [8] ASME B89.4.22-2004. (2004) Methods for performance evaluation of articulated arm coordinate measuring machines, American Society of Mechanical Engineers. [9] VDI/VDE 2617 Part 9. (2009) Acceptance and reverification test for articulated arm coordinate measuring machines, Verein Deutscher Ingenieure. [10] P.H. Pereira, R.J. Hocken, Characterization and compensation of dynamic errors of a scanning coordinate measuring machine, Precision Engineering, (1) (2007) 22-32. [11] A. Wo\'zniak, M. Dobosz, Influence of measured objects parameters on CMM touch trigger probe accuracy of probing, Precision Engineering, 29 (3) (2005) 290-297. [12] M. Dobosz, A. Wo\'zniak, CMM touch trigger probes testing using a reference axis, Precision Engineering, 29 (3) (2005) 281-289. [13] A. Wo\'zniak, M. Dobosz, Metrological feasibilities of CMM touch trigger probes. Part I: 3D theoretical model of probe pretravel, Measurement, 34 (4) (2003) 273-286. [14] Q. Liang, D. Zhang, Y. Wang, Y. Ge, Development of a touch probe based on five-dimensional force/torque transducer for coordinate measuring machine (CMM), Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 28 (2) (2012) 238-244 [15] D. González-Madruga, E. Cuesta, J. Barreiro, S. Martinez-Pellitero, B.J. Alvarez, Real-Time Contact Force Measurement System for Portable Coordinate Measuring Arms, 23rd International DAAAM Symposium 23 (1) (2012) 267-273. [16] Wozniak, A. & Dobosz, M. Influence of measured objects parameters on CMM touch trigger probe accuracy of probing, Precision Engineering, 2005, 29, 290 - 297

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Duración total y actividades a realizar:

La duración total prevista del proyecto es de 11 meses (Febrero – Diciembre 2013) y está dividido en 6 fases:

1. Planificación (Febrero): en esta primera fase conceptual se recogerá y estudiará el conocimiento necesario relativo a los brazos de medir por coordenadas, se analizará el error provocado por la fuerza empleada (su magnitud, orientación distribución…) y se planificarán en detalle los ensayos de las siguientes fases. Las tareas programadas que se desarrollaran en esta fase son las siguientes:

o Estudio y síntesis de la tecnología (Febrero): En la primera actividad de esta fase se actualizará el estudio de esta tecnología y de campos semejantes con problemáticas similares y de miniaturización de sistemas de medición. Dentro de estos campos semejantes se incluyen las máquinas de medir por coordenadas (MMC, instrumento tradicional de mayor precisión), robots industriales (por su modelo cinemático y resolución matemático de optimización con puntos en común con los AACMM) y diversos instrumentos metrológicos utilizados actualmente. Además, se estudiarán temas relativos a la calibración de estos aparatos, sistemas de medición de fuerzas, diseño y fabricación de patrones para diferentes tipos de aparatos de medición. Se incluye también en el estado del arte: todo el tratamiento informático y la metodología matemática aplicada en el desarrollo de modelos de corrección. La normativa aplicable es otro punto a estudiar para garantizar que los ensayos y las soluciones generados en el proyecto sean aceptadas y que las empresas que hagan uso cumplan con las más altas exigencias de calidad. También será necesario estudiar el conjunto de los AACMM existentes en el mercado para generalizar la metodología seguida y lograr el máximo alcance posible del proyecto.

o Análisis de fuerza en AACMM (Febrero): La segunda actividad consistirá en analizar los resultados para enfocar el diseño del SMF de acuerdo al conocimiento adquirido y a los objetivos. En esta parte se encuentra la descripción de todas las fuerzas de la medición con AACMM y todos los posibles métodos para corregirla e implementar un modelo de corrección.

o Diseño de ensayos (Febrero): Una vez conocido el comportamiento de los BAACMM y sus fuentes de errores se diseñaran ensayos para estudiar a fondo la fuerza y como afecta en la medición: diferentes operarios, elementos geométricos medidos, tipo de AACMM etc.

2. Desarrollo de Sistema de Medición de Fuerzas (SMF) miniaturizado. (Marzo y Abril). Los brazos

de medir por coordenadas actuales no son capaces de medir las fuerzas empleados durante las mediciones. El SMF completará la información de la fuerza y permitirá la corrección de gran parte de sus efectos. Este sistema requiere un esfuerzo multidisciplinar: mecánica, metrología, electrónica, informática y matemática.

o Diseño y miniaturización del Sistema de Medición de Fuerzas (Marzo): Su diseño implica el uso de galgas extensiométricas y su adaptación a la geometría del palpador del AACMM. La miniaturización de todo el sistema para su introducción en AACMM comerciales es un objetivo fundamental. El estudio previo de la distribución de fuerzas en el AACMM indicará las posibles distribuciones de las galgas extensiométricas. En todo el diseño se buscará la máxima ergonomía para que el SMF no influya negativamente en el comportamiento del SMF. El becario apoyará en el diseño del SMF.

o Implementación de la sonda de medición (Marzo): Con el diseño listo se implementará el SMF. La instalación debe ser precisa para mantener las máximas prestaciones de diseño. Se realizaran tantos prototipos como diseños. El becario apoyará en la construcción del SMF.

o Calibración de sonda de medición (Marzo): Un paso importante para la aceptación del SMF es conocer su comportamiento lineal o no y su rango de actuación. Este rango de actuación debe incluir los límites incluidos en los ensayos. La calibración es uno de los puntos más delicados e importantes ya que da la base de precisión de todo el sistema y por lo tanto la garantía de la aptitud de los resultados que se obtendrán. El becario calibrará la sonda para su correcta medición.

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o Implementación del software (Marzo y Abril): Los datos obtenidos de fuerzas deben ser traducidos a términos de acuerdo la geometría del brazo y a la mecánica de la medición. Esta implementación incluye la utilización de varios software diferentes y la comunicación entre ambos. El becario aprenderá a utilizar el software de recogida de datos y el de su tratamiento.

o Puesta en marcha del SCE (Abril): Para el correcto funcionamiento del SMF en su conjunto se necesita ensamblar las diferentes partes y comprobar su comportamiento. El becario realizará la puesta en marcha de todo el conjunto.

o Ensayos preliminares (Abril): Los ensayos preliminares aportarán dos tipos de información: la primera con la cual se validará completamente el SMF al comprobar su correcto funcionamiento y la segunda con la cual se conocerá las características de las fuerzas que actúan en las mediciones (magnitud, orientación, distribución, rango etc). Como inicio del control del AACMM el becario será el operario de la mayor parte de los ensayos de aquí en adelante.

3. Ensayos (Mayo-Agosto): Establecidas las fuentes de error de estos aparatos, el SMF y el patrón de

cualificación y los ensayos a realizar, se formará al becario en el uso del AACMM y del SMF. El becario será el encargado principal, con instrucción del investigador principal, de la realización de estos ensayos y todo el tratamiento de datos. Los ensayos que presumiblemente se llevarán a cabo, a falta de los resultados de los estudios y ensayos preliminares son los siguientes:

o Ensayo de operarios (Mayo): Debido a la falta de una instrucción correcta en el uso de estos aparatos los operarios pueden influir ampliamente en el comportamiento de los AACMM. Para que todos los operarios puedan alcanzar la mayor precisión posible se deben estudiar sus diferencias y establecer metodologías de optimización. El becario realizará los ensayos. Estos ensayos requieren una gran cantidad de tiempo y dedicación como ya se comprobó en trabajos anteriores.

o Ensayo de características (Junio): Son casi infinitas las diferentes piezas que se pueden fabricar. Por ello se hace necesario realizar ensayos con características geométricas similares de diferentes parámetros y con características geométricas completamente diferentes. El becario realizará los ensayos. Estos ensayos requieren una gran cantidad de tiempo y dedicación como ya se comprobó en trabajos anteriores.

o Ensayo de estrategia de medición (Julio): También debido a la falta de información no se conocen qué estrategias de medición son las más adecuadas. Estas estrategias serán establecidas y comparadas. El becario realizará los ensayos. Estos ensayos requieren una gran cantidad de tiempo y dedicación como ya se comprobó en trabajos anteriores.

o Ensayo en empresa (Agosto): La inspección de la empresa será realizada mediante este nuevo sistema para mejorar todo el conjunto. Se comprobaran las medidas en costes y tiempo: menor cantidad de falsos positivos o negativos, reducción de tiempo de inspección, aumento de los niveles de calidad, trazabilidad de las medidas, formación en la medición con AACMM y aumento de flexibilidad de la empresa. En este punto se produce una transferencia tecnológica del grupo de investigación hacia las empresas interesadas en el proyecto (se adjuntan cartas de interés):

- General Dynamics (Santa Barbara) Europena Land Systems, Fabrica de Trubia. - Intelmec - Construcciones Mecánicas ELGO - Delcam - Fundación Prodintec

En la mayoría de ellas, se producirá una transferencia del conocimiento que se generará con el proyecto a la hora de operar y controlar estos aparatos y conseguir su máxima precisión de medida. El becario realizará los ensayos. Estos ensayos requieren una gran cantidad de tiempo y dedicación como ya se comprobó en trabajos anteriores.

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4. Análisis de datos (Septiembre y Octubre). La gran cantidad de información que se generará durante los ensayos deberá ser guardada y tratada para su posterior estudio, obtener los resultados y generar modelos de optimización. En esta fase colaborará también el becario que se dedicará a todo el tratamiento de la información obtenida para poder realizar los modelos de optimización.

o Tratamiento de datos (Septiembre): La forma en la que son recogidos los datos deberá ser transformada a términos utilizables en los modelos de optimización. Además de obtener la fuerzas con el SMF se obtendrán diferentes parámetros de estas fuerzas (magnitud media, desviación, rango, valores máximos etc). Por otra parte, otros datos generados como el tiempo de ensayo, los errores de las características geométricas o la estrategia de medición se incluirán y compararán en esta fase. El becario recogerá todos los datos y los tratará para su correcta lectura y comprensión.

o Estudio estadístico Anova (Septiembre): Los numerosos factores de posible influencia en el comportamiento y precisión de los AACMM han de ser relacionados mediante técnicas estadísticas. Anova es una metodología estadística que tras su implementación permitirá conocer la relación existente entre varios parámetros. El becario aprenderá las bases de estudios estadísticos en producción y calidad de acuerdo a procedimientos utilizados en empresas y en estudios científicos.

o Caracterización de los operarios (Octubre): Con los resultados anteriores se estará en las condiciones adecuadas para conocer cuáles son los parámetros característicos de los operarios y su influencia en el comportamiento del brazo. Esta caracterización permitirá generar los modelos de optimización. El becario distinguirá los diferentes operarios de acuerdo a los resultados de los proyectos y a las características de las fuerzas empleadas.

o Caracterización de las fuerzas (Octubre): Al igual que en el punto anterior el conocimiento de los parámetros de las fuerzas permitirá mejorar el comportamiento de estos aparatos. El becario obtendrá los parámetros más importantes de la fuerza y que afectan a la precisión y fiabilidad de las mediciones con AACMM.

5. Análisis de resultados e implementación en software comercial (Noviembre y Diciembre).

o Elaboración de los modelos de corrección (Noviembre): Con toda la información tratada de las fases anteriores se elaborarán los modelos matemáticos y metodológicos de optimización de los procesos de medición con los AACMM. Estos modelos serán implementados en forma de programas informáticos para corregir el efecto de la fuerza en las mediciones y aportar el conocimiento de la metodología de medición para ofrecer la mejor calidad posible. En esta etapa también colaborará el becario con la elaboración de los modelos de corrección en sus diferentes formas.

o Implementación en software (Noviembre): Todo el proceso de medición de fuerza y aplicación del modelo de la fuerza deberá ser implementado informáticamente e integrado en software de medición comercial para que dar la opción al usuario final de la corrección de la fuerza con el palpador y SMF desarrollado. El becario se encargará de pasar los modelos a programas informáticos.

o Ensayos de aceptación (Diciembre): Para aceptar los modelos de optimización se repetirán los ensayos más significativos con la nueva metodología y se comprobarán las mejoras. El becario realizará nuevos ensayos para validar los modelos de corrección.

o Conclusiones (Diciembre): De todo el proyecto se obtendrán conclusiones parciales y finales. Estas conclusiones permitirán avanzar en la expansión y garantía de éxito en estos aparatos y las empresas que hagan uso de ellos. Las conclusiones serán a su vez de uso científico e industrial. El becario, como parte fundamental del sistema de medición (operario) y parte de la mayor parte del proyecto aportará sus conclusiones.

o Divulgación (Diciembre): Los estudios realizados, las mejoras y conclusiones serán divulgadas en ámbitos industriales: empresas colaboradoras; científicos: revistas, congresos, congresos internacionales seminarios, etc. y ámbitos no científicos: medios tradicionales en los que tengan cabida. Como tarea final, el becario aprenderá a redactar los ensayos y resultados del proyecto en forma de artículo científico.

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En el tiempo de beca (Mayo-Diciembre) que se solicita, el becario participará en las fases de “Sistema de captación de esfuerzos” hasta el final de proyecto. Su jornada será completa. Al becario se le instruirá en todos los aspectos necesarios para diseñar y manejar el SMF, controlar el brazo y realizar los ensayos programados. Durante el tiempo de la beca aprenderá a manejar el AACMM, generar programas de medición para la inspección de la producción, interpretar los resultados de la inspección, controlar el software utilizado en la investigación, realizar la cualificación de los AACMM y obtener resultados de las investigaciones. Así, con esta formación el becario obtendrá tanto experiencia práctica sobre el funcionamiento de la calidad en la fabricación dimensional y de la metodología de investigación, también aplicable a la estrategia de las empresas como trabajo de investigación científica. El conocimiento en el manejo del AACMM que obtendrá le proporcionará una ventaja adicional ya que no sólo aprenderá a manejar el AACMM sino que dispondrá del knowhow para conseguir la mejor precisión. También se introducirá en el diseño e implementación de modelos de corrección de la medición. Por último elaborará sus conclusiones y junto a las del grupo se plasmarán en resultados en forma de publicaciones. Plan de divulgación de los resultados Uno de los objetivos principales de este proyecto es la divulgación del trabajo y de los resultados en medios científicos, y empresariales (ver empresas interesadas) en los que tenga cabida la temática del proyecto. Por ejemplo puede resaltarse: Revistas internacionales, claramente objetivo del plan de divulgación:

Measurement

Precision Engineering

International Journal of Machine Tools and Manufacturing

Journal of Materials Processing and Technology

International Journal of Advanced Manufacturing Systems

Journal of the International Societies for Precision Engineering and Nanotechnology

Journal of the International Measurement Confederation Los congresos internacionales de amplia repercusión en los que se centra el presente plan de divulgación pueden ser:

MESIC (Mechanical Engineering Society International Congress)

MATADOR (International Machine Tool Design and Research Conference)

ASMDO (Association for simulation & multidisciplinary design optimization)

DAAAM (Danube Adria Association for Automation & Manufacturing Congress)

WCE (World Congress on Engineering)

etc… Del desarrollo del SMF y los resultados se pretende elaborar al menos dos publicación en los medios anteriormente mencionados. El primero consistirá en la presentación del propio SMF así como de la caracterización de las mediciones con AACMM de acuerdo a la fuerza captada. Esta publicación se ajusta por temática y contenido en Congresos internacionales, especialmente MESIC, DAAAM o MATADOR como la presentada en el proyecto anterior [DAAAM] y otro en elaboración para el próximo congreso MESSIC 2013. Una segunda publicación es prevista con los resultados de los resultados de los ensayos sobre los patrones de características geométricas y los modelos de corrección con todas las fuerzas de medición. Esta publicación se ajusta por temática y contenido en Revistas con factor de impacto, especialmente “Journal of International Measurement Confederation” y a “Measurement”, en la que actualmente se encuentra una publicación en proceso y en el congreso MESIC del 2013 que también se encuentra en proceso. Cabe mencionar que el desarrollo del SMF permite el estudio de muchas más factores que afectan a los AACMM como: cansancio, experiencia, técnica de medición del operario, tipo de palpador del AACMM, tipo de pieza a medir entre otros por lo que aunque todos estos aspectos no entren en el proyecto, dicho sistema permitirá seguir mejorando y haciendo más productivos los AACMM. También se considera que el desarrollo del SMF no es elegible para considerarse una patente pero creará un sistema no encontrado en la actualidad y una herramienta de estudio de los AACMM con gran potencial. Respecto a las patentes también se menciona que gracias al proyecto anterior, se pudo fabricar un patrón adaptado a AACMM que se encuentra en proceso de patente.

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Por último, mencionar que la propia Tesis doctoral, dirigida por el Investigador Principal, y a cargo del doctorando D. Daniel González Madruga -perteneciente al equipo investigador- podrá considerarse por sí sola un magnífico documento público, y con una amplia difusión (bases de datos de tesis doctorales TESEO, etc.), de divulgación de la actividad investigadora de este proyecto.

3. MEMORIA ECONÓMICA PROYECTO Nº 8 Gastos:


2.250€ (1 beca 3 meses) 2.250€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS



2.250€ (1 beca 3 meses) 2.250€

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Desarrollo de sensor miniaturizado con sistema de medición de fuerzas para Brazos de Medir por Coordenadas (AACMM)

*El tiempo de la beca que se solicita será de 10 meses (Febrero -Diciembre). El becario se integrará al grupo de investigación en la tarea “Sistema de Medición de Fuerzas” hasta el fin del proyecto. Será el encargado de realizar los montajes del smf y preparar el conjunto para los ensayos. Debido a que los AACMM necesitan un operario para la medición, el becario se encargará de esta tarea. Además se encargará del tratamiento estadístico de las mediciones obtenidas de forma similar al control de la calidad que se realiza en las empresas y para investigación. Por último realizará los modelos de corrección de acuerdo a la tarea anterior y los conocimientos adquiridos y recogerá su trabajo para publicar. Se necesitará un único becario a jornada completa.

Tarea Meses Comentario*

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Planificación

Estudio y síntesis de la tecnología x

Análisis de la fuerza en AACMM x

Diseño de ensayos x Sistemas de medición de fuerzas Becario

Diseño y miniaturización x Becario

Implementación de la sonda de medición x Becario

Calibración x Becario

Implementación del software x x Becario

Puesta en marcha x Becario

Ensayos preliminares x Becario Ensayos Becario

Ensayos operarios x Becario

Ensayos de características x Becario

Ensayo de estrategia de medición x Becario

Ensayo en empresa x Becario Análisis de datos Becario

Tratamiento de datos x Becario

Estudio estadístico x Becario

Caracterización de los operarios x Becario

Caracterización de las fuerzas x Becario Análisis de los resultados Becario

Elaboración de los modelos de Corrección x Becario

Implementación en software x Becario

Ensayos de aceptación x Becario

Conclusiones x Becario

Divulgación x Becario

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PROYECTO Nº9


Título: Control No lineal Robusto de una Planta Piloto Multivariable Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): José Luis Mayo Rodríguez Tfno: 985 18 24 12; E-mail: [email protected] Otros investigadores: Rubén Miranda Cuevas Empresas o instituciones colaboradoras. Empresa: CAPSA, Dirección: Sierra de Granda, s/n. Siero (Asturias). Se adjunta carta de apoyo. El Director Técnico de CAPSA, Ing. D. Ignacio Aranda, como ya manifiesta en la carta de apoyo, muestra gran interés en el Proyecto. Le parece una innovación en la Industria, ya que los controles que tienen implementados en los procesos industriales de su Empresa son lineales, como es habitual en la inmensa mayoría de las industrias. Es consciente de que los controles no-lineales propuestos en este Proyecto, permiten mejorar las prestaciones de los clásicos, pudiendo, en su caso, incorporarlos al sistema de producción de CAPSA. Su colaboración, por el momento, va a consistir en hacer un seguimiento continuo del Proyecto, visitando en persona la Planta Piloto donde se desarrolla el trabajo, para verificar los resultados con rigor. Por último decir, que se trata de un Proyecto de ejecución segura. Se tienen pruebas teóricas y experimentales, debido a la investigación previa, de que el Proyecto llegará a buen término. En ningún caso se está proponiendo algo dudoso que pueda salir mal, o que no se pueda llevar a cabo. Además se dispone ya, de toda la instrumentación y material necesario, de uso común en la industria, por lo que los resultados serán significativos y directamente aplicables.

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación, interés y objetivos del proyecto: El Proyecto se va a realizar en una Planta Piloto multivariable, situada en los laboratorios del Área de Ingeniería de Sistemas y Automática, del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica de Computadores y Sistemas de la Universidad de Oviedo (EPSIG). Está dotada de ordenador, autómata programable, válvulas electroneumáticas, bombas, presostatos, etc…y del software necesario para desarrollar el Proyecto. Todo ello de uso común en la Industria, por lo que no hace falta adquirir ningún material para realizar el trabajo que se propone. Habitualmente en la Industria, los controles automáticos de los procesos son de tipo PID, desde hace muchos años. Su rendimiento es bueno, aunque claramente mejorable. Desde la aparición de los sistemas digitales de control, computadores, autómatas programables, etc…se pudieron implementar PIDs de forma digital incorporando mejoras que funcionan a satisfacción en la actualidad, y dada la capacidad de cálculo disponible, también se implementaron en algún caso, controles más sofisticados, como los que usan la “realimentación” de las variables de estado del proceso. Sin mencionar el enorme desarrollo en algoritmos de control que durante décadas se realizó de forma teórica, aunque mucho más limitadas fueron las aplicaciones prácticas, tratando de mejorar las prestaciones de los controles automáticos. Pero los controles lineales industriales actuales, aún con todas las sofisticaciones implementadas, son susceptibles de mejorar mucho. Surge entonces la idea del Control No Lineal. La idea de realizar un control no lineal de un proceso industrial no solo es atractiva porque se puedan sustituir los controles más clásicos, si no porque se pueden mejorar las prestaciones de estos. En efecto, un control no lineal trabaja mucho mejor en un amplio rango de operación de la planta, o en la totalidad de ese rango; no solo entorno a un punto de funcionamiento, y además el control es más rápido.

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En la mayoría de los procesos industriales hay que controlar sistemas que son intrínsecamente inestables y con considerables tiempos muertos o retardos, debidos al transporte de masa, energía e información, entre otras causas. Estos sistemas son difíciles de controlar. Los reguladores deben ser ajustados de forma que hacen lenta la respuesta de la planta, para no causar inestabilidades. Con el control no lineal que se realizará en este Proyecto, se compensan las no linealidades de la planta real constantemente, utilizando en un lazo interno, solo las medidas habituales de los sensores y un algoritmo no lineal. Además se consigue desacoplo, es decir, cada señal de control actúa solo sobre una variable de respuesta del proceso, lo cual es sin duda una ventaja pues se evitan interacciones. El conducir ahora las variables del proceso a valores de consigna es fácil, el sistema es ahora una matriz diagonal de integradores, y con un lazo de realimentación externo se consiguen los objetivos. Esto se ha comprobado teóricamente, en simulación y en pruebas experimentales preliminares en la Planta Piloto real. La carga computacional requerida no es nada elevada y no se necesita instrumentación específica para realizar este tipo de control. El rendimiento es claramente superior a otros controles industriales lineales actuales. Aunque el control anterior es claramente mejor que los clásicos y directamente aplicable en la Industria, en el Proyecto, aparte de realizar y afinar lo anterior, vamos a resolver el importante problema de los retardos. Para ello usaremos la técnica de los “predictores”, ello supone una realimentación anidada de los reguladores del lazo externo de control, mediante los modelos del proceso y del retardo. El diseño de los reguladores, ahora, es más sensible a errores en los modelos; en el control, influye mucho también, el diseño de los filtros digitales necesarios. Hay que hacer un diseño cuidadoso, llegando a obtener un buen comportamiento tanto en el seguimiento de consignas como en el rechazo de perturbaciones originadas por cambios de carga en el funcionamiento normal de la planta. El objetivo es, hablando en términos del “dominio de la frecuencia” ajustar adecuadamente el ancho de banda del sistema. El resultado es que el control ahora será lo más rápido posible, sin sobre impulsos ni inestabilidades, en definitiva, mucho mejor que otros controles industriales que están funcionando en la actualidad, y lo que es más, directamente aplicable en la Industria. sencillo, rápido y barato. Duración total y actividades a realizar La duración del Proyecto se estima en un año. Enero/Febrero a Diciembre inclusive. Las actividades a realizar son las siguientes y en todas ellas colaborará el becario D. Rubén Miranda Cuevas: 1ª Fase: Reunir y completar la información necesaria para realizar el Proyecto, puesta a punto de la instalación, comprobar su correcto funcionamiento y solventar los problemas que eventualmente puedan surgir, realizando y completando pruebas preliminares. 2ª Fase: Realizar y completar los estudios teóricos correspondientes a los controles automáticos que se van a diseñar. Proceder a un modelado riguroso de la Planta Piloto real, de sus retardos y, proceder a simular su control con los reguladores que se plantean. 3ª Fase: Proceder a realizar el control no lineal de la Planta Piloto real. 4ª Fase: Proceder a realizar el control no lineal incluyendo las modificaciones para compensar los retardos. 5ª Fase: Mejorar las prestaciones de los controles resultantes, afinando diseños, para cumplir especificaciones exigentes. 6ª Fase: Realizar estudios comparativos entre el rendimiento de los controles resultantes de la realización del Proyecto, con los resultados mostrados por los mejores controles industriales clásicos existentes, sacando conclusiones para su posible transferencia a la Industria.

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Plan de divulgación de los resultados En cuanto al plan de divulgación de los resultados de la investigación, se procederá siempre a mencionar al IUTA, por su soporte económico, en cuantos informes, conferencias, cursos, seminarios, ponencias, congresos y artículos científicos se expliquen los resultados y técnicas realizadas en este Proyecto. En primer lugar se realizará un informe con los resultados de la investigación, accesible a los especialistas y público en general, incluso disponible en Internet. Se escribirá una monografía sobre el Tema Se propondrá la realización de conferencias, cursos y seminarios dentro de la Universidad y del entorno empresarial entre otros. Se presentarán ponencias en Congresos Nacionales/internacionales, según el caso. Aquellas ideas innovadoras y originales derivadas de la realización del Proyecto, se tratarán de formalizar y plasmar con el máximo rigor, para enviarlas para su publicación, a alguna Revista Internacional, con alto índice de impacto, dentro del campo de La Ingeniería de Control Automático.

3. MEMORIA ECONÓMICA PROYECTO Nº9 Gastos (Justifíquense en hoja aparte):


2.250€ (1 beca 3 meses) 15.896,53€ 18.146,53€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS

Proyecto Internacional (DEPs.Universidades)

Planta piloto 15.896,53 €



2.250€ (1 beca 3 meses) 2.250€

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(Actividad de cada fase: Comentadas en el capítulo de “Duración total y actividades a realizar”.)

El Proyecto se realizará con un becario a jornada completa.


Control No lineal Robusto de una Planta Piloto Multivariable


1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

4ª FASE

5ª FASE

6ª FASE


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ANEXOS: CARTAS DE ENTIDADES COLABORADORAS

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PROYECTO Nº10


Título: Evaluación del impacto acústico subacuático de un parque de turbinas eólicas off-shore. Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Katia María Argüelles Díaz Tfno: 985181921 E-mail: [email protected] Otros investigadores: Jesús Manuel Fernández Oro José González Pérez Empresas o instituciones colaboradoras. Entidad 1: Clúster de Energía, Medio Ambiente y Cambio Climático de la Universidad de Oviedo. Ubicación: la entidad no está vinculada a un solo municipio, sino que se ha formado por la agregación de un amplio número de equipos de investigación, empresas y entidades públicas y privadas de toda Asturias. En concreto, varios miembros de la agregación pertenecen o están vinculados al municipio de Gijón: entre las instituciones, Ayuntamiento de Gijón, Parque Científico Tecnológico de Gijón, Autoridad Portuaria de Gijón, etc., así como numerosas empresas del sector productivo del municipio y equipos de investigación vinculados al Campus de Gijón. Grado de interés: Una de las actuaciones más relevantes del Clúster es la construcción de una Estación Experimental Off Shore emplazada en el mar Cantábrico, en la que entre otras tecnologías se planea investigar sobre energía eólica marina. De cara a la posible instalación de aerogeneradores en esta estación, el Clúster muestra su interés en disponer de una herramienta que permita evaluar el posible impacto acústico de estas máquinas sobre el medio subacuático (se adjunta carta de apoyo). Descripción de la colaboración:

El Clúster colaborará con el equipo investigador en la selección de una geometría para su estudio, basándose en un emplazamiento adecuado en la costa con sus características geográficas y meteorológicas.

El Clúster también colaborará en la selección y caracterización acústica de un aerogenerador para su estudio, basándose en datos de máquinas en el mercado.

La herramienta de evaluación de impacto acústico desarrollada en este Proyecto podrá contrastar su validez y adecuación a un caso real cuando se construya la estación experimental off-shore y se instalen en ella uno o varios aerogeneradores.

Entidad 2: Ingeniería Acústica 3. Ubicación: Parque Científico Tecnológico de Gijón. Grado de interés: Como ingeniería y consultoría especializada en acústica medioambiental, la adquisición de conocimiento sobre la evaluación del impacto acústico subacuático de un parque de turbinas eólicas off-shore, es fundamental de cara a la prestación de servicios de calidad a futuros clientes. Descripción de la colaboración:

Ingeniería Acústica 3 colaborará con el equipo investigador en la revisión de bibliografía científica.

Ingeniería Acústica 3 aportará asimismo horas de personal para llevar a cabo las simulaciones de propagación de ruido al medio marino por las turbinas eólicas.

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Participación en reuniones de seguimiento del Proyecto.

Utilización compartida de medios materiales disponibles.

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación e interés del proyecto La energía eólica representa hoy en día una de las fuentes energéticas más económicas y con una tecnología de aprovechamiento totalmente madura. La Unión Europea se ha planteado ambiciosos objetivos encaminados a cubrir sus demandas energéticas de forma menos agresiva con el medio ambiente. En este contexto, el ruido emitido por los aerogeneradores es uno de los principales obstáculos para el desarrollo de parques eólicos, ya que puede propagarse fácilmente a grandes distancias y se genera de manera continua durante las 24 horas del día. En el caso de parques marinos (off-shore), la facilidad de propagación es aún mayor debido a que el mar es una superficie muy reflectante, y por tanto no existen los efectos de atenuación presentes en tierra firme. Por otro lado, la baja rugosidad superficial del mar en comparación con cualquier tipo de terreno disminuye la intensidad de la turbulencia generada, lo que puede afectar de forma importante tanto a la propagación del ruido como a la interferencia entre las estelas de varias turbinas eólicas, que no se disiparán con tanta facilidad como en tierra (mayor disipación del efecto estela a mayor intensidad de turbulencia en el viento). Además, el aumento de las instalaciones eólicas off-shore, con turbinas cada vez de mayor potencia, ha despertado el interés sobre su posible impacto en el medio ambiente marino. Tanto los mamíferos marinos como los peces utilizan sonidos para orientarse, comunicarse y buscar bancos de alimentos, por lo que son susceptibles de sufrir efectos negativos tanto durante la construcción como durante la operación de los parques eólicos off-shore. La zona de impacto sobre el medio marino depende principalmente de las condiciones de propagación del sonido bajo el agua, ya que se generan elevados niveles de presión sonora cuyos efectos podrían extenderse a varios kilómetros de distancia. De acuerdo con la problemática expuesta, en este Proyecto se propone desarrollar una herramienta para la evaluación y predicción del impacto acústico subacuático de un parque de turbinas eólicas off-shore, que pueda aplicarse en la fase de estudios previos a su implantación. Esta propuesta es continuación directa de un Proyecto financiado por el IUTA en la convocatoria 2012, titulado “Desarrollo de una herramienta de evaluación del impacto acústico de un parque de aerogeneradores off-shore”, en el que la Profesora Katia María Argüelles Díaz ha participado como investigadora. En dicho trabajo se ha adaptado un software comercial de propagación acústica a la problemática específica de estudio, mediante la selección de los parámetros físicos, geométricos y de cálculo más realistas, comprobándose la validez de los resultados del modelo mediante la aplicación del método de cálculo propuesto en la norma ISO sobre propagación de sonido al aire libre. Además se ha elaborado un documento metodológico que recoge todos los resultados relevantes del estudio, que podrá utilizarse como guía cuando se aborde un nuevo estudio de evaluación de impacto acústico de parques marinos de turbinas eólicas. Con este nuevo Proyecto se pretende extender los resultados, la metodología y el conocimiento alcanzados con las investigaciones previas al estudio de la propagación de ruido por las turbinas eólicas al medio marino subacuático, con vistas a determinar su impacto sobre la pesca y los mamíferos marinos. La temática del Proyecto encaja a la perfección en el Clúster de Energía, Medioambiente y Cambio Climático, creado en la Universidad de Oviedo en el marco de su designación como Campus de Excelencia Internacional. El clúster potencia la investigación orientada al desarrollo tecnológico y la innovación en sectores estratégicos para la región, como el diseño y la fabricación de bienes de equipo y la industria ligada a las energías limpias y la eficiencia energética. Se busca la focalización de la industria regional hacia sectores de alto valor añadido capaces de generar empleo de calidad y que le otorguen visibilidad internacional. En esta línea, una de las actuaciones más relevantes del Clúster es la construcción de una Estación Experimental Off Shore (E2O) emplazada en el mar Cantábrico que permitirá desarrollar tecnologías e investigar sobre generación, transporte y almacenamiento de energía renovable off-shore, mitigación medioambiental y mediciones en el medio marino relacionadas con el cambio climático. La ubicación propuesta para E2O se encuentra en una zona de elevada explotación pesquera, por lo que este Proyecto es relevante con vistas a conocer el posible impacto de la estación experimental sobre la pesca. Además, el estudio sobre impacto acústico de aerogeneradores que se plantea en este Proyecto podrá transferir y aplicar conocimientos a esta y otras actuaciones del clúster, y contribuir por tanto a aportar importantes beneficios

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para el desarrollo tecnológico de la región. Complementariamente, la herramienta de evaluación y predicción propuesta podrá probar su validez y adecuación a un caso real cuando se construya la estación experimental. Asimismo, la temática de este Proyecto también encaja con el perfil de la empresa Ingeniería Acústica 3, por estar especializada en acústica medioambiental, realizando entre otras actividades: servicios de consultoría, ingeniería y laboratorio acústico; mediciones de parámetros acústicos; elaboración de mapas acústicos dinámicos; realización de planes de acción; monitorización de fuentes de ruido; evaluación de impacto ambiental de infraestructuras viarias, industriales y de actividades; apoyo técnico a las administraciones públicas; diseño y desarrollo de medidas correctoras o soluciones de reducción de ruido en el exterior, etc. Su participación en el Proyecto les permitiría adquirir el conocimiento y la experiencia necesarios para la futura prestación de servicios a potenciales clientes, lo que ampliaría su proyección en el mercado, tanto nacional como internacional. Estas razones ponen de manifiesto que el estudio planteado aportará conocimientos de carácter básico, potencialmente transformables en prácticos para el desarrollo tecnológico, favoreciendo la implantación de tecnologías energéticas comprometidas con el respeto medioambiental y contribuyendo a una vida más cómoda y saludable. Objetivos del proyecto 1. Establecer los posibles efectos perjudiciales de la contaminación acústica sobre la fauna marina. 2. Desarrollar una herramienta para establecer el impacto acústico subacuático de una turbina eólica off-

shore de potencia sonora conocida. 3. Aplicar la herramienta desarrollada para establecer la influencia sobre el impacto acústico subacuático de

la orografía del terreno y del acoplamiento de varias turbinas en un parque eólico marino. 4. Elaborar un documento metodológico que sirva de guía cuando se aborde el estudio de impacto acústico

subacuático de un nuevo parque de turbinas eólicas off-shore. Duración total y actividades a realizar Las actividades del Proyecto se realizarán siguiendo las fases que se resumen a continuación: Fase 1: Revisión bibliográfica de la literatura científica, centrada en los siguientes aspectos:

Efectos de las turbinas eólicas sobre los mamíferos marinos y los peces: molestias, percepción de infrasonidos, etc.

Evaluación del impacto acústico de turbinas eólicas: métodos de medida y predicción.

Regulaciones, normativas y políticas de planificación de parques eólicos off-shore.

Fase 2: Selección de una turbina eólica adecuada y de la orografía de su entorno, basándose en un emplazamiento adecuado en la costa. Fase 3: Predicción numérica de la propagación del ruido subacuático generado por la turbina eólica seleccionada al medio marino. Este trabajo se realizará con un software comercial de propagación acústica de propósito general disponible en el Área de Mecánica de Fluidos. El trabajo del equipo investigador consistirá en adaptar este programa a la problemática específica de estudio, mediante la selección de los parámetros físicos, geométricos y de cálculo más adecuados y realistas: condiciones de contorno, tamaños de mallado, modelo de propagación, parámetros de reflexión y refracción en los contornos, frecuencias de interés, etc. Fase 4: Aplicación del modelo de predicción a un parque marino formado por varios aerogeneradores, realizando un análisis de la influencia de diferentes factores sobre el impacto acústico marino: distancia a la costa, orografía del lecho marino, número y forma de colocación de las máquinas, etc. Fase 5: Elaboración de un documento metodológico que recoja todos los resultados relevantes del estudio, y que pueda utilizarse como guía cuando se aborde un nuevo estudio de evaluación de impacto acústico de parques marinos off-shore. El becario solicitado colaborará activamente con el resto del equipo en las fases 1, 3, 4 y 5. Los investigadores del Proyecto y el personal de Ingeniería Acústica 3 llevarán a cabo las actividades 2 y 5.

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Plan de divulgación de los resultados El equipo investigador solicitante ha obtenido anteriormente una subvención del IUTA para la realización del Proyecto “Desarrollo de una herramienta de evaluación del impacto acústico de un parque de aerogeneradores off-shore”, correspondiente a la convocatoria 2012, para el cual ha realizado las siguientes actividades de divulgación:

Trabajo Fin de Máster de Dña. Sonia Carolina Martínez Beltrán, en el Máster Universitario en Ingeniería Energética: "Desarrollo de una metodología para la evaluación del impacto acústico de aerogeneradores off-shore", calificación Sobresaliente (10), propuesto para Matrícula de Honor.

Artículo en prensa regional sobre los resultados del Proyecto: La Nueva España del 8 de Octubre de 2012, entrevista con la investigadora principal del Proyecto.

Ponencia en los "Desayunos Tecnológicos 2012" organizados por el Parque Científico Tecnológico y el IUTA: sesión del 9 de Noviembre de 2012, sobre Evaluación y Control del Ruido Industrial. Ponencia titulada "Evaluación del impacto acústico de parques eólicos marinos", presentada por Dña. Sonia Carolina Martínez Beltrán. De este evento ha salida publicada una reseña en La Nueva España del 10 de Noviembre de 2012.

Artículo en revisión para el número especial de "Science of the Total Environment" dedicado a la contaminación por ruido: Martínez-Beltrán, S.C.; Velarde-Suárez, S.; Argüelles-Díaz, K.M., "Noise impact assesment of the Asturian experimental off shore wind farm".

Si se lleva a cabo este Proyecto, el equipo investigador se compromete a exponer sus resultados en una jornada divulgativa del IUTA, ya sea monográfica o como parte de un acto de temática más amplia. También se compromete a la publicación de los principales resultados del Proyecto en una revista científica de prestigio internacional en esta temática, agradeciendo en el texto de la manera habitual la financiación obtenida a través del IUTA y el Ayuntamiento de Gijón. Además, el equipo investigador se compromete a presentar una ponencia en el congreso “5th International Congress on Energy and Environment Engineering and Management”, que se celebrará en Lisboa del 17 al 19 de Julio de 2013, agradeciendo de la manera habitual la financiación obtenida a través del IUTA y el Ayuntamiento de Gijón. Referencias bibliográficas

Burton, T., Sharpe, D., "Wind energy handbook", Ed. John Wiley & Sons, 2001.

Fernández Díez, P, "Energía Eólica", Universidad de Cantabria.

Hansen, A.C., Butterfield, C.P., "Aerodynamics of Horizontal-Axis Wind Turbines", Annual Review of Fluid Mechanics 25: 115-149, 1993.

Harris, C.M., "Manual de medidas acústicas y control del ruido", McGraw-Hill, 1995

Proceedings of the Fourth International Conference on Wind Turbine Noise (CD). Rome, Italy, April 2011.

International Organization for Standardization, "Acoustics-Attenuation of sound during propagation outdoors", Part 1 (1990) and Part 2 (1989), ISO/DIS 9613-1 and 9613-2.

Rodríguez, J.L., Burgos, J.C., Arnalte, S., "Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica", Ed. Rueda, 2003.

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3. MEMORIA ECONÓMICA Gastos:


2.250€ (1 beca 3 meses) 2.250€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS



2.250€ (1 beca 3 meses) 2.250€


Evaluación del impacto acústico subacuático de un parque de turbinas eólicas off-shore.

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO

1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

4ª FASE

5ª FASE


1ª FASE Revisión bibliográfica de la literatura científica 2ª FASE Selección de una turbina eólica adecuada y de la orografía del terreno, basándose en un emplazamiento adecuado en la costa 3ª FASE Predicción numérica de la propagación del ruido generado por la turbina eólica al medio marino 4ª FASE Aplicación del modelo de predicción a un parque marino formado por varias turbinas eólicas 5ª FASE Elaboración de un documento-guía para la evaluación de impacto acústico subacuático de nuevos

parques eólicos off-shoANEXOS: CARTAS DE APOYO DE ENTIDADES COLABORADORAS

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PROYECTO Nº11


Título: Diseño de sistema estructural modular, en base a perfiles conformados abiertos, con posibilidad de ensamblaje múltiple. Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Ángel Martín Rodríguez Tfno: 985 18 22 36 e-mail: [email protected] Otros investigadores: Miguel A. Serrano López, Juan José del Coz Díaz, Francisco Suárez Domínguez. Empresas o instituciones colaboradoras. SE ADJUNTAN CARTAS DE APOYO -Modultec. (Gijón) -Arquitecto Pablo Martín Hevia. (Gijón) (Las cartas de apoyo de estas entidades se adjuntan en un anexo)

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO 2.1 Justificación e interés. Dentro del estudio de la Industrialización de la Construcción, una de las principales líneas de trabajo en las que se ha venido intensificando la investigación, es la construcción de elementos industrializados tomando como material de referencia base el acero. Además uno de los puntos de mayor interés se centra en el diseño y cálculo de sistemas estructurales basados en elementos lineales. Pues bien, este proyecto trata de desarrollar una nueva tipología estructural, completamente industrializada, basada en el desarrollo de diferentes elementos lineales, tanto de pilares como vigas. Estos elementos van a constituir un conjunto de bastidores metálicos, que darán respuesta al esquema estructural general de la edificación. El interés viene precedido por las grandes posibilidades que se presentan en esta época de crisis en el sector de la construcción, ya que ante las escasas expectativas de desarrollo futuro en la construcción tradicional, pueden surgir nuevas ideas que propongan un cambio de orientación del sector y aquí entendemos que surge una nueva oportunidad. En Asturias en general y en Gijón en particular existen multitud de empresas con una amplia experiencia en el sector del metal y la mayor parte de ellas con gran éxito internacional, y creemos que disponen de la tecnología necesaria para poder fabricar estos nuevos componentes industrializados. Esta característica mejoraría considerablemente en entorno económico regional proporcionando una entrada en un nuevo mercado nacional e internacional en el importante sector de la construcción.

2.2 Introducción y características de los sistemas estructurales objeto de estudio. Antes de entrar de lleno en los objetivos del proyecto, es necesario plantearse una serie de características necesarias que deben de establecerse cuando intentamos diseñar un nuevo sistema estructural ya que sobre él se van a marcar los objetivos del proyecto. La adopción de un sistema estructural depende de multitud de factores y la solución final se decide en función de varios criterios normalmente contrapuestos:

Mínima cantidad material estructural utilizado.

Reducción del espacio absorbido e interferido por los elementos estructurales.

Permitir una buena interrelación con el resto de los elementos constructivos.

El sistema debe ser flexible y adaptable a las necesidades del programa de funciones.

Económico y sencillo de ejecutar.

Seguridad estructural.

Consideración en la vida útil de la edificación, posterior desmontaje y reciclaje de materiales. Las soluciones que se vienen dando a estos criterios, desde el punto de vista de la Industrialización de la Construcción pasan por planteamientos de:

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Regularidad en el diseño Modulación dimensional, normalización de elementos estructurales. La seriación y homogenización de elementos estructurales. La normalización de uniones y facilidad de encaje. Los condicionamientos de transporte. Rapidez de ejecución y reducción de tiempos de espera.

2.3 Objetivos del proyecto Después de las consideraciones expuestas en el párrafo anterior, los objetivos de este proyecto son los que resultan de intentar cumplir con todas las características generales planteadas en el diseño de sistemas estructurales, aplicándolas a un nuevo sistema estructural basado en estos elementos lineales que van a constituir los conocidos bastidores metálicos. Los bastidores metálicos propuestos van resultar de la asociación de varias ideas y tecnologías, entre las que se encuentran:

Los pilares van basarse en tecnología de los sistemas de estanterías metálicas de uso industrial, de gran desarrollo en Asturias (Esmena, etc.)

Los dinteles requerirán un nuevo diseño que permita variar las luces con el mismo dintel. Las uniones deberán ser lo suficientemente rígidas y fáciles de montar como los utilizados por los

sistemas de estanterías El material a utilizar para los dinteles será un acero utilizado en la industria del automóvil, esto es

Acero Avanzado de Alta Resistencia (AHSS, por sus siglas en inglés), tipo Docol 1200M.

Figura 1. Modelo de soporte propuesto.

El proyecto propuesto implica por tanto la realización de un suficiente número de ensayos experimentales en el laboratorio que permitan llevar a cabo con posterioridad la validación del modelo numérico que se pretende desarrollar. Los ensayos se llevarán a cabo en los laboratorios del Departamento de Construcción e Ingeniería de Fabricación de la Universidad de Oviedo. Una vez caracterizados todos los componentes que pueden intervenir en el modelo propuesto, estos se “ensamblan”, obteniendo un modelo analítico que debe ser comparado con los ensayos experimentales y/o con una simulación numérica convenientemente validada que pueda servir de referencia. El ámbito técnico e industrial de la construcción industrializada sin duda se beneficiará de los nuevos modelos propuestos. Así diseñadores, calculistas y técnicos en general relacionados con la industrialización de la

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construcción se verán beneficiados al disponer de nuevos sistemas estructurales que les permitan una modulación más sencilla, gran flexibilidad de diseño para adaptarse a los requerimientos del programa funcional y ahorros sustanciales en el peso de acero. El éxito del proyecto podría permitir además la propuesta futura de fabricación y la ampliación de sus resultados a nuevos diseños de componentes industrializados.

Figura 2. Propuesta de diseño de sistema estructural modular.

2.4 Duración total y actividades a realizar:

Las actividades a realizar para llevar a cabo este proyecto, sobre la construcción de bastidores metálicos en base a componentes industrializados pueden agruparse en las siguientes fases:

1º) Completar y actualizar de modo exhaustivo el estado del arte sobre el tema. Participación del becario

2º) Propuesta de diseño y modelización de los nuevos componentes de bastidores metálicos, basados en coordinación modular y dimensional. Participación del becario.

3º) Propuesta de diseño de juntas y ensamblajes. Participación del becario.

4º) Simulación numérica a través del MEF, de los modelos propuestos. Optimización de diseños. Participación del becario.

5º) Diseño y fabricación del utillaje complementario a las máquinas de ensayo del laboratorio. Participación del becario.

6º) Definición y desarrollo del programa experimental de laboratorio. Participación del becario.

7º) Ensayo de soportes. Participación del becario.

8º) Ensayo de dinteles. Participación del becario.

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9º) Ensayo de bastidores. Participación del becario.

10º) Modelización numérica de los batidores metálicos. Participación del becario.

11º) Validación de la simulación numérica a partir de los resultados experimentales. Participación del becario.

12º) Solución final de bastidores metálicos. Participación del becario.

A todas estas actividades debe añadírsele la realización de los informes, la preparación de artículos para su publicación en revistas científicas y ponencias para congresos correspondientes al plan de divulgación que se resume en el punto siguiente. El becario que se solicita para el proyecto colaboraría de una manera global en todo el proyecto.

2.5 Plan de divulgación de los resultados:

Los resultados del proyecto pretenden ser divulgados en diferentes foros y revistas internacionales de máximo prestigio, tanto en puntos intermedios de la investigación como cuando se hayan obtenido sus resultados finales. El proyecto pretende obtener varias patentes, entre ellas el nuevo bastidor modular, el tipo de unión, etc. En el punto de la investigación en el que el diseño de componentes industrializados se haya finalizado, y los ensayos de laboratorio hayan concluido además de la validación de la simulación numérica sea satisfactoria, se prevé la presentación de los trabajos en diferentes congresos, siendo los preferentes: Eurosteel e ISTS. Eurosteel es el congreso más prestigioso de Europa en cuanto a las estructuras metálicas se refiere y se celebra con una periodicidad de 3 años lo que permite que los procesos de revisión de artículos y aceptación definitiva se lleven a cabo de manera rigurosa. Para la divulgación de los resultados finales se prevé la publicación de artículos en diferentes revistas científicas internacionales con alto índice de impacto y riguroso proceso de revisión. Posibles ejemplos serían “Engineering Structures”, “Thin Walled Structures” o el “Journal of Constructional Steel Research”. También se buscaría la publicación en revistas especializadas de ámbito nacional. A nivel local, se buscaría la difusión del proyecto en prensa, radio y televisión regional. Existe un gran interés de la sociedad local hacia el sector de la construcción, ya que este está directamente relacionado con las rentas familiares, empleo, etc. Si se propone un nuevo punto de vista sobre la construcción siempre va a ser bien recibido, sobre todo ahora donde la actividad está en una profunda crisis. Es un proyecto de interés para empresas regionales, a parte de las avalistas, ya que su desarrollo futuro podría crear una sinergia entre las empresas del sector de la construcción. El interés empresarial en ese campo de trabajo está muy claro, como lo demuestra el hecho de la existencia de una asociación asturiana para el desarrollo de la industrialización de la construcción (AAID)

2.6 Pretensiones últimas de proyecto:

Lógicamente el proyecto tiene la clara intención de que los nuevos diseño de sistema estructural modular, pase a la fase de fabricación y producción, por parte de las empresas que avalan el proyecto (Modultec y Arquitectura PM Hevia), en el caso de estar de acuerdo en todas las condiciones que se establecieran en su caso.

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2.250€ (1 beca 3 meses) 2.250€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS



2.250€ (1 beca 3 meses) 2.250€

1ª FASE: Estado del arte. 2ª FASE: Diseño, modelización y simulación MEF. 3ª FASE: Programa de laboratorio. 4ª FASE: Ensayos de elementos industrializados. 5ª FASE: Modelización numérica de los bastidores. 6ª FASE: Solución final de sistemas de bastidores metálicos.


Industrialización de la construcción: construir en base a bastidores metálicos


1ª FASE 1 becario JC

2ª FASE 1becario JC





Tiempo de beca subvencionada por el Ayto.

de Gijón (

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PROYECTO Nº12


Título: Aula de Ecodiseño Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Ramón Rubio García Tfno: 985 18 24 73 E-mail: [email protected]

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación e interés del proyecto 2.1 JUSTIFICACIÓN Incorporar el factor ambiental en la industria y en la sociedad asturiana es un objetivo del grupo de investigación IDEASCAD. Para ello se necesita en primer lugar instalar una cultura ad hoc entre los futuros gestores industriales: tanto trabajadores de PYMES como estudiantes actuales. El Aula de Ecodiseño se pone en marcha durante el curso 2011-2012 como un apoyo para el desarrollo de proyectos fin de carrera relacionados con el Ecodiseño. La formación que realiza actualmente es de una hora a la semana y aunque se ha abierto a toda la comunidad universitaria y a las empresas tecnológicas de la ciudad, aun es mayoritaria la asistencia por parte de estudiantes. AENOR ha mostrado su interés en potencial el Aula mediante un convenio con la Escuela Politécnica de Ingeniería.

Ilustración 1. Primera clase del Aula de Ecodiseño del curso 2012-13

INTERÉS PARA LAS EMPRESAS y PÚBLICO OBJETIVO Los beneficios que una empresa de Gijón puede alcanzar por la implantación de un sistema de gestión del proceso de diseño y desarrollo de productos o servicios según Rafael Mossi (Cámara de Comercio de Valencia) se pueden enumerar en el siguiente listado.

Prevenir la contaminación de los productos puestos en el mercado, contribuyendo al desarrollo sostenible.

Reducción de costes debido a una desmaterialización, eficiencia energética, reducción de residuos producidos, minimización de riesgos ambientales, optimización en la distribución, adecuación al uso de los envases y embalajes.

Incremento del valor de los productos debido a considerar el factor medioambiental en su etapa de diseño y desarrollo.

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Una mejora en la comunicación externa de los valores que posee y transmite dicho producto.

Genera una mayor participación e implicación del personal interno de la empresa con el fin de participar en la mejora continua de los productos que la empresa comercializa.

Potencia y aumenta la efectividad de los sistemas de gestión medioambiental ofreciendo un marco ideal para la mejora continua.

Sistematiza la acción de diseño pudiendo quedar registrado el “saber hacer” en esta etapa cada vez más importante en la competitividad empresarial. Este conocimiento también se refiere a los impactos medioambientales potenciales que se pueden producir a lo largo de todo el ciclo de vida del producto o servicio.

Ayuda a cambiar de visión estratégica empresarial pasando de producir y vender un producto a satisfacer una necesidad de una sociedad sin menoscabo de la calidad de vida de ésta, pasando de producto a servicio.

El ecodiseño es un motor de innovación, preparando y motivando a la empresa a innovar con el fin de mejorar su relación con el medio ambiente.

Ayuda a los clientes a cumplir con la legislación medioambiental vigente así como con otros Reglamentos o compromisos suscritos por éstos.

Mejora la imagen de la empresa, siempre que realice una campaña veraz y transparente de las acciones de ecodiseño realizadas.

Con la certificación, la empresa podrá demostrar que cuanto comunicado en esta materia es una expresión veraz de lo que está realizando en favor del medio ambiente.

Desde IDEASCAD queremos potenciar el ecodiseño en la empresa municipal de la misma forma que lo ha hecho el Aula de Ecodiseño de la Universidad del País Vasco que este año cumple su décimo aniversario y que ha formado a casi un centenar de estudiantes de los que actualmente el 70% es responsable actualmente del diseño ambiental de producto en su empresa. Ésta es la referencia para este proyecto que pretende lograr su estabilidad durante este curso. El interés para las empresas es indudable aunque también es cierto que la situación económica actual y la inercia de la industria asturiana hace que todas las iniciativas desde la Universidad, la fundación Prodintec, el Club Asturiano de la Calidad y el Club Asturiano de la innovación no hayan calado de forma continua. El interés para la sociedad se hizo patente con la repercusión que tuvo en la prensa asturiana el día de la inauguración del Aula de Ecodiseño en el mes de octubre en la que todos los medios impresos y de radio se hicieron eco de la noticia.

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Ilustración 2. Noticia en prensa el día de la inauguración del Aula de Ecodiseño

OBJETIVOS El principal objetivo del proyecto es dar estabilidad al Aula de Ecodiseño. Para ello, para el curso 2012-13, se han establecido por parte del grupo IDEASCAD tres objetivos: 1. Impartir formación en ecodiseño. 2. Apoyar a los alumnos de la EPI de Gijón que estén realizando su proyecto fin de grado en ecodiseño. 3. Difundir las actividades del Aula de Ecodiseño entre las empresas asturianas. Duración total y actividades a realizar Para el cumplimiento de los objetivos anteriormente descritos, el grupo de investigación cuenta con recursos propios, pero la principal carencia sigue siendo el apoyo de personal. A continuación se muestran las principales tareas a realizar y la participación del personal becado.

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OBJETIVO TAREA BECARIO

1

1.1. Preparar semanalmente la formación a impartir

1.2..Contactar con profesionales en ecodiseño con el fin de impartir docencia en el Aula si

1.3. Mantener actualizada la web de formación del Aula de Ecodiseño si

1.4. Elaborar una documentación que recoja todo lo impartido en el Aula durante el curso

si

2 2.1. Facilitar información concreta a cada proyecto fin de grado

2.2. Buscar empresas interesadas en los resultados del proyecto fin de grado si

3

3.1. Visitar empresas asturianas mostrándoles los del Aula de Ecodiseño si

3.2. Buscar empresas tractoras en proyectos de ecodiseño si

3.3. Facilitar los trámites de colaboración entre empresas y el Aula de Ecodiseño

3.4. Mantener informada a la empresa de la evolución de los proyectos de investigación si

El proyecto tiene una duración de 9 meses: enero a septiembre. Las tareas tienen simultaneidad en el tiempo desde el primer momento. Plan de divulgación de los resultados El grupo de investigación ha realizado diferentes actividades de divulgación previa de resultados subvencionados por el IUTA. En los últimos dos años destacamos: 20-Junio-2012: Curso de ecodiseño en colaboración con la UCL (Londres) 25-Noviembre-2010, Jornada divulgativa sobre BIOMÍMESIS. PCT de Gijón dentro de las actividades de la Semana Europea de Prevención de residuos. 19-Octubre-2010: Seminario sobre fabricación aditiva aplicada a joyería 20-Septiembre-2010: Curso: “Nuevas tecnologías de diseño y fabricación para joyería” 18-Noviembre-2009: Seminario del IUTA: “Fabricación aditiva, una apuesta por la innovación”

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Ilustración 3. Clase de biomimética impartida por el Dr. Julian Vincent desde Bath a Londres y a Gijón

Ilustración 4. 25-Noviembre-2011, jornada divulgativa sobre BIOMÍMESIS

Ilustración 5. 19-Octubre-2010, seminario sobre fabricación aditiva aplicada a joyería

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Ilustración 6. 11- Noviembre-2009. Fabricación aditiva: una apuesta por la innovación



2.250€ (1 beca 3 meses) 2.250€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS

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2.250€ (1 beca 3 meses) 2.250€

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PROYECTO Nº13


Título: Affective-centered Smart Cities: el paradigma de la Computación Afectiva en la configuración de una nueva experiencia ciudadana INVESTIGADOR RESPONSABLE Javier Suárez Quirós Teléfono: 98 518 26 48 E-mail: [email protected] INVESTIGADORES MIEMBROS DEL IUTA Ramón Gallego Santos Teléfono: 98 518 22 57 E-mail: [email protected] OTROS INVESTIGADORES Sarai Allende Rodríguez Ingeniero Técnico Industrial especialidad Mecánica (U. de Oviedo) Master en Gestión del Diseño Industrial (U. de Oviedo) Carlos Fuentes García Ingeniero Técnico Industrial especialidad Mecánica (U. de Oviedo) Master en Gestión del Diseño Industrial (U. de Oviedo) Gerente Triciclo Gestión y Diseño, S. L. GRUPOS IMPLICADOS Grupo de Investigación I3G (Investigación e Innovación en Ingeniería Gráfica) Área de Expresión Gráfica en la Ingeniería Escuela Politécnica de Ingeniería Campus de Gijón | Universidad de Oviedo EMPRESAS O INSTITUCIONES COLABORADORAS: Ayuntamiento de Gijón Concejalía de Desarrollo Económico y Empleo

Colaboración: Participación en el grupo de trabajo (Tarea 1) y en el gabinete de análisis de viabilidad empresarial (Tarea 9). Implicación en las tareas de difusión del proyecto (Tarea 8).

Gobierno del Principado de Asturias Dirección General de Administración Local

Colaboración: Participación en el grupo de trabajo (Tarea 1) Triciclo Gestión y Diseño, S. L. Centro Municipal de empresas de Gijón (Ed. Cristasa) Avda. de la Argentina, 132; 33213 Gijón (Asturias)

Colaboración: Aportación al proyecto durante un año de un becario de investigación a tiempo parcial (coste estimado: 5400 €). Participación activa en el desarrollo del proyecto. Compromiso futuro de generar patentes conjuntas y/o apertura de nuevas líneas de negocio.

LABoral Centro de Arte y Creación Industrial Los Prados, 121; 33394 Gijón (Asturias)

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Colaboración: Participación en el grupo de trabajo (Tarea 1) y cesión de espacios y equipamientos en sus instalaciones. Implicación en las tareas de difusión del proyecto (Tarea 8)

Fundación PRODINTEC Avda. del Jardín Botánico, 1345; 33203 Gijón (Asturias)

Colaboración: Participación en el grupo de trabajo implicado en la reflexión sobre nuevos modelos de negocio dentro del paradigma de las ciudades culturales y creativas (Tarea 9)

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO 2.1 OBJETIVOS GENERALES

1. Incorporar nuevos discursos al paradigma de las Smart Cities, subrayando la trascendencia de la interacción afectiva entre la ciudad y sus habitantes.

2. Proponer un marco conceptual para la reflexión sobre el nuevo papel que el ciudadano adopta en el modelo de ciudad inteligente.

3. Reforzar las relaciones semióticas que inspira la ciudad, potenciando una mayor integración de los referentes físicos denotativos con la realidad no-visible connotativa y abierta a interpretación.

4. Redefinir la complejidad del sistema ciudad, haciendo tangible la información no-visible para proponer modelos de comprensión innovadores.

5. Validar el uso de la tecnología como catalizador de esa nueva relación, propiciando un interface para el reconocimiento de la nueva cognición del medio urbano.

6. Subrayar la importancia que poseen las tecnologías abiertas (tanto hardware como software) en la consecución de estos objetivos.

7. Apostar por la creación de productos vanguardistas de alto valor añadido que sean patentables o que promuevan la creación de nuevas empresas creativas con modelos de negocio innovadores.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Creación de un grupo de trabajo interdisciplinar para favorecer la integración de los múltiples discursos en la propuesta.

2. Diseño y fabricación de un prototipo funcional mediante tecnologías abiertas (como Arduino) para la captación somática de registros indicadores del estado afectivo, capaces de geolocalizar dicha información y registrarla en servidores abiertos creados para el internet de las cosas (IoT).

3. Modelización geolocalizada de los datos socioeconómicos, culturales y ambientales asociados al punto geográfico del espacio urbano analizado.

4. Diseño e implementación mediante herramientas de software libre (como Processing) de un interface de visualización de datos avanzado y multicapa para la integración de toda la información recogida, a disposición de toda la ciudadanía.

5. Diseño e integración en un dispositivo portátil de Realidad Aumentada (RA) del entorno avanzado de visualización para integrar la materialidad enriquecida que aportan los datos citados con la infraestructura física del espacio urbano.

6. Realización de una prueba piloto en la ciudad de Gijón entre grupos de control previamente analizados y definidos.

7. Proponer la creación de un grupo de trabajo entre las entidades participantes que explore los nuevos modelos de negocio asociados a esta propuesta con la finalidad de valorar la viabilidad de empresas creativas emergentes en este sector.

2.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

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El mundo está experimentando un periodo de extrema urbanización como jamás se había visto antes. Si bien el proceso migratorio hacia las ciudades se viene efectuando desde hace siglos, en los últimos años esta tendencia ha crecido de forma exponencial. Sólo en la República Popular China, más de 300 millones de habitantes se han desplazado del mundo rural a las ciudades en los últimos 15 años. En el futuro, las ciudades acogerán a cerca del 90% de la población del mundo y consumirán el 60% de la energía producida en el planeta, razones más que suficientes para impulsar el desarrollo de nuevas estrategias para la gestión de las ciudades. Varias iniciativas se han puesto en marcha para materializar protocolos de actuación que definan acciones correctoras. Una de las más populares es la denominada Smart Cities, que otorga la calificación de "inteligentes" a aquellas colectividades en donde las inversiones en capital humano, social y en infraestructuras de comunicación tanto tradicionales (transporte) y como modernas (ICT), fomentan un desarrollo económico sostenible y una elevada calidad de vida, acompañadas con una gestión racional de los recursos naturales a través de un gobierno participativo. El concepto de Smart Cities implica, epistemológicamente hablando, una concepción de las ciudades como sistemas complejos, acudiendo a la caracterización de los mismos realizada por Ludwig van Bertalanffy, un "sistema de sistemas" donde coexisten múltiples procesos ligados entre sí que resulta complejo analizar de forma individualizada y que generan un efecto sinérgico, haciendo que el todo sea mayor que la suma de las partes. Admitir esta realidad supone implícitamente aceptar la pluralidad de enfoques desde los que puede analizarse este nuevo paradigma, de modo que no existe un modelo único de Smart City, sino múltiples aproximaciones al fenómeno haciendo cada uno de ellos mayor hincapié en alguna de los principios estructurales que lo sustentan: Eficiencia en la gestión energética, transporte y movilidad urbana, e-gobierno y participación ciudadana, actividad económica, medioambiente o redefinición del papel de la ciudadanía. El holismo que conceptualmente sustenta a las Smart Cities justifica la transversalidad de las actividades de investigación que se relacionan con este paradigma, aglutinando discursos interdisciplinares bajo una perspectiva unificada. Además de estas categorías, merece mención especial la existencia de iniciativas de Smart Cities orientadas a la creación de infraestructuras experimentales de investigación para el avance en temáticas asociadas con la Internet del Futuro y sus aplicaciones. Se trata de proyectos de vanguardia donde es posible explorar nuevos discursos entre ciencia, tecnología, sociedad y cultura para tratar de descubrir las claves de nuestro porvenir planteando hipótesis de futuro que puedan ser contrastadas en el presente. El proyecto ACSC (Affective-centered Smart Cities) se adscribe a esta categoría y centra sus objetivos en la definición de un nuevo marco para la experiencia ciudadana, reinterpretando el concepto de empatía y estableciendo nuevos canales para el reconocimiento del impacto de la ciudad "no visible" sobre la infraestructura física. Con la tecnología existente hoy en día, es sencillo reconceptualizar las ciudades desde un punto de vista físico. La aparición de las tecnologías GPS (Global Positioning System) sobre sistemas GIS (Geographic Information System) ha posibilitado cartografiar la ciudad visible, en el sentido de establecer una relación de cercanía (de forma empática) no sólo con la estructura física de la misma (edificios, viales, zonas de esparcimiento), sino con otras subestructuras como las vinculadas con los suministros de materias primas (gas, electricidad), la gestión de residuos (alcantarillado, RSU) o la movilidad (líneas de transporte). Estas capas de información permiten integrar una visión más holística de la ciudad y crear un modelo de comprensión más avanzado, superponiendo a nuestra interacción con lo visible la constatación de lo que no está presente pero que resulta imprescindible para una concepción global. Ahondando en este concepto, hay "mucha más ciudad" que no resulta visible para los ojos del ciudadano, pero que sin embargo es fundamental para su configuración como unidad diferenciada. Es la "ciudad no-visible" que, paradójicamente, es percibida por todos: se trata del impacto social y emocional que tienen las infraestructuras físicas y el entorno medioambiental sobre el ciudadano. Aunque no tenemos una plasmación visual de estas implicaciones, nuestro registro sensorial está fuertemente condicionado por ellas, lo que incide de forma definitoria en la imagen mental que creamos acerca de nuestro entorno. ACSC persigue la definición y realización de una instalación prototipo que posibilite no sólo lograr la modificación de la sensorialidad de lo no-visible sino la adición del registro emocional de los ciudadanos en su interacción con la infraestructura física y ambiental. De ese modo, la tecnología va a actuar como traductor y catalizador de una nueva experiencia vital en el ámbito de la ciudad para una nueva comprensión de la misma, reactivando la cuestión acerca del verdadero papel que juegan los ciudadanos en su interacción con lo material. Es obvio que se impone una reciprocidad en la relación que también existe entre la "ciudad no-visible" y los

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ciudadanos, emulando las teorías de la mente que ubican en el concepto de la plasticidad cerebral la expresión somática de la empatía. El estado emocional influye de forma decisiva en el efecto que estas estructuras ocultas de información ejercen sobre los usuarios, apelando así una vez más a la percepción individualizada, variable en el tiempo y en el espacio, que poseemos de esta suerte de "materialidad enriquecida" cuyo definición y estudio propone el proyecto ACSC. Esta cuestión está íntimamente relacionada con el concepto de sensorialidad participativa como expresión particular de un paradigma más amplio que conocemos como computación afectiva. En una primera instancia, se propone lograr que los ordenadores reconozcan el estado emocional del usuario y actúen acorde a él. Se trata de “interacción implícita” (no necesariamente voluntaria) con la tecnología, sobre la base de la información fisiológica del usuario. Cambios de sudoración en la palma de la mano, ritmo cardíaco, tensión muscular y gestos faciales permiten a los ordenadores conocer información acerca del usuario y adaptar su comportamiento en tiempo real. Así, lo que denominamos computación fisiológica está orientada a la creación de interfaces que se ajusten a cada usuario y que sepan algo respecto del contexto en el que ocurre la interacción. La aparición de sensores y equipamiento hardware de dominio público para llevar a cabo la toma de datos así como su envío (como Arduino) resultan claves para poder recoger las alteraciones somáticas que implican los cambios afectivos creados por el medio. La medida integrada de estas constantes somáticas arroja una lectura cuantitativa del nivel de activación o arousal, pero su correlación con un estado emocional concreto no resulta tarea sencilla debido a la cuestión de la multimodalidad, es decir, el registro de fuentes de datos de naturaleza muy distinta que concluyen en una expresión unificada y valorable cuantitativamente. Existen diferentes mecanismos para establecer una relación entre ambas realidades, recurriendo a aproximaciones bayesianas relacionadas con la teoría de la probabilidad o a la aplicación de modelos de inferencia más complejos como redes neuronales, capaces de definir una respuesta ante una serie de estímulos tras el oportuno entrenamiento. Esta última aproximación es la empleada en el proyecto ACSC. El paso siguiente en aras de una integración participada es poder recoger y procesar adecuadamente la información generada por la sensorialización individual, con el fin de obtener así una caracterización fisiológica asociada. El advenimiento de la Internet de las Cosas (Internet of Things, IoT) está propiciando la aparición de redes de servidores de dominio público donde particulares, empresas e instituciones pueden registrar georreferenciadamente los datos captados por todos estos dispositivos. El paradigma denominado Big Data, es decir, la captura, almacenamiento y manipulación de cantidades ingentes de información de forma estructurada, actuará en el proyecto como respaldo para la captura de la sensorialidad emitida por los ciudadanos, facilitando la posterior integración de las bases de datos socioeconómicas, culturales y ambientales. Para que esta conexión sea fructífera, ambos data sets deben estar convenientemente georreferenciados. La proliferación de smartphones y de todo tipo de dispositivos móviles conectados permanentemente a Internet facilita en gran medida este proceso. Finalmente, esta materialidad enriquecida debe ser visualizada para provocar en el ciudadano la génesis de un nuevo modelo cognitivo del entorno que le rodea, haciendo evidentes las interconexiones que se establecen entre la estructura física y ambiental, claramente denotativa, y la información afectiva, socioeconómica y cultural, con un enfoque más connotativo, abierto a la interpretación hermenéutica. La visualización de datos es una disciplina transversal que utiliza el inmenso poder de comunicación de las imágenes para explicar de manera comprensible las relaciones de significado, causa y dependencia que se pueden encontrar entre las grandes masas abstractas de información que generan los procesos científicos y sociales. Mapear un conjunto de datos sobre otro, o un medio sobre otro, es una de las operaciones de la cultura informática actual y también algo común en el arte de los nuevos medios, como un operador sinergético de primera magnitud. También aquí las contribuciones en el ámbito del código abierto abren la puerta a una implementación robusta sin renunciar a una completa funcionalidad gracias a iniciativa como Processing (desarrollado por Ben Fry y Casey Reas en el Aesthetics and Computation Group del MIT MediaLab) o ARToolKit, librería bajo licencia GPL para desarrollar aplicaciones de usuario centradas en el empleo de realidad aumentada. 2.4 DIAGRAMA FUNCIONAL El diagrama del prototipo asociado al proyecto ACSC recuerda a los esquemas funcionales de la mente humana que comenzaron a proliferar en la década de los sesenta del pasado siglo y que se inspiran en el modelo computacional de Von Neumann, arquitectura que aún sigue presente en los microprocesadores de

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hoy en día. Implican la existencia de un sujeto que interactúa con su entorno y recoge información, la cual es enviada a una unidad de procesamiento superior, elaborando como respuesta una señal de salida enriquecida con respecto a los inputs de entrada. Para mejorar la calidad de la interacción del ciudadano con el medio urbano, en aras de la construcción de esa "materialidad enriquecida", el usuario se dota de tecnología a modo de interface catalizador. El dispositivo de entrada PSS (Portable Sensoring System) recoge, por medio de una serie de sensores sobre su cuerpo, señales somáticas tales como presión arterial, temperatura corporal, ritmo cardiaco o la conductividad epidérmica traducidas a escalas cuantitativas que informen sobre el nivel de activación del individuo o arousal (compañías como Affectiva, http://www.affectiva.com, comercializan soluciones de este tipo, aunque en el proyecto ACSC se pretende emplear hardware open source para poder crear un captador más adecuado no sólo en cuanto a la funcionalidad exigida sino a su relación ergonómica con el usuario). Esta información es recogida y enviada por medio de conectividad inalámbrica mediante un dispositivo Arduino especialmente diseñado para tal fin.

El data set creado es almacenado en servidores de dominio público preparados para acoger la multitud de información que generan los nuevos dispositivos interconectados "en la nube" y que conocemos genéricamente como internet de las cosas (IoT). Dicha información será procesada de forma georreferenciada. El problema radica en cómo obtener un estado emocional definido ante la pluralidad de estímulos somáticos de entrada, un proceso conocido como análisis multimodal. Las medidas sensoriales pueden convertirse en valoraciones cuantitativas del arousal mediante el módulo IME (Inference Multimodal Engine), definido como una red neuronal multinivel capaz de establecer dichas relaciones con el oportuno entrenamiento previo. Una determinada región del espacio urbano (como un barrio) queda caracterizada por el nivel medio del arousal detectado en cada instante para todos los ciudadanos que se encuentran sensorizados remotamente en dicho área. Para poder integrar el arousal promedio con los datos relacionados con el estado socioeconómico (pirámides

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de población, niveles de renta), cultural (creencias, estilos de vida), ambiental (concentración de gases, temperatura, climatología) o urbano (densidad de tráfico, consumo energético), es preciso que las bases de datos que albergan dicha información se mantengan actualizadas y conserven la georreferenciación gracias al módulo MDS (Multilevel Database System). El conjunto de captación e integración conforma globalmente el IPU (Integrated Process Unit) Gracias al dispositivo MVU (Multimodal Visualization Unit), los datos promediados del arousal en la región donde se encuentra el usuario junto con la información suministrada por MDS, se visualizan en capas mediante entornos de desarrollo basados en software público mediante dos interfaces distintos: hacia la ciudadanía en su conjunto mediante gráficos interactivos en entornos distribuidos (GDVI: Global Distributed Visualization Interface) y hacia el usuario individual mediante dispositivos portátiles de visualización, empleando realidad aumentada para ejemplificar la metáfora visual de la integración de información multimodal sobre la infraestructura física (ARMVD: Augmented Reality Multimodal Visualization Device) 2.5 INTERÉS 2.5.1 Ayuntamiento de Gijón. Concejalía de Desarrollo Económico y Empleo Gijón participa en diferentes proyectos de I+D+i con un objetivo común, convertirse en una Smart City, una ciudad inteligente que abogue por la sostenibilidad urbana, el ahorro energético y la consecución de servicios de calidad para los ciudadanos. El proyecto AFSC ahonda en una dirección con la que la ciudad ha decidido alinearse como estrategia de futuro para los próximos años. El Proyecto Ecomilla es un buen ejemplo del interés de Gijón por desarrollar iniciativas de esta índole; un proyecto novedoso de análisis y disminución del impacto de la movilidad en la Milla del conocimiento de Gijón. Un trabajo puesto en marcha con el apoyo de la Universidad de Oviedo y la Consejería de Medio Ambiente del Principado de Asturias, cuyo objetivo último es contribuir a la disminución de la contaminación generada por esta movilidad en el PCTG y las zonas cercanas. También en la Milla del Conocimiento, se ha desarrollado Gijón Living Car, un proyecto nacido para analizar el impacto en la sociedad de las nuevas formas de movilidad sostenible. Además, aparte de ser la primera ciudad asturiana con puntos de recarga para vehículos eléctricos en la vía pública, Gijón ahora va a realizar una ampliación de la red eléctrica de recarga del municipio. Por otro lado, Gijón participa en el Proyecto CASCADE, a través del Programa Europeo “Energía Inteligente en Europa” en el que 19 ciudades europeas están inmersas en 3 interesantes grupos de trabajo: la eficiencia energética en edificios y distritos, la energía en el transporte urbano y las Fuentes de Energía Renovable y Generación de Energía Distribuida, siendo este último, en el que el Ayuntamiento de Gijón, a través del Centro Municipal de Empresas de Gijón y el PCTG tiene un papel muy activo. Dentro de este afán de crecimiento como ciudad ecoeficiente, se inicia también, un innovador proyecto de I+D+i para la lectura de contadores de agua: SACIP “Sistema Autónomo de Comunicación in PIPE” una novedosa propuesta desarrollada por la Empresa Municipal de Aguas, la EMA junto con la Fundación CTIC y la Universidad de Oviedo. Además, a lo largo de 2012, se ha llevado a cabo con el Ayuntamiento de Gijón y el apoyo del Parque Científico-Tecnológico el proyecto Emociudad, una innovadora iniciativa que persigue captar los rasgos emocionales de las personas que viven, trabajan o desarrollan gran parte de su actividad diaria en nuestra ciudad. Las diferentes configuraciones del espacio urbano generan emociones en los ciudadanos que pueden ser medidas y analizadas. Esto nos permite detectar los aspectos claves que influyen en la percepción que las personas tienen del entorno en el que viven y, posteriormente, llevar a cabo planificaciones de entornos urbanos centrados en los usuarios que los van a disfrutar diariamente. La fase de investigación, liderada por el grupo I3G de la Universidad de Oviedo y la empresa Triciclo Gestión y Diseño, S.L., tuvo lugar en el pabellón del Ayuntamiento de Gijón durante la LVI Edición de la Feria Internacional de Muestras de Asturias, donde se recogieron más de 700 encuestas para caracterizar emocionalmente a la ciudad con el fin de establecer un nexo entre dicho espacio semántico y el espacio de propiedades configurable dentro del entorno urbano. El Ayuntamiento de Gijón desea participar en el grupo de trabajo interdisciplinar formado para el seguimiento del proyecto, la reflexión que susciten los temas planteados durante su desarrollo y la búsqueda de nuevo

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modelos de negocio. 2.5.2 Gobierno del Principado de Asturias. Dirección General de Administración Local Este órgano del Gobierno asturiano trata de atender adecuadamente las necesidades de coordinación con las entidades locales y busca intensificar con ellas fórmulas de cooperación, que permitan potenciar las cuotas de autonomía local y conseguir un incremento de la participación de los entes municipales en aquellos asuntos en los que aparezcan implicados intereses locales. Con carácter general, esta Dirección General estudia y formula las sugerencias en relación con las cuestiones que afecten al ejercicio coordinado de las competencias de las administraciones integrantes y a la cooperación entre la Administración del Principado de Asturias y los entes locales. Su implicación en el proyecto ACSC radica en la importancia que concede al paradigma de las Smart Cities como motor de innovación en las Administraciones Locales y a las distintas acciones de mejora que puedan ponerse en marcha para la convergencia con sus postulados. La Dirección General de Administración Local del Gobierno del Principado de Asturias expresa su deseo de participar en la composición del grupo de trabajo interdisciplinar formado para la concepción, seguimiento y análisis del proyecto, aportando una visión integradora y común de la realidad de las corporaciones locales en nuestra región. 2.5.3 Triciclo Gestión y Diseño, S. L. Para algunas de las empresas que apoyan y constatan su interés, los resultados de este proyecto suponen una oportunidad estratégica. Triciclo Gestión y Diseño es una Consultoría Estratégica de Diseño Industrial que pretende imbuir en las empresas y administraciones la cultura del Design Thinking, un nuevo paradigma que orienta de forma global a las organizaciones hacia el diseño como herramienta de innovación en el planteamiento estratégico, las relaciones con los distintos agentes (clientes, proveedores, usuarios, etc.) o la concepción integral de productos y servicios. En su manifiesto, Triciclo Gestión y Diseño refleja que los tres pilares que forman el planteamiento de la compañía son la metodología, la tecnología y la innovación, además de marcar como uno de sus objetivos el de crear nuevas experiencias que vinculen emocionalmente a los usuarios y cambien la manera de percibir los productos y servicios que le rodean. Para Triciclo Gestión y Diseño, estos puntos alcanzan su máxima plenitud en el proyecto ACSC, donde el concepto de sensorialidad participativa se lleva a su máxima esencia, poniendo al servicio de la sociedad una infraestructura y una información de un altísimo valor para cualquier ciudad. La innovación continua y la orientación de sus trabajos hacia la sociedad son dos de los principios que guían las acciones de Triciclo Gestión y Diseño, que ya posee varias herramientas relacionadas con el diseño industrial (KuT) o la accesibilidad universal (EDA), iniciativa reconocida positivamente por la Fundación ONCE. Para Triciclo Gestión y Diseño, esta iniciativa supone una apuesta decidida por continuar desarrollando nuevas metodologías y servicios que incorporar a su Know-how particular en el campo emocional de los usuarios, como lo fue durante 2012 el desarrollo del proyecto Emociudad, llevado a cabo este verano con gran éxito en la ciudad de Gijón, en el que se desarrolló una metodología para la aplicación de la Ingeniería Kansei en el diseño de entornos urbanos. Sin embargo, en este proyecto se va un paso más allá y sus objetivos lo convierten en una herramienta situada a la vanguardia de la innovación con la que Triciclo está plenamente alineada y que se considera de gran valor estratégico para la compañía y para el crecimiento futuro en torno a esta línea de trabajo con un potencial enorme en cuanto a las posibilidades que ofrece. Por ese motivo, Triciclo colaborará en el desarrollo de este proyecto activamente no sólo financiando uno de los colaboradores contratados durante un año para su realización, sino planteando la creación de una línea de negocio basada en la oferta de estos servicios de alto valor añadido, lo que conlleva la gestión de las posibles patentes y/o modelos de utilidad generados.

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2.5.4 LABoral Centro de Arte y Creación Industrial LABoral es una institución multidisciplinar que produce, difunde y favorece el acceso a las nuevas formas culturales nacidas de la utilización creativa de las tecnologías de la información y la comunicación (TICs). Su programación, transversal e integrada, está dirigida a todos los públicos y tiene como fin último generar y compartir conocimiento. LABoral Centro de Arte y Creación Industrial se inauguró el 30 de marzo de 2007 como espacio interdisciplinar para favorecer el intercambio artístico y fomentar la relación entre sociedad, arte, ciencia, tecnología y las industrias creativas. Es el único centro existente en España dedicado, desde su misma concepción, a la cultura tecnológica, la investigación artística, la producción, la formación, la exposición y la difusión del arte y las industrias creativas. Representa un nuevo modelo de centro de arte cuya programación tienen como soporte esencial la propuesta de estrategias de participación y diálogo en la intersección misma del arte y la creación industrial. Para alcanzar estos objetivos, la relación con el entorno más inmediato -Asturias, la sociedad regional y los artistas asturianos- y la colaboración con instituciones a las que mueven objetivos afines son pilares esenciales. Haciendo gala de este principio, LABoral ha mostrado gran interés por participar en el proyecto ACSC, no sólo como parte integrante de los grupos de reflexión señalados en la planificación del proyecto, sino brindando sus instalaciones y equipamientos para que puedan llevarse a cabo tanto los prototipos vinculados con su desarrollo como las acciones de difusión entre los colectivos directamente involucrados y la sociedad en general. 2.5.5 Fundación PRODINTEC PRODINTEC es un centro tecnológico especializado en el diseño y la producción industriales, que, desde su fundación en 2004, tiene como objetivo potenciar la competitividad de las empresas industriales mediante la aplicación de tecnologías y metodologías innovadoras tanto a sus productos como a sus procesos de fabricación y de gestión. PRODINTEC es una entidad privada sin ánimo de lucro, creada por iniciativa de un grupo de empresas de la región y por el Gobierno Regional, y forma parte de la red de Centros Tecnológicos del Principado de Asturias. La finalidad del centro tecnológico PRODINTEC, tal y como se recoge en sus Estatutos, es potenciar la competitividad de las empresas industriales aplicando avances tecnológicos tanto a sus productos como a sus procesos de fabricación y gestión. En esta dirección, cualquier avance tecnológico de vanguardia que implique la reflexión sobre nuevas oportunidades de negocio en cualquiera de las líneas de trabajo de PRODINTEC resulta de interés. El proyecto ACSC se inscribe dentro de este ámbito, por lo que la Fundación explicita su apoyo a la hora de la integración en el grupo de trabajo interdisciplinar que será formado para la detección de modelos alternativos que puedan tener acogida dentro del paradigma de las empresas culturales y creativas. 2.5.6 Empresas culturales y creativas Por otra parte, los resultados del proyecto pueden definirse como productos de alto valor añadido desde el punto de vista industrial, lo que abre la posibilidad no sólo de establecer patentes y/o modelos de utilidad, sino de fomentar el nacimiento de empresas en el sector de las industrias culturales y creativas. Se trata de organizaciones están llamadas a jugar un papel de primer orden en la competitividad de la economía española y en la transición hacia un nuevo modelo productivo. Ofrecen un elevado potencial como detonantes de procesos de innovación, activando los recursos, conocimientos y talento creativo, que son definitorios de este sector de actividad. Además, al tratarse de un sector muy intenso en factor trabajo, su desarrollo abre una perspectiva de incremento del empleo de calidad y un impulso notable de la economía basada en la creatividad y el conocimiento. Son fuente de innovación, crean puestos de trabajo y actúan de interfaz entre las distintas actividades sectoriales. Además, son una fuente de ventaja competitiva no reproducible en otro lugar, claves en el desarrollo de la innovación no tecnológica y poderosos motivadores de la innovación tecnológica, factores de desarrollo territorial y local y fuerza motriz de la transformación industrial. Asimismo, las ICC promueven el

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pluralismo y la diversidad cultural, y son un instrumento para promocionar no solo la «identidad española», sino también la europea. Por ello, la Estrategia 2020 de la Unión Europea recomienda incrementar el refuerzo e innovación de las industrias culturales y creativas como marco del futuro desarrollo de Europa. La actividad del sector en España (según los datos de la Cuenta Satélite de la Cultura que publica el Ministerio de Educación, Cultura y Deporte) ascendería a algo más de 41.000 millones de euros (un 4% del valor añadido total) y más de 625.000 empleos (un 3,1% del empleo total) en 2009 y destaca su gran dinamismo en la última década, que lo ha convertido en un sector estratégico por su capacidad dinamizadora de la actividad económica y el empleo. Entre los años 2000 y 2009, la actividad del sector de las ICC en España se ha incrementado un 47%, el empleo un 35% y las empresas un 36%. Más allá de su contribución directa al PIB y al empleo, las ICC también son importantes impulsoras de la innovación económica y social en otros muchos sectores, tales como la industria manufacturera, el turismo, la educación o la investigación. Los efectos indirectos de las ICC en términos de PIB alcanzarían los 10.000 millones de euros y generarían más de 180.000 empleos en actividades vinculadas con el sector, lo que contribuiría a incrementar la aportación del sector a la economía española, hasta situarla en el 5,2% del PIB y el 4% del empleo total en un plazo de cinco años. 2.6 DURACIÓN TOTAL Y ACTIVIDADES A REALIZAR El proyecto ACSC tiene una duración de un año y se estructura en las siguientes tareas: TAREA 1: Creación de un grupo interdisciplinar de trabajo Para poder satisfacer con eficacia el enfoque holístico que implica el proyecto ACSC, es preciso configurar un grupo de trabajo con técnicos y especialistas procedentes de diversas disciplinas tales como ingeniería, arte, filosofía, psicología, sociología y antropología. Las entidades de apoyo implicadas aportarán personal para poner en marcha este equipo interdisciplinar, encargado no sólo de las múltiples reflexiones que suscita la definición de un nuevo modelo cognitivo de comprensión del espacio urbano a lo largo de todo el proyecto, sino de todas las decisiones que conciernen al planteamiento tecnológico a seguir o las implicaciones sociales de las acciones adoptadas. TAREA 2: Estado del arte en las tecnologías implicadas Debido a los numerosos e incesantes avances que se producen en la comunidad global, es preciso llevar a cabo un análisis detallado de las tecnologías hardware y software opensource, una identificación de los proyectos en vanguardia así como la constatación de las relaciones sinergéticas que se pueden establecer entre ellas. TAREA 3: Diseño e implementación del módulo PSS (Portable Sensoring System) En esta tarea se aborda la concepción y desarrollo del módulo de captura de información sensorial somática, como temperatura corporal, presión sanguínea, ritmo cardiaco o conductividad epidérmica. Se llevarán a cabo acciones para definir la sensórica empleada así como la circuitería electrónica necesaria para transmitir los data set recibidos mediante dispositivos basado en Arduino dotados de comunicación inalámbrica. TAREA 4: Diseño e implementación de la unidad IPU (Integrated Process Unit) El módulo IPU aporta el valor relacional al proyecto ACSC, al integrar la integrar la información física y medioambiental con la lectura sensórica convertida en una cuantificación numérica del nivel de arousal, teniendo en cuenta la georreferenciación de todos los data set implicados.

TAREA 4.1: Configuración e implementación del Servidor IoT (Internet of Things) Los datos generados por el sensor activo PSS son enviados a un servidor de dominio público especialmente diseñado para albergar la ingente información enviada por dispositivos móviles reconocidos en la red. Las señales serán clasificadas en función del área urbana donde se encuentra el ciudadano. En esta tarea se llevan a cabo las tareas de configuración y vinculación con el hardware para su correcto funcionamiento.

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TAREA 4.2: Definición y programación del módulo IME (Inference Multimodal Engine) Los datos multimodales generados por el módulo PSS necesitan ser interpretados como un valor cuantitativo único que represente el nivel de activación del individuo. La tarea conlleva las acciones relacionadas con el diseño e implementación informática de la red neuronal multicapa y realimentada que establecerá esta correlación. También se encargará de programar las tareas de entrenamiento pertinentes de dicha red para proceder a su calibración previa. TAREA 4.3: Definición e integración del sistema MDS (Multimodal Visualization Unit) En esta tarea se definen las acciones relacionadas con la caracterización, definición e integración georreferenciada de las bases de datos vinculadas con el proyecto y que albergan información de tipo ambiental, urbana, socioeconómica y cultural. TAREA 4.4: Integración funcional de la unidad IPU La integración multimodal de la información generada por IME y MDS es el punto de partida para la creación de un nuevo modelo de comprensión de la ciudad. En esta tarea se definen las tareas adecuadas para establecer la vinculación entre las bases de datos, velando por su integridad y coherencia.

TAREA 5: Diseño e implementación del módulo MVU (Multimodal Visualization Unit) Recurriendo a librerías de dominio público, esta tarea se centra en la caracterización y desarrollo informático del módulo encargado de generar un modelo de visualización capaz de mostrar con eficacia la información integrada por IPU. La librería definirá y estructurará una serie de objetos gráficos organizados en capas para crear interfaces flexibles en dos módulos: GDVI y ARVMD

TAREA 5.1: Implementación del interface GDVI (Global Distributed Visualization Interface) La tarea consiste en la definición y desarrollo informático del módulo GDVI, responsable de generar una visualización en un entorno distribuido (como la Web) accesible desde cualquier tipo de dispositivo conectado a Internet. El control de la profundidad de la multimodalidad de los data set podrá llevarse a cabo mediante controles interactivos visuales y táctiles. TAREA 5.2: Implementación del interface ARVMD (Augmented Reality Visualization Multimodal Device) La nueva metáfora del espacio urbano adquiere su máxima expresión cuando los datos físicos y ambientales son visualizados de forma combinada con la información denotativa, dando lugar a una nueva realidad. Las técnicas de realidad aumentada permiten esta integración en dispositivos móviles. En esta tarea se lleva a cabo la definición y desarrollo informático del módulo ARVMD mediante librerías gráficas de dominio público especialmente diseñadas para tal fin. Al igual que en GDVI, se definirán una serie de controles interactivos para la modificación de la profundidad de los datos mostrados en cada momento.

TAREA 6: Integración funcional y operativa de los módulos La tarea se centra en la validación de la coordinación y coherencia existente entre todos los módulos interconectados antes de acometer la prueba piloto experimental. TAREA 7: Prueba piloto sobre grupo de control La fase de validación de la arquitectura generada se lleva a cabo sobre un conjunto de conjunto de ciudadanos previamente seleccionados dotados de la sensorización otorgada por el módulo PPS y que se desplazan por itinerarios y zonas definidas con anterioridad. Los usuarios deberán poder interactuar correctamente con los datos recogidos en el dispositivo portátil de Realidad Aumentada ARVMD, que mostrará una visualización

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fusionada de la infraestructura física con la información complementaria. Del mismo modo, sobre el interface Web distribuido GDVI, se mostrará una representación de la información multicapa configurable por el usuario en profundidad. TAREA 8: Difusión de resultados En esta tarea se pondrán en marcha los mecanismos de difusión comentados en el apartado 2.7 de la memoria del proyecto TAREA 9: Creación gabinete de trabajo para la evaluación de la viabilidad empresarial En consonancia con el modelo emergente de empresas creativas, la creación de esta arquitectura prototipo abre la puerta a la reflexión comercial tanto sobre el proyecto en su conjunto como sobre ciertas partes del mismo (la sensorialidad del módulo PPS o la visualización de datos complejos gestionada por MVU y sus dos interfaces asociados por ejemplo). En esta tarea se llevará a cabo un análisis estratégico en el marco del contexto actual, identificando oportunidades de negocio y abriendo la discusión a la adopción de modelos de negocio innovadores. En la constitución del grupo de trabajo resulta fundamental la participación de perfiles procedentes de las instituciones de apoyo, capaces de aportar visiones complementarias al proyecto desde perspectivas alternativas. Para poder acometer el desarrollo de las tareas propuestas con garantías de éxito, es preciso incorporar al equipo de investigación tres colaboradores a tiempo parcial durante toda la realización del proyecto. Se prefiere que estos perfiles tengan un enfoque tecnológico con conocimientos de Diseño Industrial, bien desde el ámbito de la Ingeniería, el Máster en Gestión del Diseño Industrial o desde la diplomatura superior en Diseño de Producto. Uno de los colaboradores será financiado por la empresa Triciclo Gestión y Diseño, S. L. reforzando así su compromiso con esta iniciativa. En el cronograma adjunto se muestran la distribución temporal de las tareas así como los recursos humanos asignados a cada una de ellas. 2.6.1 Cronograma del proyecto


1

2

3

4

4.1

4.2

4.3

4.4

5

5.1

5.2

6

7

8

9

BECA

2.6.2 Distribución de tareas

TAREA RECURSOS HUMANOS

TAREA 1: Creación de un grupo interdisciplinar de trabajo JSQ, RGS, CFG, C1, C2,

C3

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TAREA 2: Estado del arte en las tecnologías implicadas JSQ, SAR, CFG, C1, C2,

C3

TAREA 3: Diseño e implementación del módulo PSS (Portable Sensoring System) JSQ, SAR, C1, C2, C3

TAREA 4: Diseño e implementación de la unidad IPU (Integrated Process Unit) RGS, CFG, C1, C2, C3

TAREA 4.1: Configuración e implementación del Servidor IoT (Internet of Things) RGS, CFG, C1, C2, C3

TAREA 4.2: Definición y programación del módulo IME (Inference Multimodal Engine) RGS, CFG, C1, C2, C3

TAREA 4.3: Definición e integración del sistema MDS (Multimodal Visualization Unit) RGS, CFG, C1, C2, C3

TAREA 4.4: Integración funcional de la unidad IPU RGS, CFG, C1, C2, C3

TAREA 5: Diseño e implementación del módulo MVU (Multimodal Visualization Unit) JSQ, SAR, C1, C2, C3

TAREA 5.1: Implementación del interface GDVI (Global Distributed Visualization Interface) JSQ, SAR, C1, C2, C3

TAREA 5.2: Implementación ARVMD (Augmented Reality Visualization Multimodal Device) JSQ, SAR, C1, C2, C3

TAREA 6: Integración funcional y operativa de los módulos RGS, CFG, C1, C2, C3

TAREA 7: Prueba piloto sobre grupo de control RGS, CFG, C1, C2, C3

TAREA 8: Difusión de resultados JSQ, RGS, SAR, C1, C2,

C3

TAREA 9: Creación grupo de trabajo evaluación de viabilidad empresarial JSQ, RGS, CFG, C1, C2,

C3

2.6.3 Personal investigador

NOMBRE LEYENDA

Javier Suárez Quirós (Investigador Principal – Universidad de Oviedo) JSQ

Ramón Gallego Santos (Universidad de Oviedo) RGS

Carlos Fuentes García (Triciclo Gestión y Diseño) CFG

Sarai Allende Rodríguez (Máster en Gestión del Diseño Industrial) SAR

Colaborador C1 C1

Colaborador C2 C2

Colaborador C3 C3

2.7 PLAN DE DIFUSIÓN Con el fin de dar a conocer los resultados del proyecto ACSC, se indican las siguientes acciones de promoción:

1. Validación y discusión de los resultados obtenidos en foros profesionales tanto nacionales como internacionales. 2. Creación de una bitácora virtual que muestre diariamente los avances y las reflexiones vinculadas al proyecto a través de las redes sociales (Facebook y Twitter) y desde las páginas Web de las instituciones y empresas colaboradoras. 3. Organización de una jornada específica sobre los nuevos modelos de Smart Cities basados en la computación afectiva en colaboración con el IUTA y la empresa Triciclo Gestión y Diseño, S.L. (Fecha prevista: Diciembre 2013). Este esquema ya ha sido empleado en subvenciones anteriores del IUTA, como la jornada sobre Ciudades Emocionales llevada a cabo en el Edificio Polivalente de la Escuela Politécnica de Ingeniería de Gijón en Diciembre de 2011. 4. Promover una acción formativa sobre computación afectiva y sus implicaciones en las disciplinas tecnológicas para los alumnos del Campus de Gijón organizada desde el IUTA y la empresa Triciclo Gestión y Diseño, S. L. (Fecha prevista: Febrero 2014) 5. Puesta en marcha de un taller de Ingeniería emocional y computación afectiva en colaboración con el IUTA y LABoral Centro de Arte y Creación Industrial (Fecha prevista: Otoño 2013)

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6. Preparación de sesiones específicas sobre computación afectiva y su impacto sobre la concepción del diseño para los alumnos del Máster en Gestión del Diseño Industrial (2013-2014) 7. Preparación de artículos para publicación en revistas de alto impacto científico en el ámbito de la ingeniería y el diseño industrial, como Design Studies (ISI FI: 0.969), Design Issues o Human Factors (ISI FI: 1.187). 8. Preparación de ponencias para defensa en los principales congresos nacionales e internacionales relacionados con la disciplina, como Affective Computing and Intelligent Interaction (ACII) o Computational Intelligence and Affective Computing (CIAC). 9. Acciones de difusión y sensibilización dirigidas a los medios de comunicación y a la sociedad en su conjunto en colaboración con la Fundación ONCE y el IUTA, articulando acciones específicas dentro del Convenio Marco que sostiene la Fundación con la Universidad de Oviedo que muestren la idoneidad de este paradigma como aliado de la visión universalista del Diseño.



7.650€ 7.650 €

Ingresos:

Entidades

Personal

Fungible

Inventariable

Otros Gastos

TOTAL INGRESOS

Triciclo Gestión y Diseño, S. L.

5.400 € - - - 5.400 €

4. AYUDA SOLICITADA AL AYTO. DE GIJÓN Personal Fungible Inventariable Otros Gastos TOTAL GASTOS

2.250€ (1 beca 3 meses) 2.250 €

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PROYECTO Nº14


Título: Desarrollo de chasis modular y diseño de suspensión trasera de una moto de competición para copas de promoción Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Álvaro Noriega González Tfno: 985 18 24 69 E-mail: [email protected] Empresas o instituciones colaboradoras. La empresa Talleres RPM Calle de Santa Justa, 7 33208 GIJON (Asturias) ESPAÑA apoya esta propuesta de proyecto y su colaboración consistiría en el suministro de componentes comerciales a instalar en el producto diseñado, proporcionar ayuda en el montaje de moto y un piloto probador para las pruebas en pista. Aparte, puede aportar opiniones interesantes sobre la comercialización del producto diseñado y gestionar una copa de promoción con dicho modelo si se llegase a industrializar. Se adjunta carta de apoyo.

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación e interés del proyecto 1. Antecedentes e interés España es un país con una gran tradición en las competiciones motociclistas de velocidad. Actualmente, es el país más fuerte en cuanto a equipos y pilotos que compiten en el mundial de MotoGP. Esto hace que exista un interés entre los jóvenes (y no tan jóvenes) por la práctica de este deporte. Sin embargo, dicha práctica representa un gasto considerable para las economías familiares ya que hay que comprar la moto en cada temporada y hacer el mantenimiento de la misma. Las motos que se usan para competir en el campeonato nacional son prácticamente prototipos capaces de correr el mundial, con un precio altísimo (20.000-30.000 €), el cual hace que solo los equipos profesionales con patrocinadores muy fuertes puedan acceder a ellos. Además, las elevadas prestaciones hacen que su mantenimiento tenga un coste muy elevado.

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Figura 1. Honda NSF 250 R para el mundial Muchas familias no pueden afrontar ese gasto y deciden correr campeonatos regionales o comarcales: las llamadas “copas de promoción”. En dichas copas, el promotor suministra a los participantes vehículos con prestaciones menores que los ya comentados, que generan menos mantenimiento tienen y precios mucho más contenidos. Actualmente, en España se venden prototipos de Pre-125 y Pre-Moto3 por precios que rondan los 7.000-8.000 €.

Figura 2. Metrakit PreGP 125 para copas de promoción

Sin embargo, la crisis económica ha hecho que incluso estos vehículos queden fuera de las posibilidades económicas de muchos jóvenes pilotos y de sus familias. Esta situación ha sido detectada por algunas empresas (entre ellas, el concesionario y taller de motos de Gijón “Talleres RPM”) como una oportunidad de mercado y ya distribuyen vehículos con menores prestaciones y un precio mucho más ajustado (unos 1.000-2.000 €). Estos vehículos son de procedencia china en su mayoría y, aunque sus motores son robustos, sus chasis no son muy buenos tanto en prestaciones como en acabados.

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Figura 3. IMR 150 para copas de minimotard Por dicha razón, se ha planteado la idea de desarrollar un vehículo destinado a las copas de promoción, que use la motorización y algunos elementos de dichos vehículos importados (como horquilla y ruedas) pero que disponga que un chasis propio de mejor calidad y una estética atractiva. Para ello, se pretende aprovechar parte de la experiencia adquirida en las dos ediciones del concurso Motostudent. En la II Edición celebrada en Octubre de 2012, el equipo de la EPI Gijón obtuvo el premio al Mejor diseño y el chasis del prototipo desarrollado ha generado impresiones muy positivas en los pilotos que lo han probado así como en la empresa colaboradora (que era patrocinador de dicho equipo). Además, Talleres RPM ya tiene experiencia previa en la gestión de la COPA RODICAR durante estos últimos años. 2. Objetivos El objetivo principal es diseñar y fabricar un chasis para una moto de competición destinada a copas de promoción de bajo coste. Dicho chasis tendrá las siguientes características innovadoras:

Será de tipo modular, compuesto de piezas atornilladas que permitan su modificación sencilla y barata, bien para albergar otro motor diferente (habitual si quieres subir de categoría), bien para realizar reparaciones (muy habitual tras las caídas). Esta es una característica muy poco habitual en los prototipos y desconocida en las motos de serie. Esta solución permitirá además trabajar con distintos prototipos de chasis de manera muy sencilla consiguiendo una verdadera moto laboratorio.

Tendrá posibilidad de utilizar una suspensión trasera de progresividad variable mediante bieletas. Este aspecto es fundamental para obtener un buen comportamiento dinámico de la moto con un coste bajo. Con el fin de poder comparar distintos sistemas de progresividad en la moto laboratorio, el chasis modular deberá poder admitir varios sistemas diferentes (Pro-Link,…).

El conjunto diseñado también tendrá en cuenta aspectos estéticos y de viabilidad técnica y económica con el fin de facilitar su fabricación y montaje en una serie corta que la empresa colaboradora se plantea realizar. Duración total y Actividades a realizar (indicando claramente en las que colaborará el/los becario/s) Para la realización de este proyecto se han identificado las siguientes tareas: Tarea 1. Definición de los elementos comerciales a incorporar

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En esta fase del proyecto se definirán los diferentes elementos comerciales a incorporar a la moto (básicamente, motor, carburador, elementos de transmisión, escape, ruedas con neumáticos, discos de frenos y pinzas y horquilla delantera) y se modelizarán con Solidworks. Un becario destinado a esta tarea realizará todo el proceso de modelización en Solidworks. Tarea 2. Definición de las dimensiones generales de la moto En esta fase del proyecto se definirán las dimensiones generales de la moto (distancia entre ejes, ángulo de avance, longitud del basculante,…) que se desean tener en la moto atendiendo a la ergonomía que se debe conseguir para los clientes potenciales y a la modularidad para abarcar varios grupos diferentes cambiando el mínimo de dimensiones (piezas). Tarea 3. Diseño conceptual En esta fase del proyecto se propondrán varios prediseños para el bastidor, la pipa de dirección, las tijas, el basculante y la suspensión trasera. Estos prediseños se valorarán de manera cualitativa y se seleccionará un determinado diseño para desarrollar con más profundidad.

Figura 4. Ejemplo de bastidor atornillado y sistema de suspensión trasera progresivo Tarea 4. Síntesis de la suspensión trasera Se dimensionarán los elementos de la suspensión trasera para conseguir la progresividad deseada. Para esto, se utilizará una novedosa metodología de diseño de suspensiones que se ha desarrollado durante el último año y que ya ha dado lugar a una publicación en un congreso. Tarea 5. Diseño detallado de los componentes del chasis En esta fase, se realizará el diseño detallado de los componentes del chasis de la moto. Un becario destinado a esta tarea realizará todo el proceso de modelización en Solidworks. Tarea 6. Simulación dinámica del comportamiento Una vez modelizada con detalle la moto con sus elementos básicos, se simulará su comportamiento longitudinal con Working Model 2D utilizando

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Figura 5. Ejemplo de simulación de frenada sobre Working Model Un becario destinado a esta tarea realizará gran parte del proceso de simulación dinámica en Working Model. Tarea 7. Comprobación de la resistencia mediante MEF Se llevarán a cabo estudios por elementos finitos para comprobar la resistencia de los distintos componentes modelizados sometidos a los esfuerzos obtenidos de las simulaciones dinámicas.

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Figura 6. Ejemplo de resultados de análisis MEF del bastidor soldador de la moto desarrollada para el concurso Motostudent

Un becario destinado a esta tarea realizará todo el proceso de análisis MEF en ANSYS Workbench. Tarea 8. Fabricación y montaje del prototipo

Fabricación de piezas mecanizadas Se mecanizarán las distintas piezas metálicas que componen el chasis diseñado. Esta tarea se realizará en la Universidad aunque se pueden externalizar procesos como el corte por agua.

Soldadura de elementos

Es posible que ciertas piezas deban ir soldadas (p.e. orejetas). Las tareas de soldadura se pueden realizar en la Universidad o en una empresa externa.

Montaje del prototipo Una vez que se tengan todas las piezas, se montará el prototipo. Un becario destinado a esta tarea realizará el montaje del prototipo. Tarea 9. Prueba del prototipo En esta fase se probará el comportamiento de la moto en circuito. Será necesario desplazarse a un circuito y equipar la moto con un sistema de adquisición de datos para comprobar que el comportamiento real de la misma se acerca al definido al inicio, que las piezas diseñadas soportan bien los esfuerzos a las que están sometidas en realidad y que no aparecen efectos no deseados. En esta tarea, se contará con la colaboración de un piloto profesional y de la asistencia de Talleres RPM para la puesta a punto de la moto. Plan de divulgación de los resultados La divulgación de resultados tiene dos vertientes: la comercial y la científico-técnica. La vertiente comercial viene de que las innovaciones desarrolladas en este proyecto irían destinadas inicialmente a su aplicación en motos de competición de pequeña cilindrada y costecilindrada. Los responsables del diseño del chasis del equipo MS2-Uniovi que participó en la II Edición del concurso Motostudent desean aplicar su experiencia en el diseño de una moto como la descrita anteriormente, de manera que este proyecto podría encauzar sus esfuerzos y hacerlos cristalizar en un propuesta perfectamente asumible por la empresa colaboradora y vendible o adaptable a otros interesados que ya han contactado con ellos. Otra posibilidad es la formación de una spin-off para la explotación de este conocimiento. Esta opción se plantea a largo plazo ya que inicialmente se carece de los contactos necesarios y reconocimiento por los usuarios. Sin embargo, si el primer modelo tiene un buen resultado en la copa de promoción, ya se podría intentar generar una empresa independiente. Este proyecto estaría vinculado en cierta media al equipo MS2-Uniovi de la competición Motostudent ya que dicho proyecto es la continuación de parte de su trabajo pero aplicada a un producto comercial. De hecho, se pretende desarrollar varias ideas e innovaciones que se descartaron en el prototipo construido para el concurso debido a la falta de tiempo para desarrollarlas adecuadamente. En cuanto a la vertiente científica, la difusión de los resultados de este proyecto será a través de artículos en revista JCR y en congreso de ingeniería. Con los resultados obtenidos en las tareas 4 y 5, se prevé escribir:

Un artículo sobre la metodología de síntesis

Un artículo sobre la aplicación de dicha metodología a la suspensión trasera de la moto, posiblemente con un sistema de 6 barras nunca visto antes.

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Un artículo sobre la validación experimental del modelo de suspensión diseñado. Los dos primeros artículos están pensados para ser enviados a las revistas JCR como Journal of Mechanism and Machine Theory y Vehicle System Dynamics o International Journal of Vehicle Design, respectivamente. El tercer artículo está pensado para ser enviado al XX CNIM que se celebrará en Septiembre de 2014 en Málaga.



1.500€ (1 beca 2 meses) 1.500€

Ingresos: Entidades/Empresas financiadoras


TOTAL INGRESOS


1.500€ (1 beca 2 meses) 1.500€

1ª FASE: Tareas 1, 2, 3 y 4 (Diseño conceptual y síntesis) 1 becario TC para tarea 1 2ª FASE: Tarea 5 (Diseño 3D detallado) 1 becario TC 3ª FASE: Tarea 6 (Simulación dinámica) 1 becario TC 4ª FASE: Tarea 7 (Análisis MEF) 1 becario TC 5ª FASE: Tarea 8 (Fabricación y montaje) 1 becario TP 6ª FASE: Tarea 9 (Pruebas)


Desarrollo de chasis modular y diseño de suspensión trasera de una moto de competición para copas de promoción


1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

4ª FASE

5ª FASE

6ª FASE

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PROYECTO Nº15


Título: Investigación y estudio de las técnicas de simulación mediante herramientas de realidad virtual para la reactivación del sector de la construcción y optimización del proceso Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Santiago Martín González Tfno: 985 18 24 73 E-mail: [email protected] Empresas o instituciones colaboradoras. VORTICA COGNITIVE ENGINEERING FOR DESIGN SL

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación e interés del proyecto

ANTECEDENTES Uno de los sectores y síntoma industrial que ha evidenciado la recesión económica que sufrimos en este momento en España es claramente la situación de agotamiento que atraviesa la Construcción. Es completamente necesario orientar el diseño y fabricación de los inmuebles de cara al cliente y no a la inversa, como ha venido ocurriendo históricamente.

Desplome de ventas de vivienda en España La vivienda es con certeza la inversión más importante y costosa que haremos a lo largo de nuestra vida. Por ello es justamente necesario ofrecer un producto al cliente que se adecúe a sus necesidades y en el cual él pueda intervenir, aportar e interactuar durante su diseño y fabricación. Actualmente, que el cliente final tenga la posibilidad de personalizar el diseño del inmueble, que optimice de forma exclusiva el rendimiento energético del edificio o que su construcción tenga un impacto medio ambiental

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muy bajo está limitado al sector de lujo o a edificación experimental únicamente dirigidas a ensayar diferentes técnicas. Por ello, más del 90% de la población se ha visto obligada a “adaptarse” a su hogar o puesto de trabajo, en lugar de que sea esta infraestructura la que se ajuste a sus exigencias, lo cual sería más lógico, confortable y eficiente.

CAPACIDADES DEL GRUPO DE INVESTIGACIÓN IDEASCAD Las principales áreas de investigación del grupo IDEASCAD son:

Más información en www.ideascad.es

JUSTIFICACIÓN Hoy en día, prácticamente la totalidad de las grandes inversiones que realizamos en el transcurso de la vida se han transformado para ofrecer al cliente la posibilidad de personalizar su compra, otorgando de esta forma a la empresa suministradora una herramienta diferenciadora y competitiva, y al usuario una mejor experiencia de uso y rentabilidad de su inversión. De esta forma, por ejemplo en el Sector del Automóvil, que después de la vivienda quizás represente una de las inversiones más importantes que se realizan a lo largo de la vida, hace tan sólo dos décadas apenas ofrecía opciones de personalización y equipamiento, teniendo que ajustar nuestras preferencias personales a lo ofrecido en ese momento. En cambio en la actualidad, y cada año esta tendencia aumenta progresivamente, el comprador puede seleccionar infinidad de opciones y combinaciones, ya sea para mejorar su confort o para lograr la personalización del mismo. El tipo de tapizado, los materiales del salpicadero, la amplísima gama de colores, etc., da buena muestra de la tendencia existente en el mundo industrial de permitirle a cliente ser partícipe de su producto e incluso de hacer un seguimiento a su fabricación. Trasladando esta tendencia al Sector de la Construcción, (acusado en la actualidad de una profunda drecesión y necesitado de nuevas iniciativa para reactivar su economía), en la sociedad actual existen principalmente cuatro parámetros prioritarios a la hora de seleccionar un inmueble:

El confort interno.

La reducción de costes en el hogar gracias a una reducción de la demanda energética.

El compromiso con el medio ambiente, la disminución de emisiones de CO2 y la minimización de la huella ecológica.

El diseño y personalización del interior y exterior de la casa.

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Estos criterios de selección, sobre todo en lo referente al segundo y tercero, están vinculados a la tendencia social del momento que vivimos mientras que el procedimiento de diseño y fabricación de las casas u oficinas continua siendo similar al existente a mediados del siglo pasado. Estado del arte En la actualidad el sector de la construcción centra sus esfuerzos en la venta de inmuebles al cliente sobre plano. Para ello, de cara a ofrecer al cliente una visión lo más real posible de lo que sería el inmueble una vez construido, está siendo muy habitual en las últimas décadas la construcción de pisos piloto, con la intención de evaluar físicamente la distribución y aspectos estéticos de los mismos. En la última década se ha progresado en este sentido, entendiendo que para el cliente no es suficiente visualizar un piso piloto estándar, ya que no tendrá ni la altura, ni la distribución, ni el diseño, ni los muebles que tendrá su inmueble en el futuro. Por esta razón, hoy en día la mejor opción con la que se puede contar a la hora de adquirir un inmueble es contratar una simulación a través de programas de diseño comerciales donde se hace una reproducción lo más veraz posible de cada inmueble, a cargo de un equipo de diseñadores y una serie de parámetros y variables estándar (electrodomésticos, color de las paredes, dimensiones, etc…) para reproducir de forma simplificada a través del hardware disponible. Qué vistas tendremos desde la cocina, qué luminosidad habrá en las tardes de invierno, si el despacho será suficientemente grande para las mesas de dos personas, como quedaría la pared con otro color o de qué forma podría optimizarse el espacio del baño son preguntas que nos van surgiendo conforme vemos virtualmente o estamos físicamente en dichos pisos piloto. En cualquiera de estos casos, el resultado es que son muchas las variables no atendidas y por lo tanto las incertidumbres para la decisión de compra.

Modelado 3D actual de una oficina Se ha identificado por tanto una oportunidad tecnológica y punto de partida del presente proyecto vinculado directamente con las líneas de investigación del grupo y de implementación en el mercado, el cual tiene por objetivo minimizar al máximo la incertidumbre de compra de un inmueble en base al estudio pormenorizado de todas las variables que intervienen en el diseño del mismo, desde parámetros estructurales (eficiencia energética, emisiones de CO2, huella de carbono, etc…), hasta parámetros funcionales y estéticos (distribución espacial, optimización de espacios, huecos muertos, …). Para ello se emplearán tecnologías emergentes en las cuales basa su actividad la empresa colaboradora del presente proyecto, la empresa VORTICA (spin off de la Universidad de Oviedo y premio a mejor proyecto empresarial del CEEI) y el grupo de investigación IDEASCAD de la Universidad de Oviedo (expertos en realidad virtual).

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En cuanto al estado del arte de los sistemas de realidad virtual (RV) cabe decir que de entre los distintos dispositivos de realidad virtual los de mayor interés desde el punto de vista de la investigación son los sistemas de proyección, especialmente las salas realidad virtual o “CAVE” (siglas inglesas de Cave Automatic Virtual Environment). Estos dispositivos permiten la inmersión del sujeto en un entorno gráfico estereoscópico interactivo, al proyectarse sobre las pantallas de las paredes (de número variable) imágenes en formato estereoscópico de máxima resolución. El usuario porta unas gafas obturadoras sincronizadas con la frecuencia de trabajo de los proyectores a través de un equipo informático que procesa la posición del sujeto inmerso en la sala registrada por un sistema de seguimiento mediante cámaras infrarrojas adecuadamente distribuidas. En cuanto al nivel tecnológico de estos dispositivos, citar que el grupo IDEASCAD posee uno de los equipos de mayores dimensiones y más avanzado de España, el cuál será alquilado durante las fases de ejecución del proyecto 2 y 3 (ver imagen) Pese a las bondades ya conocidas y la potencialidad de estos sistemas en el estudio y la investigación aplicados al ámbito de la construcción, en la actualidad existe un inconveniente a la hora de incorporarlos al proceso de diseño. Este inconveniente es principalmente debido al sobrecoste que supone instalar un equipo de estas dimensiones, tanto por el propio equipo como por la falta de expertos dentro del panorama nacional en relación a esta materia, lo que ha frenado su empleo y limitado su uso hasta ahora a trabajos experimentales. Como sustitutivo a estos equipos, debido precisamente al interés que supone la simulación virtual, se han ido desarrollando otro tipo de dispositivos de mucha menor calidad, los sistemas llamados “gafas de realidad virtual” o HDM (de las siglas inglesas de Head Mountain Device), que son más manejables y de menor coste. Por esta razón el presente proyecto tiene la novedad tecnológica y el potencial necesario para que el grupo IDEASCAD se haya incorporado al mismo, dada la potencialidad que supone llevar los resultados y los estudios y simulaciones realizadas en el CAVE al día a día del proceso de diseño, concretamente al sector de la construcción. Surge así la necesidad de plantear la colaboración de una persona que se incorpore al proyecto durante la anualidad 2013 con el fin de apoyar tecnológicamente al grupo de investigación y responsable de estudiar la complementariedad de las nuevas tecnologías desarrolladas a otros proyectos e investigaciones del grupo con el fin de encontrar nuevas fuentes de transferencia.

REALIDAD VIRTUAL Y SALA DE REALIDAD VIRTUAL Desde hace unos años se ha observado una tendencia hacia el empleo de nuevas tecnologías relacionadas con la óptica, especialmente investigaciones relativas a sistemas de realidad virtual. El grupo IdeasCAD de la Universidad de Oviedo lleva una década investigando en la aplicación de estas novedosas tecnologías al ámbito industrial, habiendo adquirido para ello un equipo puntero a nivel nacional, la Sala de Realidad Virtual denominada CAVE (siglas inglesas de Cave Automatic Virtual Environment). Este equipo está formado por dos pantallas (una vertical de retroproyección y una horizontal de proyección directa) de 2,20x3.00 metros cada una, dos proyectores de alta gama que permiten la proyección a más de 100 Hz de imágenes en formato estereoscópico de máxima resolución, gafas obturadoras (shutterglasses) sincronizadas con la frecuencia de trabajo de los proyectores, una workstation y una tarjeta gráfica NVidiaQuadro. Todos estos elementos permiten generar un sistema que reproduce con exactitud de ± 1 milímetro y delay de 20 ms la posición y orientación del usuario mediante un sistema de seguimiento (tracking) formado por cuatro cámaras infrarrojas adecuadamente distribuidas y marcadores infrarrojos pasivos agrupados en constelaciones con seis grados de libertad, por lo que se consigue generar un volumen de 3,00x3,00x2,40 m3 cubiertos. Este dispositivo permite la inmersión del sujeto en un entorno gráfico estereoscópico interactivo, al proyectarse sobre las pantallas de las paredes imágenes en formato estereoscópico de máxima resolución. El usuario porta unas gafas obturadoras sincronizadas con la frecuencia de trabajo de los proyectores a través de un equipo informático que procesa la posición del sujeto inmerso en la sala, registrada por un sistema de seguimiento mediante las cámaras infrarrojas.

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VENTAJAS DEL PROYECTO El propósito del proyecto “Investigación y estudio de las técnicas de simulación mediante herramientas de realidad virtual para la reactivación del sector de la construcción y optimización del proceso”, consiste en obtener una herramienta que optimice y automatice (industrialice) el diseño de edificios de alta calificación energética en base a parámetros relevantes como irradiaciones, eficiencia estructural, ubicación, aislamientos, parámetros que serán definidos en base a inputs estudiados y analizados por la empresa VORTICA y el grupo de investigación IDEASCAD en base a procedimientos de diseño generativo y ecodiseño.

INTERÉS PARA LAS EMPRESAS y PÚBLICO OBJETIVO Una vez desarrollado dicho sistema de diseño, completamente novedoso en el Sector de la Construcción, se podrá ofrecer a los clientes la vivienda u oficina que mejor se ajuste a sus preferencias personales, disminuyendo el coste de generación de dicho modelo y, sobre todo, en un plazo significativamente rápido y adaptable, todo ello con el menor impacto para el medio ambiente posible. Asimismo se busca ofrecer a usuarios y agentes implicados visitar virtualmente y personalizar (realidad virtual inmersiva) los proyectos de diseño sin necesidad de ejecutarlos. Esto, tan novedoso como tecnológicamente avanzada, confiere una ventaja para diseñador y cliente incomparable con los sistemas tradicionales. Llevar a cabo este proyecto supondría además para la empresa, como referente y pionera, y por extensión al sector:

Generar inmuebles personalizados e interactivos en su confección, de alto rendimiento energético y respetuosos con el medio ambiente

Optimización del proceso de diseño estructural

Automatización mediante tecnología la toma de decisiones y criterios de diseño óptimos en edificaciones.

Reducción de costes, gracias al ahorro de tiempos en el análisis de optimización de la fase de diseño y redacción del proyecto (el resultado se obtiene en tiempo real).

Ahorro energético, minimización de la huella ecológica y de emisiones de CO2. Optimización del proceso de diseño funcional y estético.

Diseño exclusivo de cada proyecto: Personalización masiva a través de la interacción con el usuario final, sin costos de ejecución.

Llevar a cabo este proyecto podría tener una incidencia real sobre el 100% de la población, puesto que se trata del público objetivo relacionado con la compra de una vivienda.

CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO Este proyecto está dirigido por el Dr. Ingeniero Industrial D. Santiago Martín González, investigador del grupo IDEASCAD. Las acciones a llevar a cabo colaterales al presente proyecto y objeto de la presente solicitud de ayuda se centran en:

Investigación de las técnicas y tecnologías de realidad virtual para simular entornos reales en base a inputs definidos por terceros como por el cliente, lo que permitirá a un posible comprador visualizar fielmente y evaluar antes incluso de la propia construcción lo que será su futuro inmueble.

Implementación de parámetros y técnicas de diseño generativo al entorno virtual.

Integrar los parámetros que rigen un proyecto de ecodiseño como inputs del proceso de diseño generativo.

Estas acciones paralelas al proyecto a realizar con VORTICA tienen como nexo común un profundo interés investigador vinculado a las acciones e iniciativas del grupo, razón por la cual se solicita la incorporación de personal técnico cualificado que se incorpore de forma con el fin de transferir los conocimientos adquiridos durante la ejecución del mismo hacia las líneas de investigación del grupo.

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Duración total y actividades a realizar El presente proyecto tiene una duración de 16 meses vinculado a la ejecución de las siguientes tareas: 1. Definición estratégica 2. Planteamiento Paramétrico 3. Herramienta Generativa 4. Realidad Virtual 5. Plan de difusión de los resultados Las tareas en las que participará el becario (1 becario) son las siguientes: (siempre tutorado por el grupo de investigación y abarcando una duración de 9 meses):

Investigación de las técnicas y tecnologías de realidad virtual para simular entornos reales en base a inputs definidos por terceros como por el cliente, lo que permitirá a un posible comprador visualizar fielmente y evaluar antes incluso de la propia construcción lo que será su futuro inmueble.

Implementación de parámetros y técnicas de diseño generativo al entorno virtual.

Integrar los parámetros que rigen un proyecto de ecodiseño como inputs del proceso de diseño generativo.

Para ello se contempla que el becario participe en el 100% Plan de divulgación de los resultados Para el grupo IDEASCAD cobra especial relevancia difundir los resultados de investigación a la sociedad como forma y aproximación de acciones de transferencia de conocimiento o de tecnología. Conscientes de esta necesidad y como acción reseñable, el grupo ha realizado apoyado por el IUTA una acción para la divulgación de la Sala de Realidad Virtual a las empresas (Referencia SV-12- GIJON-1 proyecto concedido por el Ayuntamiento de Gijón para el desarrollo de Convenio de Colaboración Ayto. de Gijón – IUTA 2012). El objetivo de este proyecto en términos de divulgación fue la “divulgación de los resultados de investigación y de las potencialidades del equipo de realidad virtual entre empresas, entidades y organismos de ámbito regional y puntualmente nacional, con el fin de poner en valor las capacidades del grupo en esta materia”. Los resultados de esta acción se resumen a continuación: Durante el transcurso del presente año se ha incorporado al grupo una ingeniero especializado en promoción y gestión de proyectos de I+D+i con marcado perfil empresarial, buscando así transferir la tecnología desarrollada por el grupo hacia las empresas, rentabilizando así el esfuerzo investigador tantas veces desperdiciado. Fruto de esta colaboración, el grupo ha fomentado y presentado los siguientes proyectos; 10 proyectos con empresas (subcontrata), de los cuáles:

2 terminados

1 en ejecución

1 denegado

6 pendientes de resolución 5 proyectos de investigación (promotor), de los cuáles:

2 Planes nacionales

1 propuesta VII PM Además se ha conseguido:

Obtener una metodología de trabajo para la difusión de los resultados de I+D+i en relación a la sala de realidad virtual del grupo

Transferencia de tecnología:

Contacto con empresas, instituciones y otras entidades

Establecer reuniones puntuales con empresas y entidades

Diseñar jornadas de trabajo masivas

Establecer objetivos cuantificables y medibles de dicha transferencia

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Búsqueda de nuevas colaboraciones

Analizar y establecer costes reales de los servicios de tecnología relacionados con el uso de la sala de realidad virtual y conocimientos de visión estereoscópica

Identificar nuevas líneas de investigación y proyectos con empresas

El resultado se plasma en los siguientes objetivos alcanzados: Se ha conseguido protocolizar mediante objetivos reales y definidos la transferencia de tecnología hacia la empresa, habiéndose conseguido durante esta anualidad los siguientes objetivos (que deberán tener una revisión anual y un análisis de tendencia). Se han definido por tanto, para el año en curso 2012, los siguientes objetivos (de los cuáles se han ejecutado ya el 100% y en algunos casos con un índice de cumplimiento mayor al previsto):

Contacto con 100 empresas

Mail, teléfono, jornadas, …

Visitas y reuniones con 30 empresas

Visitas y reuniones con 5 entidades especiales (clústers, asociaciones, …)

Nº de proyectos derivados a lo largo del año: 5

Retribución anual estimada derivada de los resultados de investigación con empresas: 40.000 €

Organización de 3 jornadas de difusión masiva

Obtención de una BBDD de empresas, entidades, …

Obtención de un protocolo de trabajo en el campo de la divulgación de los resultados e investigación

Segmentación del cliente objetivo

Seguimiento: análisis, conclusiones y redacción de informes de trabajo mensuales En cuanto al procedimiento definido, se ha conseguido:

1. Creación BBDD empresas contactadas 2. Incorporación y búsqueda de contactos de empresas participantes en programas de financiación de

I+D+i regionales, nacionales e internacionales. 3. Acciones de divulgación dirigidas:

Planificar grupos de características similares

Investigación campos de actuación y necesidades

Diseñar jornada de trabajo dirigida (realizar un detalle de la jornada, presentación ppt, café y tiempo para reuniones)

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Reuniones bilaterales

Ejemplos reales: exposición de empresas con las que haya trabajado el grupo

Contactar con la asociación que represente al grupo elegido, con el fin de que participe en la jornada y haga divulgación para dar “envergadura” a la jornada

4. Divulgación masiva: pedir ayuda a otros organismos intermedios y asociaciones



13.800€ 1845€ 0€ 1087,95€ 16.732,95€

Ingresos:



TOTAL INGRESOS

AYUNTAMIENTO DE GIJON –Programa Plataformas

12.300€ 1845€ 0€ 1087,95€ 15.232,95€



1.500€ (1 beca 2 meses) 1.500€

1ª FASE Investigación de las técnicas y tecnologías de realidad virtual para simular entornos reales en base a imputs definidos por terceros como por el cliente, lo que permitirá a un posible comprador visualizar fielmente y evaluar antes incluso de la propia construcción lo que será su futuro inmueble. 2ª FASE Implementación de parámetros y técnicas de diseño generativo al entorno virtual.


Investigación y estudio de las técnicas de simulación mediante herramientas de realidad virtual para la reactivación del sector de la construcción y optimización del proceso


1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

4ª FASE Tiempo de beca subvencionada por el Ayto. de Gijón (9 meses – 1 becarios – jornada

completa)

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3ª FASE Integrar los parámetros que rigen un proyecto de ecodiseño como inputs del proceso de diseño generativo.

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PROYECTO Nº16


Título: Aplicaciones estructurales del análisis interferométrico de deformaciones Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): María Jesús Lamela Rey Tfno: 985182051 E-mail: [email protected] Otros investigadores: Alfonso Fernández Canteli Pelayo Fernández Fernández Miguel Lozano García Roberto García García Empresas o instituciones colaboradoras. Dada la temática y las potenciales aplicaciones del proyecto presentado, el grupo investigador pretende colaborar con varias empresas locales y regionales en el campo de la Construcción, así como con Oficinas Técnicas, Centros de Investigación y Organismos dedicados a la caracterización de materiales y/o al diseño y cálculo de equipos industriales y sistemas estructurales. En estos momentos se cuenta con el interés y apoyo (ver carta adjunta) de la empresa AST Ingeniería, S.L, ubicada en el Parque Científico y Tecnológico de Gijón, cuya extensa actividad en proyectos de cálculo estructural y bienes de equipo permitirá contrastar, tanto a la empresa, como al grupo investigador, resultados numéricos de tensiones y deformaciones, obtenidos por simulación de elementos finitos, con medidas ópticas interferométricas realizadas en estructuras y equipos industriales reales bajo cargas de servicio.

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación, interés y objetivos del proyecto: El proyecto solicitado tiene como principal objetivo la puesta a punto del equipo ARAMIS 5M de videocorrelación 3-D de la marca GOM, perteneciente al grupo de investigación, para analizar y contrastar la técnica de medidas interferométricas de deformaciones a diversas aplicaciones estructurales, a partir de la monotorización de ensayos mecánicos de distintos materiales y de elementos estructurales a escala de laboratorio y escala real. Como definición general, se trata de una técnica de medición de coordenadas 3D capaz de determinar las propiedades geométricas de un objeto a partir de imágenes fotográficas. Por tanto, en muestras y componentes cargados estática o dinámicamente, ARAMIS puede medir sin contacto e independientemente del material y logra determinar las coordenadas 3D de la superficie, los desplazamientos 3D y velocidades, las deformaciones y su variación. Para ello, se evalúan imágenes de alta resolución durante la aplicación de la carga y, mediante mínimos cuadrados, se calcula un modelo matemático de calibración del sensor, las posiciones de las cámaras y los parámetros de distorsión de las lentes. El procesamiento de imágenes está basado en el principio de correlación de imágenes digitales, que calcula la distribución de valores grises en un número alto de áreas pequeñas y determina las posiciones de los puntos de medición con una precisión subpíxel. Por tanto, con el desarrollo del proyecto presentado se vislumbra un campo amplio de aplicación de la técnica y, por tanto, del equipo ARAMIS 5M a la industria del diseño y cálculo estructural, ya que además de ser una herramienta muy precisa y con altas resoluciones temporales y locales para la determinación de desplazamientos y deformaciones, permite medir y evaluar parámetros importantes de la caracterización de materiales, como el coeficiente de Poisson, el módulo de elasticidad longitudinal (Modulo de Young), el módulo de elasticidad transversal, la relación tensión de formación, las curvas de límite de conformabilidad (FLC) y las tensiones residuales.

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Dentro de los beneficios más importantes que se pueden esperar de la realización del proyecto para la empresa colaboradora (AST Ingeniería, S.L.) y, en extensión, para todas aquellas empresas locales, regionales y nacionales pertenecientes a la industria de la construcción y de la tecnología de materiales, se destacan los siguientes: - Puesta a punto y validación de una técnica de medida de desplazamientos y deformaciones novedosa y de alta precisión. - Desarrollo de una metodología de validación y contraste de resultados del diseño y cálculo de sistemas, elementos estructurales y equipos industriales. - Reducción de costes de construcción, como consecuencia de la optimización del diseño de las estructuras, en base a un conocimiento más amplio de las propiedades mecánicas de los materiales. - Formación de jóvenes ingenieros en una técnica novedosa y eficaz. Duración total y actividades a realizar: Tal como se muestra en el cronograma orientativo, el proyecto se plantea con una duración total de un año (12 meses), repartiendo en bloques de tres meses las tareas de estudio y puesta a punto del equipo ARAMIS 5M, cálculo numérico de sistemas estructurales y equipos industriales, programas experimentales y evaluación y contraste de resultados. De esta forma, durante el semestre central del desarrollo del proyecto, el becario podría participar con el grupo investigador en las tareas experimentales, de cálculo y de evaluación de resultados. Plan de divulgación de los resultados: El grupo investigador prevé difundir los resultados del proyecto, tanto en congresos nacionales e internacionales, como en revistas científicas especializadas. Asimismo, se pretende aplicar las metodologías de medida de deformaciones desarrolladas en el proyecto a nuevos eurocódigos, en especial de cálculo de elementos de vidrio estructural por pertenecer el grupo investigador al grupo de trabajo nacional, difundiendo así esta técnica a la industria local, regional y nacional. Por otro lado, se pretende participar en jornadas técnicas, seminarios y foros específicos sobre aplicaciones estructurales para exponer los avances alcanzados en el proyecto a otros grupos de investigación, empresas y asociaciones de fabricantes en el ámbito de la construcción. Según se puede comprobar en los documentos adjuntos, en las líneas de investigación del presente proyecto y de otros proyectos, que fueron subvencionados por el IUTA en los últimos años, desde 2010 el grupo investigador ha publicado los siguientes artículos en revistas indexadas: - “Modelización y contraste experimental del comportamiento mecánico del vidrio laminado estructural-Modelling and experimental contrast of the mechanical behaviour of structural laminated glass” (edición bilingüe) E. Sanz-Ablanedo, M.J. Lamela, J.R. Rodríguez-Pérez, P. Arias. Materiales de Construcción, 60, 300, 131-141, 2010. - “Viscoelastic Characterization of the Temporomandibular Joint Disc in Bovines” P. Fernández Fernández, M.J. Lamela Rey, A. Fernández Canteli. Strain, 47, 188-193, 2011. - “Study of the interconversion between viscoelastic behaviour functions of PMMA” P. Fernández, D. Rodríguez, M.J. Lamela, A. Fernández-Canteli. Mechanics of Time-Dependent Materials, 15, 2, 169- 180, 2011. - “Non-linear viscoelastic model for behaviour characterization of temporomandibular joint discs” M.J. Lamela, Y. Prado, P. Fernández, A. Fdez-Canteli, E. Tanaka. Experimental Mechanics, 51, 8, 1435- 1440, 2011 - “Experimental characterization and modelization of the relaxation and complex moduli of flexible adhesive” J. García-Barruetabeña, F. Cortés, J.M. Abete, P. Fernández, M.J. Lamela, A. Fernández- Canteli. Materials and Design, 32, 2783-2796, 2011. - “A. Relaxation modulus–complex modulus interconversión for linear viscoelastic materials” Garcia- Barruetabeña, J., Cortés, F., Abete, J.M., Fernández, P., Lamela, M.J., Fernández-Canteli, A. Mechanics of Time-Dependent Materials, doi: 10.1007/s11043-011-9145-6. - “Experimental biomechanical characterization and numerical analysis of the temporomandibular joint” M.J. Lamela Rey, P. Fernández, D. Dorantes, A. Ramos, E. Tanaka, A, Argüelles, A. Fernández-Canteli. Experimental Mechanics. New Trends and Perspectives. ISBN 978-972-8826-25- 3, LD No. 343811/12, 467-468, 2012.

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- “The region-dependent dynamic properties of porcine temporomandibular joint disc under unconfined compression” P. Fernández, M.J. Lamela, A. Ramos, A. Fernández-Canteli, E. Tanaka. Journal of Biomechanics, 10.1016/j.jbiomech.2012.11.035, 2012. - “Contrast of a probabilistic design model for laminated glass plates” M.J. Lamela, A. Fernández- Canteli, C. Przybilla, M. Menéndez. Materials Science Forum IV, doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.730-732.501. Trans Tech Publications Ltd, 730-732, 501-506, 2013. Y se han presentado las siguientes ponencias en congresos nacionales e internacionales: - “Dimensionamiento probabilístico de elementos de vidrio estructural” A. Fernández Canteli, M.J. Lamela Rey, C. Przybilla, M. García Menéndez. Jornada Técnica sobre Vidrio Estructural. Normativa y aplicaciones. Madrid, 2011. - “Análisis numérico y experimental de elementos de vidrio laminado utilizando un modelo probabilístico de diseño” M. García Menéndez, C. Przybilla, M.J. Lamela Rey, A. Fernández Canteli, M.C. Huerta, A. Pacios. XXVIII Encuentro Grupo Español de Fractura. Gijón, 2011. - “Métodos de conversión tiempo-frecuencia para la aplicación del principio de correspondencia en materiales viscoelástico-lineales” F. Pelayo, M.J. Lamela Rey, A. Fernández Canteli, J. García Barruetabeña, F. Cortés y J.M. Abete. XXVIII Encuentro Grupo Español de Fractura. Gijón, 2011. - “Optimizing the application of the WLF time-temperature-superposition principle to viscoelastic materials” P. Fernández, M.J. Lamela-Rey, I. Termenón, A. Fernández-Canteli, E. Castillo. VI International Materials Symposium MATERIAIS 2011. Guimarães, 2011. - “Contrast of a probabilistic design model for laminated glass plates” M.J. Lamela, A. Fernández Canteli, M. Menéndez, C. Przybilla, M.C. Huerta; A. Pacios. VI International Materials Symposium MATERIAIS 2011. Guimarães, 2011. - “Influence of experimental test type on the determination of probabilistic stress distribution” M.C. Huerta, A. Pacios-Álvarez, M.J. Lamela-Rey, A. Fernández-Canteli. Glass Performance Days (GPD). Tampere, 2011. - “Hyperelastic analysis and damage modelling of a rubber material for damper components” F. Pelayo, A. Ramos, M.J. Lamela, A. Fernández Canteli, V. Alastrué, P. Moreo, M. Doblaré, B. Calvo. XIII Portuguese Conference on Fracture. Coimbra, 2012. - “Caracterización del daño inducido por efecto Mullins en materiales hiperelásticos bajo distintos tipos de solicitación” A. Ramos Fernández, F. Pelayo, M.J. Lamela Rey, A.D. López Sánchez, A. Fernández Canteli. XXIX Encuentro del Grupo Español de Fractura. Bilbao, 2012. - “Experimental biomechanical characterization and numerical analysis of the temporomandibular joint” M.J. Lamela Rey, P. Fernández, D. Dorantes, A. Ramos, E. Tanaka, A, Argüelles, A. Fernández-Canteli. 15th International Conference on Experimental Mechanics. Porto, 2012. - “Comparison of viscoelastic moduli fitting using optimization methods” F. Pelayo, A. Noriega, M.J. Lamela, A. Fernández-Canteli. 19th European Conference on Fracture. Fracture Mechanics for Durability, Reliability and Safety. Kazan, 2012. - “Viscoelastic dynamic characterization of the porcine temporomandibular joint under compression” Fernandez P, Lamela MJ, Ramos A, Fernández-Canteli A, Tanaka E. TMJ Bioengineering Conference. Temporomandibular Joint Disorder. Pittsburgh, 2012. Asimismo, los resultados de proyectos relacionados con el tema presentado, subvencionados por el IUTA en convocatorias anteriores, fueron presentados por miembros y colaboradores del grupo investigador en las siguientes actividades académicas de la Universidad de Oviedo desde 2009: - Jornada de divulgación de resultados de proyectos del IUTA: “Construcción Sostenible: nuevos materiales utilizados en construcción”. Escuela Politécnica de Ingeniería de Gijón. Diciembre 2009. - Proyecto Fin de Carrera “Aplicación de un modelo probabilístico al vidrio laminado” de Constanze Przybilla. Escuela Politécnica de Ingeniería de Gijón. Abril 2009. - Desayunos Tecnológicos IUTA-Parque Científico Tecnológico de Gijón: "Tecnología de materiales y cálculo estructural". Mayo 2010. - Trabajo de Investigación de Doctorado "Desarrollo de un modelo de dimensionamiento para vidrio laminado con contrastación experimental" de Mónica Menéndez González. Dpto. Construcción e Ingeniería de Fabricación. Septiembre 2010. - Proyecto Fin de Carrera "Simulación numérica y experimental de elementos estructurales de vidrio templado" de Bruno Antona Palacios. Escuela Politécnica de Ingeniería de Gijón. Diciembre 2010. - Trabajo Fin de Máster “Adaptación de trayectorias y puesta a punto de una máquina biomecánica de tres grados de libertad para ensayos de la Articulación Temporomandibular (ATM)” de David Dorantes Romero.

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Máster Erasmus Mundus en Mecatrónica y Sistemas Micromecatrónicos. Escuela Politécnica de Ingeniería de Gijón. Junio 2011. - Proyecto Fin de Carrera "Dimensionamiento Probabilístico de elementos de vidrio estructural" de Lucía Valle García. Escuela Politécnica de Ingeniería de Gijón. Julio 2011.

3. MEMORIA ECONÓMICA Gastos:


1.500€ (1 beca 2 meses)

1.500€

Ingresos:

Entidad financiadora


BIA2011-28959

Bibliografía (200 €)

Viajes (300 €) Mantenimiento equipos de ensayos (2.000 €)

2.500€



1.500€ (1 beca 2 meses)

1.500€

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1ª FASE: Estudio y puesta a punto del equipo ARAMIS 5M. 2ª FASE: Cálculos numéricos de sistemas estructurales y equipos industriales. 3ª FASE: Programa de ensayos fotogramétricos en elementos estructurales de distintos materiales (vigas, placas, etc.). 4ª FASE: Programa de ensayos fotogramétricos en estructuras y equipos industriales en estado de servicio. 5ª FASE: Evaluación de resultados experimentales y contraste de resultados numéricos.


Aplicaciones estructurales del análisis interferométrico de deformaciones


1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

4ª FASE

5ª FASE

Solicitud de una beca subvencionada por el Ayto. Gijón

durante 6 meses a tiempo completo

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PROYECTO Nº17


Título: Búsqueda de una solución modular para ahorro de energía en viviendas mediante aislamiento interior Investigador/a responsable (perteneciente al IUTA): Marián García Prieto Tfno: 985182053 E-mail: [email protected] Otros investigadores: Manuel López Aenlle Empresas o instituciones colaboradoras. Se ha contactado con la empresa Integra Desarrollo, ubicada en Gijón, en el Parque Científico y Tecnológico, concretamente en C/Profesor Potter, 183. La empresa con una fuerte actividad innovadora y tecnológica ofrece colaboración en forma de cesión de uno de sus técnicos para la participación en diversas tareas del proyecto. Además, se muestran interesados en fabricar y distribuir los módulos aislantes en caso de que el proyecto sea viable. También ayudarán en la solicitud de la/s patente/s que pudieran surgir a partir del proyecto.

2. BREVE MEMORIA DESCRIPTIVA DEL PROYECTO Justificación, interés y objetivos del proyecto: Son numerosos los estudios que cuantifican el ahorro energético que supondría mejorar el nivel de aislamiento de las viviendas [1]. Además, este ahorro sería mayor para aquellas viviendas más antiguas, que están construidas con menores requisitos de aislamiento. Como ejemplo se muestran las termografías obtenidas en una inspección in situ de las condiciones de los cerramientos en una vivienda construida en el año 1984. Se ha comprobado la buena calidad de los acristalamientos y del sistema de persiana, como se observa en la termografía siguiente.

Así mismo, se incluyen otras dos termografías realizadas sobre los muros de fachada y zonas de los mismos en las cuales se encuentran los pilares y vigas de fachada, con la cual se comprueba la diferencia de temperatura que hay en la misma estancia para el mismo instante de tiempo en las fachadas, huecos y pilares.

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Se ha comprobado también que el tiempo para alcanzar una temperatura determinada en una habitación se reducía significativamente cuando su persiana estaba bajada. Si bien no se ha valorado el aislamiento debido a la propia persiana, si se ha tenido una medida indirecta de la conveniencia de utilizar este elemento como medida de ahorro y eficiencia energética. Planteadas todas estas cuestiones, parece oportuno proponer medidas de mejora que, con una inversión moderada, permitan un ahorro energético en el inmueble. Por otra parte, encontrar una solución modular de aislamiento que resulte barata, fácil y rápida de instalar podría ser beneficioso tanto a nivel individual como colectivo: aquellos propietarios que mejoren el aislamiento se beneficiarán de mayor confort en su vivienda y de facturas energéticas menores. El beneficio colectivo es la disminución del consumo energético y el mejor aprovechamiento de la energía. Objetivos: Como objetivo general se plantea diseñar y calcular un sistema modular de sencilla instalación que permita aislar las viviendas por el interior, contribuyendo a mejorar su envolvente térmico. Como objetivos parciales se proponen:

Conocer el estado del arte en Códigos relativos a aislamiento.

Conocer el estado del arte en aislamiento modular.

Diseñar el aislamiento y el sistema de sujeción.

Calcular los aislamientos S/ CTE [2].

Estudiar la viabilidad económica de esta solución. En caso de que se consigan los resultados esperados se podría patentar la solución y también podría dar lugar a una línea de trabajo en la ciudad. Bibliografía: [1] García García, Manuel. “La Inspección Técnica de Edificios ITE’S como vía hacia la eficiencia energética”. 2ª Jornada de Rehabilitación Energética de Edificios. Gijón. Nov 2012. [2] CTE. Código Técnico de la Edificación. Duración total y actividades a realizar: La duración planteada es de 6 meses, a comenzar en Febrero de 2013. Las tareas a desarrollar son las siguientes: 1. Recopilación bibliográfica y estado del arte. 2. Estudio de materiales. 3. Estudio experimental de formas de montaje y fabricación. 4. Valoración económica.

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5. Construcción y pruebas. 6. Conclusiones. En todas las actividades colaborará la investigadora principal. El técnico de Integra participará en las tareas 2 a 6. El becario será responsable de las tareas desde marzo a julio de 2013, con una dedicación completa. Plan de divulgación de los resultados: La temática a estudiar en el proyecto solicitado al IUTA es de máxima actualidad dado que persigue el ahorro energético. Es cierto que durante un tiempo se han favorecido líneas de investigación de energías renovables, lo que ha resultado poco rentable en el momento que cesaron las subvenciones. Esta nueva perspectiva de ahorro tendrá aceptación en revistas, congresos y jornadas del ámbito energético y del ámbito de la edificación. En todas ellas se mencionará la subvención del IUTA. En cuanto a proyectos anteriores, el año 2012 ha sido subvencionado por el IUTA un proyecto para la creación en Iphone/Ipad de un programa para predimensionamiento de estructuras de barras. El programa, denominado S22S, ha sido promocionado en diversos foros y páginas web; además está enviado un artículo a la revista Novática, pendiente de aceptación. Finalmente, el S22S será promocionado en un anexo de un libro de “Apuntes de Estructuras” que los investigadores del IUTA, Marián García Prieto y Manuel López Aenlle, están a punto de publicar. Para el proyecto de generación de aceites a partir de microalgas se está a la espera de tener resultados definitivos para proceder a su publicación.



1.500€ (1 beca 2 meses)

600€ 400€ 2.500€

Ingresos:


Integra Desarrollo 600€ 400€ 1.000€



1.500€ (1 beca 2 meses) 1.500€

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1ª FASE – Recopilación bibliográfica y estado del arte [BEC, Marián García Prieto] 2ª FASE – Estudio de materiales [Marián García Prieto, Manuel López Aenlle, BEC] 3ª FASE – Estudio experimental de formas de ajuste y fabricación (Teórico) [Marián García Prieto, Manuel López Aenlle, Jorge Villarica Viñes, BEC] 4ª FASE – Valoración económica [Marián García Prieto, Manuel López Aenlle, BEC, Jorge Villarica Viñes] 5ª FASE – Construcción y pruebas [Marián García Prieto, BEC, Jorge Villarica Viñes] 6ª FASE – Conclusiones [Marián García Prieto, Manuel López Aenlle, BEC, Jorge Villarica Viñes]


Aplicaciones estructurales del análisis interferométrico de deformaciones

FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPT. OCT. NOV. DIC. ENERO

1ª FASE

2ª FASE

3ª FASE

4ª FASE

5ª FASE

6ªFASE


(5 meses a tiempo completo)

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ANEXOS: CARTAS DE APOYO DE ENTIDADES COLABORAD

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Documents

PLAN DE ACTIVIDADES - uniovi.es