Automatica - 417

Automática e Instrumentación

Productividad y eficiencia del diseño a la producción

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417 / Abril 2010

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Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

Automática e Instrumentación

ENERGÍA SOLAR

Aumentar eficiencia y reducir costes Queda mucho por hacer para que la energía solar alcance niveles de coste de producción análogos a los de las tecnologías convencionales basadas en combustibes fósiles. Además, el desarrollo de las denominadas “redes inteligentes” y el concepto de micro-redes serán clave para el futuro de todas las energías renovables.

Pág. 44 INFORME Acelerómetros y sensores de vibración Incluye tabla de oferta Pág. 96

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Automatización de párkings con sistemas abiertos

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Stephan Kramer, de CMI (Logitek)

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...se convertirá en máxima potencia.

“Nuestra nueva radio asegura la comunicación en entornos distribuidos y desatendidos” �����

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SIMATIC y SIRIUS Abril 2010, n.º 417

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Planificar un cableado completo y adaptado al entorno

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Con SIMATIC y SIRIUS su control...

Nuestros controladores SIMATIC y soluciones para tareas de control, mando, arranque y protección, constituyen la solución para cualquier proceso de automatización. Ya sea un PLC clásico, un Embedded o una solución de automatización basada en PC, un arrancador o nuestra aparamenta, todas sus necesidades se encuentran bajo el concepto de Totally Integrated Automation.

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Automática e Instrumentación

SUMARIO

LA PORTADA Con SIMATIC y SIRIUS… su control se convertirá en máxima potencia

Con SIMATIC y SIRIUS su control...

Industria del automóvil

8 ...se convertirá en máxima potencia.

SIMATIC y SIRIUS Nuestros controladores SIMATIC y soluciones para tareas de control, mando, arranque y protección, constituyen la solución para cualquier proceso de automatización. Ya sea un PLC clásico, un Embedded o una solución de automatización basada en PC, un arrancador o nuestra aparamenta, todas sus necesidades se encuentran bajo el concepto de Totally Integrated Automation.

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Los principales fabricantes anuncian planes para impulsar el desarrollo del coche eléctrico que, a su vez, impulsará el segmento fabricante de baterías.

Observatorio sectorial de DBK Un estudio de la consultora DBK pone de 30 manifiesto la reducción de la demanda en casi todos los sectores industriales analizados, con una especial incidencia negativa en el caso de la industria de componentes electrónicos y el sector de M-H.

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Abril 2010 / n.º 417

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Mes a mes • Para el 2015 se calcula que circularán 100.000 vehículos eléctricos en Catalunya • Avances en células fotovoltaicas

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Empresas • Bosch invierte 600 M€ en una nueva fábrica de componentes • Sistel Control abre una nueva delegación en Madrid • Honeywell se incorpora al EDDL Cooperation Team • Sick Solution Day, en la Abadía de Montserrat

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Eventos • SITI/asLAN se consolida como punto de encuentro TIC • Nueva edición de los Seminarios MES del CGIP

SUMARIO

Abril 2010 / n.º 417

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ENERGÍA SOLAR Energía solar fotovoltaica: estado actual y perspectivas futuras

Sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica

La generación de energía 44 fotovoltaica irá en aumento

Las instalaciones solares 54 fotovoltaicas para la

gracias al compromiso adquirido por la Unión europea de producir el año 2020 al menos el 20% de la energía a partir de fuentes renovables.

producción de electricidad han tenido un crecimiento exponencial muy acusado apoyadas en un marco retributivo muy favorable.

Control de calidad y eficiencia de células y paneles solares La utilización de la visión artificial 64 como soporte en el proceso

Diseño de motores asíncronos para plantas eléctricas termosolares plantas deben adaptarse 70 aEstas la variación del calor por

productivo se convierte en una gran aliada.

medio de accionamientos de velocidad variable y sistema de almacenamiento

Automatización de seguidores solares

Productos

La aparición de las centrales 76 termoeléctricas representa una nueva

Selección de los equipos más representativos 78 del mercado de la energía solar.

oportunidad para su desarrollo.

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P ERSONAS 34

Stefan Kramer, responsable de ventas del sur de Europa de CMI “Nuestra nueva radio asegura la comunicación en entornos distribuidos y desatendidos”

INFORME 84

Acelerómetros y sensores de vibración Jordi Romeu y Meritxell Genescà

42 Empresas • Foro tecnológico NI sobre diseño gráfico de sistemas

97

Automatización de parkings con sistemas abiertos

SOLUCIONES 100 Box-PC: ¿producto de serie o diseño a medida?

S ELECCIÓN 38 Productos • Herramienta gratuita para simular la facturación de energía reactiva • Matlab y Simulink: disponible la versión 2010a

APLICACIONES

Los sensores más utilizados son los de aceleración pero existen otros tipos como los de desplazamiento de fibra óptica, LVDT y sensores de velocidad como vibrómetros láser basados en el efecto Doppler y sensores electromagnéticos.

105 Planificar un cableado completo y adaptado al entorno

TECNOMARKET 114 Nuevos productos

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EDITORIAL

Automática e Instrumentación

P

El sol

arece que no hemos sido conscientes de lo absolutamente dependientes que somos de la madre naturaleza hasta que ésta ha empezado a notar los efectos negativos de nuestra agresiva ocupación y a dar señales de ello.

Pero debemos ser conscientes de que dependemos de ella no sólo cuando nos amenaza, sino siempre.

Aunque en este caso nada es achacable a la acción humana, un ejemplo de actualidad de esta clara dependencia pueden ser las consecuencias que ha tenido en toda Europa la erupción de un volcán situado al sur de Islandia. Finalmente, dichas consecuencias han sido menos graves de lo que se temía en un principio, pero han sido bastantes los euros perdidos, las reuniones suspendidas, los negocios abortados, las personas retenidas, etc.

Y la dependencia desde el punto de vista energético es de las más destacables. Somos absolutamente dependientes de un líquido negro que se halla dentro de unas grandes bolsas, a las que sólo podemos acceder si perforamos la corteza del planeta en el que vivimos.

Hasta tal punto dependemos de este líquido que ha sido causa de más de una guerra reciente. También dependemos del gas, del agua que corre por nuestros ríos, de la sal que se concentra en determinados lagos, etc. Y del sol.

Está claro que de esta importante estrella a partir de ahora vamos a depender más que nunca. Todas las llamadas energías alternativas se derivan de uno u otro modo de las radiaciones solares: energía térmica, elec-

Automática e Instrumentación Director general Antonio Piqué Editora jefe Patricia Rial Directora Cristina Bernabeu (bernabeu@cetisa.com) Redacción permanente Carlos García, Eva Montero, Anna Reñé Quílez, Nuria Calle (Madrid) Consejo de Redacción Xavier Alcober, Jordi Ayza, Antoni Sudriá, Francesc J. Suelves, Laura Tremosa CEA (Comité Español de Automática) Miguel Ángel Salichs (Presidente), Guillermo Ojea (Vicepresidente), Alberto Sanfeliú (Secretario), Alfonso García Cerezo (Vocal) Coordinadora de cierre Eva Montero (montero@cetisa.com) Maquetación Elisabet Ramos Director de Informática Adriano García

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trotérmica y fotovoltaica, pero también en segunda instancia la energía eólica o la producida a partir de la biomasa. La generación de energía a partir del sol no es sólo importante porque gracias a ella producimos energía no contaminante, sino porque no quedan muchos años de petróleo, de gas o de carbón y, sin embargo, el sol constituye una fuente inagotable. Tal como se afirma en uno de los artículos que incluimos en este número, la potencia recibida por la tierra desde el sol es 500 veces mayor que la potencia suministrada por todas las demás fuentes de energía juntas, (…). La tierra recibe en 30 minutos desde el sol la energía necesaria para cubrir el consumo energético mundial de un año.

Ante esta evidencia, es obvio afirmar que los países y empresas más emprendedores y más vigorosos en el desarrollo de estas nuevas tecnologías serán los que se llevarán la mejor tajada. Por ejemplo, una importante empresa del sector energético ya está dando los primeros pasos para instalar en los desiertos del norte de África granjas termosolares que deberán ser capaces de sustituir, dentro de unos años, la energía producida por el gas procedente de estas zonas, que se va agotando poco a poco, y que consumimos en los países europeos. De momento, EEUU y Japón, en poco tiempo han multiplicado los recursos destinados a la investigación en el campo de la energía solar. De lo que se trata ahora es de descubrir cuál es la forma de aprovecharla y transformarla de manera más barata y eficiente. Todavía quedan muchos temas en los que avanzar.

Agencia sectorial de noticias Automática e Instrumentación Digital Directora Delegación en Catalunya Mari Cruz Álvarez Publicidad Catalunya Joan Antòn Soria (soria@cetisa.com) Víctor Bernabeu (vbernabeu@cetisa.com) Publicidad Madrid Francisco Márquez (fmarquez@cetisa.com) Depósito legal: B-23.106-1968 ISSN: 0213-3113 Edita

Oficinas Avda. Manoteras, 44 28050 Madrid Tel.: 912 972 000 - Fax: 912 972 154 Enric Granados, 7 08007 Barcelona Tel.: 932 431 040 - Fax 933 492 350 Lendakari Aguirre, 11 - 5º Dpto. 8B 48014 Bilbao www.tecnipublicaciones.com

Atención al suscriptor Ingrid Torné, Elisabeth Díez Tel.: 902 999 829 suscripciones@tecnipublicaciones.com Precio del ejemplar España: 19€ Extranjero: 27 € Precio de la suscripción (11 ejemplares/año + 4 Tecnomarket) España: 160 € Extranjero: 168 € Todos los precios incluyen IVA y gastos de envío Publicación mensual.

Se editan 11 números al año.

Tirada y difusión controlados por Las opiniones vertidas en los artículos firmados lo son exclusivamente de sus autores, sin que AeI los comparta necesariamente. También el contenido y filosofía de los mensajes publicitarios es responsabilidad exclusiva de la empresa anunciante. No se autoriza la reproducción total o parcial de los artículos de AeI sin el consentimiento previo expreso y por escrito de los aditores.

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TIEMPO REAL

Abril 2010 / n.º 417

Panorama

Industria del automóvil

Cada vez más firmas fabricantes apuestan por el coche eléctrico

8 ■ Coche eléctrico de Renault.

La crisis estructural que atraviesa el sector fabricante de automóviles a escala mundial está obligando a los principales fabricantes a orientar sus estrategias de mercado en los coches convencionales e híbridos hacia los países emergentes, al tiempo que anuncian planes para impulsar el desarrollo del coche eléctrico.

E

l ejercicio del sector del automóvil del pasado año en España se saldó con una producción total de 2,17 millones de vehículos, cifra que representaba 371.566 vehículos menos que los producidos en 2008, según informa la asociación del sector, Anfac. Así, pues, la producción de vehículos en España disminuyó durante 2009 un 14,6% respecto al año 2008, hasta alcanzar un total de 2.170.078 unidades; una reducción que lleva a los niveles del año 1994, cuando se

produjeron un total de 2.142.262 vehículos. En el apartado correspondiente a la producción de turismos, que es el segmento de mayor volumen del mercado, el descenso fue del 6,7%, lo que arrojó una

producción de 1.812.688 turismos.

Por su parte, la producción de vehículos industriales en 2009 experimentó una reducción un poco por encima del 36%, con un total de 337.079 unidades.

En cuanto a los planes de incentivos para el sector puestos en marcha en la Unión Europea y en España, desde Anfac reconocen que han permitido salvar la producción de 160.000 turismos en nuestro país.

De hecho, en la primera parte del año la producción de este tipo de vehículos caía casi un 27%, mientras que en el segundo semestre la fabricación de turismos creció un 24%.

Con todo, el impacto de la crisis sobre la producción de turismos en España ha sido menor que el que se observa en el resto de la indus-

“El ejercicio del pasado año en España en el sector del automóvil se saldó con una producción total de 2,17 millones de vehículos, cifra que representaba 371.566 vehículos menos que los producidos en 2008, según la asociación del sector Anfac”.

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TIEMPO REAL

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Panorama

Captar al usuario común

Mayor eficiencia energética del motor eléctrico

L

a problemática del vehículo eléctrico gana cada vez más importancia en el marco del desarrollo de proyectos relacionados con la eficiencia energética y la resolución de los problemas relativos a la recarga de las baterías y a la autonomía de los vehículos.

Así ocurre, por ejemplo, en el caso del Citcea (Centre d’Investigació Tecnològica en Convertidors Estàtics i Accionaments), donde se han llevado a cabo diferentes proyectos, entre los que destaca el correspondiente a la determinación de las especificaciones para los puntos de recarga o el estudio del impacto sobre la red eléctrica, según manifiesta Eduard Valsera, ingeniero de proyectos del citado centro de investigación. De hecho, ya existen aparcamientos con puntos de recarga y, por otra Fuente: www.automontserrat.com parte, en los servicios públicos de limpieza ya se han introducido flotas de vehículos eléctricos. No obstante, continúa E. Valsera, el problema radica en la captación del usuario común, lo que exige un cambio de mentalidad en cuanto es necesario cambiar el concepto de movilidad con el uso del vehículo eléctrico, especialmente en los trayectos cortos, ya que la mayoría de recorridos que se realizan en las aglomeraciones urbanas están en torno a los 70 km. Ese permitiría realizar los desplazamientos diarios al trabajo y proceder a la recarga durante la noche, con menores tarifas y un mayor aprovechamiento de las energías renovables. Si se hiciera así, ni siquiera haría falta llevar a cabo nuevas inversiones en la red eléctrica. Por lo demás, el paso del vehículo de motor de combustión al vehículo de motor eléctrico seguirá un proceso gradual, con una fase intermedia caracterizada por el vehículo híbrido, aunque a medio plazo irá ganado relevancia el componente eléctrico del vehículo. Pues el motor eléctrico es mucho más eficiente, con cuotas de eficiencia por encima del 90%, ya que evita las pérdidas de energía que ocasionan los sistemas de transmisiones mecánicas y las cajas de cambio, que son sustituidos por convertidores de frecuencia. En este sentido, añade E. Valsera, el Citcea ha desarrollado los convertidores de frecuencia para recargar las baterías de los vehículos híbridos de recogida de basuras de Madrid, Zaragoza y Barcelona. Por otro lado, el mercado del vehículo eléctrico impulsará igualmente el segmento fabricante de baterías, donde se están llevando a cabo avances tendentes a aumentar la capacidad de carga y la autonomía del vehículo, que permita también aumentar las dimensiones de los vehículos con motor eléctrico. A todo ello se añade también que el sector fabricante de baterías para el vehículo eléctrico lleva a la creación de un segmento de actividad en el ámbito del reciclaje de las mismas, por lo que se considera un reactivador industrial para paliar la pérdida de actividad en el sector del vehículo convencional de motor de combustión. tria europea. Así, mientras la crisis económica y financiera ha provocado una drástica reducción en los volúmenes de producción en todo el mundo, y en Europa, la reducción de la producción de turismos se evalúa en torno al 25%, en España el descenso de los turismos fabricados al final del año 2009 ha sido del 6,7%, casi 18 puntos menos.

Los vehículos industriales es el segmento que ha sufrido la mayor reducción, ya que los estímulos a la adquisición de vehículos contem-

plados en los planes de incentivos en Europa estaban limitados solamente al segmento de turismos. Como ya se ha dicho, en España la produc-

ción de vehículos industriales se redujo a lo largo de 2009 en un 36%, mientras que en la Unión Europa es muy probable que el descenso

“El mercado del vehículo eléctrico impulsará igualmente el segmento fabricante de baterías, donde se están llevando a cabo avances tendentes a aumentar la capacidad de carga y la autonomía del vehículo, que permita también aumentar las dimensiones de los vehículos con motor eléctrico”.

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Panorama

“Un factor importante a la hora de impulsar la utilización del vehículo eléctrico es la demanda proveniente de las empresas de alquiler, algunas de las cuales ya han iniciado la incorporación de este tipo de vehículos en su flota”.

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total de la producción de vehículos industriales se aproxime al 50%.

La exportación de vehículos descendió en el año 2009 un 13,5%, con un total de 1.885.430 unidades exportadas. Hacía trece años que la exportación de vehículos no descendía por debajo de los dos millones de unidades. En cuanto a los turismos, las cifras muestran un descenso inferior, concretamente del 5,9%, y un total de 1.557.339 unidades. El porcentaje de la exportación sobre el total de los vehículos producidos en España en 2009 ha sido del 87%.

A pesar de todo, el comienzo del año 2010 parece repuntar hacia una relativa recuperación del sector, si tenemos en cuenta que en el mes de enero las matriculaciones de turismos continuaron al alza, siguiendo la tónica de los meses anteriores. Por otra parte, añade Anfac, la continuación para 2010 del Plan 2000E, puesto en marcha por el Gobierno, las comunidades autónomas, fabricantes e importadores, está influyendo de manera positiva en el mantenimiento de los volúmenes del mercado, aunque en esta primera parte del año, las cifras que sirven de comparación interanual eran ya bastante bajas.

Este primer semestre podría terminar con unos crecimientos próximos al 20%. Sin embargo, el segundo semestre del año mostrará resultados negativos, con caídas por encima del 18%, como consecuencia del incremento de dos puntos del IVA y la finalización del Plan

Gestión de la demanda de energía

Desarrollar una infraestructura de recarga

E

l futuro del coche eléctrico, su introducción masiva en el mercado automovilístico, está en estrecha dependencia no sólo de las disposiciones legales en materia de reducción de gases de efecto invernadero, sino de las posibilidades reales de resolución de una serie de problemas técnicos, entre ellos, algunos directamente relacionados con la gestión de la demanda eléctrica. Frente al problema de las variaciones diarias (entre día y noche) de la demanda eléctrica, y habida cuenta de las dificultades existentes en la regulación de la generación (sólo es posible reducir la producción eléctrica hasta un cierto punto y en grado diferente, según se trata de generación nuclear, térmica o hidráulica), se abordan diferentes soluciones. Entre ellas, la de aumentar la cuota de interconexión con la red francesa, la participación de nuevos agentes en la red eléctrica y la promoción de sistemas de acumulación, como el actual de bombeo. En cualquier caso, para el futuro del vehículo eléctrico es fundamental el desarrollo de mecanismos de gestión de la demanda, manifiesta Miquel Cruz, ingeniero de proyectos del IREC (Institut de Recerca en Energia de Catalunya), de manera que en condiciones óptimas de gestión de la demanda eléctrica se ha calculado que para 2014 podrían introducirse unos seis millones de vehículos eléctricos, sobre un parque actual de automóviles de turismo de unos 22 millones. La materialización práctica de la gestión de la demanda se lleva a cabo mediante mecanismos directos, tendentes a regular la potencia mediante el control del operador de la red sobre sus clientes, o indirectos. En este caso, se despliega un amplio espectro de posibilidades que van desde los incentivos económicos (precios diferentes entre horas valle y horas punta), negociación de precios en función de las posibilidades de desconexión del cliente en determinados momentos, establecimiento de tarifas diferentes para cada tramo horario del día e incluso la retribución de la reducción del consumo respecto al consumo habitual durante unas horas determinadas. En este sentido, ya existen experiencias de este tipo de nuevo sistema tarifario en algunos países, como en los EE.UU (California). No obstante, la introducción de estos mecanismos de gestión de la demanda, necesarios para la promoción del uso del coche eléctrico, continúa M. Cruz, comporta una serie de desarrollos tecnológicos en el campo de la telegestión y la telemedición, para la sustitución de los actuales contadores, además de cambios en la regulación del sector eléctrico.

Más concretamente, en lo que se refiere a las estrategias de introducción del vehículo eléctrico, a su favor juegan cuestiones tales como las directivas encaminadas a la reducción del 10% de los gases con efecto de invernadero para el 2020, así como las limitaciones e inconvenientes 2000 E, lo que lleva a que las previsiones para el cierre del ejercicio de 2010 apunten a la obtención de un volumen similar al de 2009. Avalan estas previsiones el comportamiento de las compras de particulares, que son las que presentan mayor dinamismo, así como la constatación de que, por primera vez, después de cuatro años y medio, todos los canales de venta (alquiladores, empresas y particulares) presentan resultados

positivos. Por otra parte, la demanda de vehículos del segmento hasta 149 gr CO2/Km, que es al que principalmente afecta el Plan 2000E, ha crecido en el mes un 53,8%.

En lo que se refiere a la producción de vehículos en España, se apreció un aumento del 63% en el mes de enero de este año, con un volumen de 200.983 vehículos fabricados, aunque hay que tener en cuenta que el mes de enero de 2009 registró

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Panorama

Fuente: Blogo.it

que presentan otras alternativas de combustible como el hidrógeno, cuyos costes elevados lo hacen poco rentable, o los biocombustibles, que a pesar de la evolución que supone la segunda generación, todavía no resulta rentable; aún necesita de una evolución tecnológica, reconoce M. Cruz.

Por el contrario, el vehículo eléctrico –añade–, no genera emisiones y permite la utilización de energías renovables para la recarga de las baterías, si bien en las baterías es donde se requieren hacer los mayores avances.

Asimismo, entre las necesidades inmediatas también está la de desarrollar una infraestructura de recarga que dependerá de la buena gestión de la demanda y que será la que permita disponer de puntos de recarga exclusivos y dedicados que pueden ser tanto privados (en las viviendas y lugares de trabajo) como públicos, para los que se considera que habrían de alcanzar un número equivalente al 10% del parque automovilístico.

En cuanto a los cambios para el sector de automoción que supone el desarrollo del vehículo eléctrico, Miquel Cruz subraya en primer lugar los que se producen en la industria auxiliar, en el sentido de que evolucionará de la preponderancia de la mecánica actual hacia una mayor composición electrónica, lo que repercutirá igualmente sobre la recalificación del trabajo (menos mono azul y más mono blanco). También se aprecia una tendencia a la evolución de una industria local hacia una industria globalizada, alargando la cadena de suministro, gracias a la mayor modularidad de los componentes electrónicos. Además, en una primera fase, el coche eléctrico supondrá para la industria auxiliar del automóvil una mayor orientación hacia la innovación respecto al actual énfasis en la productividad, ya que estamos ante un sector maduro que entra en convergencia con otros sectores, lo que llevará a la aparición de nuevos fabricantes de componentes. el descenso más alto en la historia de la producción española, con una caída del 53% y un volumen de apenas 124.000 vehículos. En cuanto a la producción de turismos, el segmento de mayor volumen, mantuvo un comportamiento similar, con un crecimiento del 66,6% y casi 165.000 turismos, mientras que la producción de vehículos industriales aumentó un 43% con un total de casi 35.000 vehículos

fabricados. También los valores correspondientes a la exportación mejoraron sustancialmente, con el mayor aumento registrado en el apartado de turismos.

Tecnología y promoción oficial La reciente edición del salón del automóvil de Ginebra tuvo en el vehículo eléctrico uno de sus principales protagonistas, en la medida que los principales fabricantes

del sector (Renault, SEAT, Nissan, Chrysler, Peugeot, etc.) presentaron sus modelos eléctricos, como piezas fundamentales de sus planes estratégicos a corto plazo, los cuales tienen implicaciones directas sobre los fabricantes de componentes en el sentido de la adaptación de sus plantas a los nuevos requerimientos tecnológicos y de nuevos materiales que comporta la implantación del vehículo eléctrico.

De todos modos, el futuro inmediato del vehículo eléctrico parece depender en buena medida de las medidas oficiales encaminadas a promover el uso de este nuevo tipo de vehículo. Así lo manifiestan voces representativas del sector de automoción, que piden a la Administración la elaboración de un plan general para el vehículo eléctrico si no se quiere perder la carrera con la oferta asiática en este mercado emergente. Por lo demás, la difusión inicial del uso del vehículo eléctrico está relacionada con iniciativas tales como las llevadas a cabo por algunos ayuntamientos, en el sentido de condicionar las contratas de servicios a la utilización de vehículos eléctricos por parte de las empresas prestatarias. Asimismo, otro factor importante a la hora de impulsar la utilización del vehículo eléctrico es la demanda proveniente de las empresas de alquiler, algunas de las cuales ya han iniciado la incorporación de este tipo de vehículos en su flota.

Estas iniciativas y la clara apuesta de los fabricantes de automóviles han desatado la carrera por los nuevos prototipos de coches eléctricos. Así, por ejemplo, un consorcio de empresas vascas ha establecido un acuerdo con el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) para desarrollar un vehículo de dos plazas, especialmente diseñado para los desplazamientos urbanos, cuya comercialización está prevista que se inicie el año 2012.

No obstante, su futuro pasa, entre otros aspectos, por la adaptación de las infraestructuras y, muy especialmente, por la resolución de los inconvenientes asociados a las baterías, donde se registran avances

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Panorama

Un mercado de gran potencial

Baterías de nueva generación

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l desarrollo del vehículo eléctrico va de la mano de los avances que se producen en las baterías, tal como reconoce Joaquín J. Chacón, director general de Saft Baterías, en su reflexión a propósito de la evolución de la tecnología del vehículo eléctrico. Después de observado el desarrollo de los primeros prototipos de vehículos eléctricos en estos años recientes, comenta J. J. Chacón, y analizadas las variables relacionadas con la autonomía de los vehículos, tiempos de recarga de las baterías que proporcionaban la energía para su tracción, maniobrabilidad de los mismos, etc., las conclusiones resultaron claras: el único factor que frenaba el desarrollo de vehículos eléctricos es que la tecnología de baterías existente en aquellos momentos no proporcionaba las prestaciones adecuadas a los usos de los conductores, acostumbrados a los coches tradicionales con motores de explosión, básicamente con respecto a dos aspectos: la disponibilidad del vehículo en cualquier momento y la capacidad limitada de carga útil del automóvil por el gran volumen y peso de las baterías. Aunque en aquellos primeros momentos no se daban las condiciones políticas, sociales y de conciencia individual entre los usuarios de vehículos tradicionales respecto a la aceptación de este tipo de vehículo, en la actualidad la situación es diferente; la mentalidad ha ido cambiando y las iniciativas a su alrededor se multiplican tanto entre empresas como en la promoción desde la Administración. Es así como se ha llegado, según constata J. J. Chacón, a la consolidación del desarrollo de vehículos eléctricos e híbridos en Asia, con Japón a la cabeza, a la que se une ahora el esfuerzo titánico en inversiones que está realizando el gobierno de los Estados Unidos donde, además del apoyo tradicional a la industria automovilística, ha comenzado un programa de gran magnitud de ayudas a la industria de la batería, elemento clave del éxito futuro de este sector. El mercado potencial es enorme y las posibilidades de éxito empiezan a vislumbrarse en el horizonte. Estos sistemas de baterías actuales no son solamente las pilas tradicionales puestas en series y en paralelos. Son sistemas complejos que incluyen, además de las celdas electroquímicas, unidades de protección eléctricas y electrónicas, dispositivos avanzados de gestión térmica e interfases mecánicas variadas en función de cada modelo de automóvil.

Así pues, cada batería, incluyendo todo lo enumerado anteriormente, debe pasar unos procesos estrictos de diseño, validación y homologación que ofrecen a los usuarios finales un elevado grado de seguridad en sus prestaciones y que hacen que cada sistema pueda adaptarse perfectamente a cada aplicación concreta para cubrir todas las necesidades energéticas de los vehículos eléctricos e híbridos.

con las baterías de litio, marcados por tendencias como la disminución del tamaño y el aumento de su capacidad de acumulación, que proporcione mayor autonomía al vehículo, y la reducción del tiempo de recarga, además de incorporar nuevas prestaciones en cuanto a seguridad.

Por su parte, las firmas que operan en el mercado de la tecnología para la gestión de la energía también jue-

gan un papel cada vez más relevante en el mercado del vehículo eléctrico, mediante la oferta de soluciones de gestión de redes eléctricas y sistemas que minimicen el tiempo de recarga, que parece ser uno de los puntos críticos que rodean a este vehículo. Frente a este problema, se han lanzado algunos soluciones, como la de establecer una red de puntos para el recambio de las baterías, con experiencias piloto en

“En condiciones óptimas de gestión de la demanda eléctrica se ha calculado que para 2014 podrían introducirse unos seis millones de vehículos eléctricos, sobre un parque actual de automóviles de turismo de unos 22 millones”. algunos países (Israel); sin embargo, para que esta alternativa fuera realmente eficiente, sería necesario proceder a un estandarización de las baterías, de forma que fueran integrables en los vehículos de diferentes fabricantes.

Como quiera que sea, todo indica que el coche eléctrico pasará a ocupar el centro de atención de los responsables del sector fabricante de automóviles. Al menos, eso cabe pensar a la luz del pacto establecido entre los fabricantes del sector y el Ministerio de Industria de España con motivo de la Cumbre del Vehículo Eléctrico, celebrada en noviembre del pasado año y que contó con la participación, además del Ministerio de Industria, de los fabricantes de automóviles y de componentes, la federación de municipios y las empresas de energía y de infraestructuras energéticas.

Entre las medidas acordadas para potenciar el vehículo eléctrico, desde el ministerio se afirmó el compromiso de introducir nuevos incentivos a los puntos de recarga, establecer un marco para incentivar las inversiones en la industria y apoyar las iniciativas de I+D+i en torno a este vehículo. Asimismo, se comprometió a abrir líneas de financiación prioritaria para los proyectos coparticipados por empresas energéticas y de TIC para el desarrollo de sistemas que faciliten la utilización de VE. Carlos García

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Informe del CADS sobre Diagnosis y perspectiva del vehículo eléctrico en Catalunya

Para el 2015 se calcula que circularán 100.000 vehículos eléctricos en Catalunya

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egún un estudio del Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible (CADS), en Catalunya circularán a finales de 2015 unos 100.000 vehículos eléctricos: 70.000 turismos, 25.000 motos y 5.000 furgonetas y camiones. Ésta es una aproximación que se ha hecho a partir de las prospectivas del desarrollo del vehículo eléctrico (VE) a escala internacional y de las expectativas de comercialización que hacen las firmas de automoción industrial.

Además, en el estudio, que es meramente indicativo, se propone la recarga de vehículos de noche y en los aparcamientos. También se prevé que para el 2011 se podrían vender entre 3.000 y 5.000 vehículos eléctricos, hasta llegar a más de 30.000 hacia el 2015.

Pero según parece, existirá

un peligro de sobrecarga en la red si los usuarios no hacen una recarga inteligente de los vehículos, por eso este Consejo pide una normativa para evitar los colapsos de la red eléctrica y un plan de despliegue de estaciones alrededor del país, en sintonía con el proceso de comercialización y venta de vehículos eléctricos.

El estudio Diagnosis y perspectiva del vehículo eléctrico en Catalunya propone un modelo de recarga lenta de los vehículos, de 6 a 8 horas, que se habría de realizar durante las horas nocturnas. Recomienda el desarrollo de una red supramunicipal y que las zonas de carga estén en zonas como aparcamientos públicos, alojamientos turísticos, centros comerciales, polígonos y centros culturales. Esto exige una política de precios de recarga que premie el uso

de las horas valle. También hay que posibilitar el modelo de recarga rápida, de una media hora, en estaciones preparadas y posiblemente alimentadas con fuentes de energía independientes de la red general.

Problemas con la batería La batería presenta aún problemas por el límite de almacenamiento y por su coste elevado, pero parece que la tendencia es decantarse por las de ión litio. Como en Catalunya hay pocas industrias del sector, es posible que el mercado quede en manos de países como los Estados Unidos, China y Japón. Es por ello que el CADS recomienda impulsar un centro experimental de baterías, de universidades y empresas, para adquirir conocimientos rápidos en carga y descarga,

en averías y reciclaje y en ciclos de vida, como también en prototipos de diferentes modelos de vehículos eléctricos. También los estudios de secundaria y formación profesional deberían tratar estos temas. Y los talleres de mantenimiento y reparación de los vehículos actuales se tendrán que ir reciclando a medida que se vaya implantando el vehículo eléctrico.

Estaciones de recarga En el estudio del CADS se ha planteado una posible red catalana de estaciones de recarga que, a parte del Barcelonés y el Baix Llobregat, incluya también unas 50 ciudades de todo el país.

Lo más importante es que se cubra la demanda de movilidad, haciendo posible una recarga en el lugar de destino, especialmente laboral, para luego poder volver al origen doméstico. Y también es muy importante que esta red no esté en lugares públicos, sino en aparcamientos y centros comerciales.

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Bluetooth busca tomar posiciones en la gestión de la energía

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umerosas tecnologías de comunicación sin hilos buscan hacerse un sitio en el sector de la gestión y control de los consumos energéticos, especialmente en el campo de las redes de distribución “inteligentes” (smart grid) que utilizan las tecnologías para optimizar la producción, la distribución y mejorar la relación entre la oferta y la demanda, entre los productores y los consumidores.

Pues bien, la asociación encargada de promover el estándar Bluetooth, Bluetooth Special Interest Group (SIG), acaba de crear un grupo de trabajo específico para este tema, el Smart Energy Study Group. Su objetivo no es otro que aumentar la presencia de este estándar en este sector industrial que experimenta un fuerte desarrollo.

El equipo, compuesto por

CSR, Broadcom y Emerson, ha participado en iniciativas apadrinadas por entidades gubernamentales y otras organizaciones que se interesan por la gestión energética en el mundo. Las soluciones sin hilos son elementos clave en la batalla para mejorar las redes de distribución. La asociación de un contador uniendo el equipamiento con una tecnología que ofrezca una comunicación sin hilos adecuada permitirá a los utilizadores controlar y optimizar sus consumos energéticos, indica Michael Foley, director ejecutivo de Bluetooth SIG. El Smart Energy Study Group va a estudiar todos los aspectos del mercado de la gestión inteligente de la energía y las posibles implicaciones de las tecnologías Bluetooth en este campo.

■ AeI

Gestión de la energía: colaboración de ZigBee y WiFi

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as Alianzas ZigBee y WiFi han anunciado su colaboración en los temas de redes sin hilos domésticas para las aplicaciones de la gestión “inteligente” de la energía.

Esta cooperación llevará en primer lugar a una próxima generación de protocolo de gestión de la energía para las redes domésticas ZigBee Smart Energy 2.0. Las dos organizaciones van a determinar las posibilidades de su utilización capitalizando las fortalezas y capacidades de sus respectivas tecnologías. Recordemos que 2,0 ZigBee Smart Energy fue incorporado el año pasado por el Departamento

de Estados Unidos de Energía y el NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología) como el estándar inicial para garantizar la interoperabilidad de equipos para redes inalámbricas domésticas.

El acuerdo entre las dos organizaciones está diseñado para integrarse perfectamente las dos tecnologías de la comunicación en un entorno doméstico.

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¿La industria textil entra en el sector fotovoltaico?

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ientíficos del California Institute of Technology (Caltech) están experimentando la confección de células solares flexibles con hilos de silicio metidos dentro de un sustrato de plástico. Los trabajos de campo realizados indican que absorben mucha más luz y tienen una alta tasa de conversión eléctrica. Cada fibra de silicio mide entre 30 y 100 micras de longitud y una

micra de diámetro. Para que el sistema funcione es necesario que el conjunto de los hilos de silicio ocupen entre el 2% y el 10% del volumen de la célula solar. El resto es el polímero transparente donde se alojan. Así se consigue abaratar considerablemente el precio al reducir su elemento más caro, el silicio. El sistema de formaciones de hilos de silicio realizado por los científicos

del Caltech logra convertir en electricidad entre el 90% y el 100% de los fotones de luz captados. Se puede decir que esos hilos están muy cerca de la eficiencia cuántica perfecta. Harry Atwater, director del Instituto Resnick del Caltech, ha asegurado que estas nuevas células sobrepasan el límite de absorción de luz de los materiales convencionales, incluso de aquellos que utilizan microestructuras para atrapar la luz. Ahora bien, otro asunto es si toda esa electricidad se podría extraer y convertirla en un ele-

mento energéticamente útil.

La clave de un funcionamiento tan eficiente, en lo que a conversión de la luz en electricidad se refiere, está en que cuando la luz incide en un hilo de silicio es parcialmente absorbida y parcialmente dispersada, y la luz dispersada puede terminar siendo absorbida por otra fibra. El próximo paso de los investigadores es aumentar el voltaje y el tamaño de la célula, el prototipo con el que están trabajando mide un centímetro cuadrado.

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Nace la Cátedra Inycom de la Universidad de Zaragoza

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nycom, conjunto de empresas tecnológicas con más de 28 años de experiencia que ofrecen soluciones y servicios de valor añadido en tecnologías de la información y comunicaciones, analítica, electrónica y medicina, ha realizado para Endesa, junto con el Instituto Universitario Mixto de Investigación (CIRCE), el proyecto de Investigación y Desarrollo ESCENA, que permite incrementar la capacidad de transporte de electricidad en la red de alta tensión.

La estrecha relación entre universidad y empresa ha culminado con la firma de la

Cátedra Inycom de la Universidad de Zaragoza. El proyecto posibilita la monitorización de líneas de alta tensión desde el centro de control de Endesa en Barcelona con el objetivo de maximizar el transporte de electricidad haciendo dinámicos los límites de operación en función de variables meteorológicas. Inycom ha implementado el software y firmware del proyecto, así como las comunicaciones de campo con los sensores; los algoritmos han sido desarrollados por CIRCE y programados por Inycom.

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BREVES • La suiza Endress+Hauser, suministradora de soluciones de medida para la automatización de los procesos, acaba de firmar un acuerdo de distribución estratégica con la británica eSight Energy, especializada en software de gestión de la energía. Gracias a esta colaboración, la empresa suiza comercializará las soluciones de eSight complemetando su propio catálogo.

• Las tres divisiones BEI Industrial Encoders, BEI Duncan Electronics y BEI Ideacod han sido fusionadas en una sola llamada BEI Sensors. Esta fusión da lugar al nacimiento de un especialista mundial de la medida de posición.

TIEMPO REAL Mes a mes

Avances en células fotovoltaicas

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itsubishi Electric Corporation anunció que ha establecido dos récords mundiales en eficiencia de conversión fotoeléctrica de células fotovoltaicas en silicio policristalino (PV), logrado mediante la reducción de la pérdida de resistencia en dichas células.

Se entiende por eficiencia de conversión fotoeléctrica la velocidad a la que se convierte la energía de la luz solar en electricidad.

Uno de los récords es que Mitsubishi Electric ha renovado por tercer año consecutivo un índice de eficiencia del 19,3% para la conversión fotoeléctrica de células fotovoltaicas. En 2008, la compañía logró un récord mundial de la eficiencia de conversión fotoeléctrica del 17,4%.

El segundo récord mundial, logrado con las mismas tecnologías, es un diseño ultra-delgado de silicio policristalino de células fotovoltaicas de aproximadamente 15 cm x 15 cm x 100 micrómetros, con un índice de eficiencia del 18,1%, una mejora de 0,7 puntos sobre el récord anterior de la compañía de 17,4 %.

L as tarifas de eficiencia de conversión han sido confirmadas por el Instituto Nacional de Ciencia Industrial Avanzada y Tecnología (AIST) de Japón.

Mitsubishi Electric va ahora a desarrollar la tecnología de producción en serie para proporcionar estos tipos de conversión en módulos fotovoltaicos comerciales. La compañía también pretende aumentar la producción de sus sistemas fotovoltaicos mediante la combinación de esta tecnología con los inversores fotovoltaicos capaces de una alta eficiencia de conversión de corriente directa a corriente alterna.

La creciente demanda de sistemas fotovoltaicos impulsó la producción mundial de células fotovoltaicas para llegar a 5.500 megavatios (MW) en el año fiscal finalizado en marzo de 2009, y se espera llegar a 8.000 MW en 2012. Los avances conseguidos por Mitsubishi Electric son considerados importantes, ya que todos los fabricantes de células fotovoltaicas están buscando maneras de mejorar esta eficiencia de conversión de las células para obtener más potencia de salida con superficies limitadas.

Al mismo tiempo, los fabricantes de células fotovoltaicas están tratando de lograr una mayor potencia de salida al tiempo que se reduce el espesor de las células fotovoltaicas, reduciendo así su dependencia del silicio y el riesgo de fuertes fluctuaciones de precio de este material.

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BREVES • El grupo alemán Dekra acaba de anunciar la adquisición de la sociedad AF-Kontroll, empresa sueca especializada en control industrial. Gracias a esta compra, Dekra se pone a la cabeza del mercado escandinavo de la inspección y control de centrales eléctricas y refuerza su presencia en los mercados emergentes de la Europa del Este.

• Acal Technology acaba de firmar un acuerdo con Honeywell Sensing and Control por el que se convierte en distribuidor para Europa de la gran variedad de sensores (presión, movimiento, humedad, temperatura, ultrasonidos, infrarrojos, etc.) de esta empresa.

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Rusia quiere tener su Silicon Valley

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on el nombre de Centro de innovación rusa, el gobierno ruso quiere poner en marcha su propio Silicon Valley en Skolkovo, población cercana a Moscú. Así lo ha anunciado recientemente Dimitri Medvedev ante un importante grupo de políticos, científicos y hombres de negocio de aquel país. Según informan corresponsales internacionales en Rusia, la modernización es el credo del partido ruso en el poder y así se refleja en los medios de comunicación y debates televisivos. Cinco campos de alta tecnología serán los objetos de investigación del nuevo centro: la energía, la informática, las telecomunicaciones, la tecnología biomédica y la tecnología nuclear.

El Estado financiará este proyecto con alrededor de 5 a 6.000 millones de rublos

(entre 125 y 150 millones de euros) y el resto de financiación ha de provenir de grandes empresas rusas como Alfa Group, Likoïl, Oneksim, etc.

Según las fuentes de la administración presidencial, la construcción estará acabada entre el 2011 y el 2012.

De todos modos, desde medios científicos se muestra un cierto escepticismo, especialmente porque temen que la corrupción pueda ser un gran obstáculo. Incluso para la apertura de un restaurante hay un montón de intermediarios y para cada uno hay que pagar vasos de vino. Cabe interrogarse qué pasará ante un proyecto tan grande, comenta Alexandre Lvovsky, profesor actualmente de la facultad de física y astronomía de la Universidad de Calgary (Canadá).

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La Universidad Autónoma de Madrid promueve una asociación para el fomento de la innovación

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a universidad Autónoma de Madrid y las asociaciones empresariales de la zona norte de Madrid han creado una plataforma para dinamizar la generación de I+dD+i en el marco del Campus de Excelencia Internacional UAM+CSIC. La Asociación creada servirá para impulsar la generación y transferencia de innovación y conocimiento entre la universidad y las pymes de la zona norte de Madrid. El proyecto, que ya se puso en marcha hace cuatro años, sienta las bases y articula unas serie de medidas para que el Campus de Cantoblanco sea un polo de conocimiento y transferen-

cia en el norte de la capital, donde se concentran más de 20.000 pymes, una universidad con 30.000 alumnos, más de 4.000 investigadores de la universidad y el CSIC, un parque científico y diversos institutos de investigación, a los que se sumarán otras importantes iniciativas y proyectos en los próximos años.

Esta Asociación es una herramienta para que las empresas madrileñas se beneficien del Campus UAM+CSIC, y así el desarrollo, la investigación y la innovación beneficien la economía de esta zona.

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TIEMPO REAL Empresas

Bosch invierte 600 M€ en una nueva fábrica de componentes

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osch ha dado inicio a la actividad en la fábrica de semiconductores y componentes micromecánicos (MEMS) sobre obleas de 200 mm en Reutlingen (Alemania). La nueva planta representa, con su coste total de 600 M€, la inversión individual de mayor cuantía en la historia de Bosch.

Con estas nuevas instalaciones la empresa responde a las crecientes demandas de componentes y sistemas electrónicos más complejos en los automóviles, edificios y bienes de consumo como móviles, portátiles o vídeoconsolas.

El desarrollo de soluciones electrónicas específicas para

automóviles es una de las claves para la electrificación de los vehículos del futuro. En ello están trabajando también los 1.200 ingenieros de desarrollo en Reutlingen.

Por lo que respecta a la capacidad de fabricación, tras la ampliación final, prevista para el año 2016, se producirán cada día hasta un millón de estos chips. Para entonces trabajarán unas 800 personas en la fábrica.

Los CI que saldrán de Reutlingen serán fundamentalmente circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), CI analógicos y componentes de alta potencia. Estos se utilizarán, entre otros, en controles electrónicos para motores de combustión y mecanismos de transmisión, en el programa electrónico de estabilidad (ESP), sistemas de airbag y de asistencia al conductor, de ayuda al aparcamiento o de visión nocturna.

Además, se fabricarán aquí sensores MEMS, que juegan un creciente protagonismo en los sistemas electrónicos del automóvil.

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Protección ESD de las memorias flash

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as tarjetas CompactFlash son cada vez más utilizadas en la industria debido a su gran resistencia al choque y las vibraciones; sin embargo, hay un aspecto al que hasta ahora no se había dedicado la atención necesaria: la resistencia a las descargas electrostáticas (Electronic Static Discharges, ESD).

Es interesante, por tanto, que dos empresas californianas se hayan planteado una colaboración en este aspecto.

Se trata de Vicking Modular Solutions, fabricante de memorias flash y Shocking Technologies, especializada

en la protección contra las descargas electroestáticas.

La colaboración establecida entre ambas compañías se concretará en la utilización de la tecnología Xstatic VSD de Shocking Technologies en las tarjetas CompactFlash de Vicking Modular Solutions.

Gracias a una base de polímero dieléctrico aislante, los componentes de la memoria resisten a las descargas hasta los 30 kV y los pins de la tarjeta presentan una resistencia ocho veces superior a las de las tarjetas CompactFlash estándar.

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Tektronix centraliza el soporte a clientes en Europa

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■ Fuente: NI.

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ektronix acaba de anunciar la creación de un centro europeo de soporte a clientes en Schaffhausen (Suiza). Sus clientes de 11 países podrán con una llamada a un número de teléfono único y gratuito tener informaciones relativas a ventas, servicio y soporte de sus instrumentos.

Las llamadas serán direccionadas automáticamente a un agente que hable la lengua del país de donde proviene la llamada. Los 11 países que incluye el centro representan el 92% de la clientela europea de Tektronix. Son Austria, Bélgica, Francia, Alemania, Irlanda, Italia, los Países Bajos, España, Suecia, Suiza y Gran Bretaña. Nuestro objetivo es simplificar la vida de nuestros clientes, indica el vicepresidente europeo de Tektronix,

antes tenían que llamar a números diferentes según la naturaleza de su demanda mientras ahora dispondrán de un número único para todas las cuestiones. Por otra parte, sus llamadas serán respondidas por una persona y no por una respuesta automática.

Paralelamente, la sociedad americana ha creado un centro de excelencia reuniendo a los expertos en test y medida cuyo objetivo será resolver los problemas técnicos de los clientes. Las cuestiones más complejas se transmitirán al centro de excelencia de Colonia donde están nuestros expertos capaces de responder a todas las cuestiones técnicas a propósito de nuestros productos, según afirma Eric Pieters, responsable de operación del centro.

■ AeI

Curso para la certificación en tecnología OPC

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atrikon OPC realizará un curso para certificación en tecnología OPC en Madrid cuyo principal objetivo es ayudar a cualquier persona del mundo industrial a capturar, mover y visualizar datos de sus sistemas de control, PLC, scadas, bases de datos, siste-

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Empresas

Sistel Control abre una nueva delegación en Madrid

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istel Control, ingeniería de automatización e integración de sistemas para las industria de proceso (farmacéutica, química, alimentaria,etc.) ha abierto durante el mes de marzo de 2010 una delegación en Madrid, ubicada cerca del aeropuerto de Barajas. La nueva delegación cuenta como responsable con Miquel Camps, que es ingeniero especialista en el desarrollo e implantación de proyectos de automatización y soluciones MES bajo entorno GAMP. En Madrid, Camps realizará diversas acciones enfocadas al desarrollo y gestión de proyectos para los clientes de Sistel

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Control en la zona centro.

En palabras de los responsables de esta ingeniería: la apertura de estas nuevas instalaciones constituye un importante paso dentro de los planes de expansión de la compañía, reforzando la política de atención y proximidad al cliente y enfatizando los servicios técnicos para los

Honeywell se incorpora al EDDL Cooperation Team

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a americana Honeywell acaba de incorporarse al EDDL Cooperation Team, de modo que participará en el futuro desarrollo del estándar Field Device Integration

(FDI) para la integración de la instrumentación de campo con los sistemas de control industrial. Los industriales siempre demandan una interoperabilidad mayor y el

proyectos en el centro de la península.

Sistel Control S.L. distribuye productos de tecnología OPC de Kepware y tarjetas de comunicación de bus de campo Hilscher y ofrece soporte para España. Kepware y Hilscher son líderes mundiales en software y hardware de comunicaciones para automatización, tecnología OPC y de sistemas embedded. Dispone de tarjetas drivers OPC de comunicaciones para la mayoría de fabricantes de equipos de automatización (Siemens, Allen Bradley, GeFanuc Schneider, Omron, Hilscher).

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estándar FDI representa una etapa importante hacia soluciones de control integrados mejorando la seguridad, la fiabilidad, la eficacia y la continuidad de sus instalaciones, recuerda Scott Hillman, director de marketing de Honeywell Process Solutions.

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AMD Embedded quiere reforzar su red europea

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a filial Embedded del grupo AMD desea reforzar su presencia en Europa.

Queremos incrementar nuestras ventas en este sector, así como nuestra visibilidad, ha declarado Aurelius Wosylus, responsable de ventas de AMD Embedded para Europa, Oriente Medio y Africa.

Por ello, vamos a crear una nueva red de distribución y lanzar nuevas campañas de información destinadas a la industria.

En este sentido, el fabricante de microprocesadores ha firmado ya un acuerdo de colaboración con la empresa Intercomp, presente en Alemania, Austria y Suiza. Actualmente están estudiando diversos distribuidores para el resto de países europeos.

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Atego adquiere la alemana Blue River

Sick Solution Day, en la Abadía de Montserrat

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ace algo más de un mes se creó la empresa Atego, resultado de la fusión de la franco-americana Aonix con la inglesa Artisan Software Tools. Con esta fusión se dio nacimiento a un actor de primer orden en el mercado de aplicaciones embedded críticas, gracias a herramientas de desarrollo Java y Ada de Aonix y las herramientas de modelización UML/XML de Artisan.

Pues bien, la reciennacida Atego acaba de adquirir Blue River, una empresa alemana cuya especialidad es el lenguaje C++ y propone herramientas de desarrollo destinadas a sectores del automóvil, las telecomunicaciones y automatismos industriales.

Con esta adquisición, Atego incrementa su presencia en Alemania y gana nuevas partes de mercado en el sector del automóvil. Hay que señalar que la presencia en el mercado alemán ya había sido iniciada por Artisan Software Tools antes de la fusión con Aonix al adquirir hace unos meses la empresa alemana Extessy, suministradora de soluciones y servicios para los constructores de automóviles.

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entro de la iniciativa Solutions Tour 2010, iniciada por Sick para acercarse a los entornos de aplicación de sus productos, la abadía benedictina de Montserrat fue el escenario para presentar sus soluciones de protección antiintrusión para edificios y bienes, en las que Sick tiene una gran experiencia. Aunque estas soluciones se dirigen a todo tipo de instalaciones tanto públicas como privadas, así como a centros de producción, logísticos, etc., la elección del museo de Montserrat fue un ejemplo paradigmático de la protección de bienes culturales por su complejidad. En el entorno de Montserrat, con más de 1.000 años de historia, se encuentra ubicada una colección que abarca varios siglos entre piezas arqueológicas, pinturas modernistas o lienzos de Picaso, Degas y Caravaggio, entre otros artistas, tal como explicaron en la presentación el Abad Josep Mª Soler y el padre Laplana, Director del museo. Su seguridad es especialmente

complicada, pues se dirige, según su máximo responsable, Jesús Alcantarilla a la protección de un entorno singular, de las personas que lo visitan y del museo.

A la jornada asistieron alrededor de 50 profesionales de la seguridad de museos públicos y fundaciones de cajas de ahorro y bancos, a los que Salvador Badia, gerente de Sick España, presentó la empresa. La presentación de los sensores anti intrusión para exteriores e interiores de las series LMS y LD corrió a cargo de Consuelo Roldán, jefa de producto. La tecnología de estos escáneres permite diseñar áreas con diferentes perfiles y controlarlas de forma individual para cubrir todos los puntos de riesgo, diferentes ángulos de escaneo, etc. Asimismo, se presentaron equipos de monitorización para el conteo de personas en control de accesos como soporte para marketing y logística.

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Eventos

SITI/asLAN se consolida como punto de encuentro TIC Virtualización y cloud computing se revelaron como principales puntos de interés de la XVII edición del Salón Internacional de las Tecnologías de la Información (SITI/asLAN). El alto nivel profesional de los asistentes fue uno de los elementos mejor considerados del certamen.

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a convergencia y la capacidad de transformación en el ámbito empresarial e institucional marcaron el desarrollo de SITI/asLAN 2010.

Confiando en que este año sirva de preparación para la recuperación económica, la organización centró sus esfuerzos en convertir la feria en un punto de encuentro para todos los profesionales de las TIC. SITI/asLAN dio comienzo el 23 de marzo con la inauguración oficial de los Príncipes de Asturias. Su presencia ocasionó una afluencia mayor a la habitual en la primera jornada, por lo que los expositores coincidieron en señalar como un acierto de la organización este respaldo institucional y mediático. Por su parte, los responsables del certamen se mostraron satisfechos con los resultados finales de esta decimoséptima edición. Durante tres días, 11.619 visitantes acudieron al pabellón 2 de Ifema, en Madrid. Una de las apuestas más importantes de este año fue el uso de la web 2.0 como medio para presentar las di-

versas novedades en los más de 60 expositores que estuvieron presentes. Aunque este número fue menor respecto a la edición anterior en la que participaron 101 empresas, los responsables destacaron que el 15% fueron nuevas incorporaciones, como por ejemplo Kaspersky Lab, Tech Data o Blue Coat Systems.

Tampoco hay que olvidar que esta reducción también obedece a que, en esta ocasión, el certamen de almacenamiento Storage Forum no ha cohabitado con SITI/asLAN como era habitual.

El lema que la organización decidió utilizar este año, 2010: Un año para invertir en eficiencia y soluciones innovadoras dejaba clara la opinión de sus responsables sobre la necesidad de contar con las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) para lograr salir de la crisis. Así, todas las actividades se congregaron bajo este eslogan y la exhibición se estructuró en cinco áreas tecnológicas: seguridad, banda ancha, movilidad, tecnologías IP y servicios gestionados.

Francisco Verderas, gerente de la Asociación @asLAN, organizadora de la feria, al hacer su valoración sobre la muestra explicaba que 2009 ha sido un año difícil y el comienzo del 2010 se ha presentado como un verdadero reto para la feria. Sin embargo, se mostró convencido de que la situación va a cambiar favorablemente, observando que ya se han comenzado a atisbar mejoras en el contexto de Europa, con la apuesta por nuevos mercados y tecnologías.

Eficiencia y competitividad Uno de los objetivos que se marcó esta edición era concienciar tanto a las empresas como a las entidades públicas de la importancia de realizar inversiones rentables en tecnologías relacionadas con las redes que mejoren su eficiencia y que les permitan transformarse en organizaciones más competitivas. Por eso, este año, la cita contó por primera vez con la celebración de las Jornadas Pro-Management 2010, un ciclo de conferencias destinadas a po-

tenciar el conocimiento en la gestión eficiente de negocios de tecnología que mostraron prácticas e instrumentos empresariales innovadores. Esta actividad formativa se desarrolló en torno a cinco áreas temáticas enfocadas a distintas disciplinas de negocio.

Economía y finanzas aplicadas al canal TIC, inteligencia de mercado, recursos humanos y desarrollo profesional, gestión de riesgos de negocio, y marketing y ventas, fueron los temas programados.

Otro de los eventos complementarios fue el Foro @asLAN Tendencias, que contó con la participación de los principales proveedores del sector, y mostró la evolución y el futuro de las nuevas tecnologías relacionadas con las redes y los servicios gestionados. El encuentro analizó, en primer lugar, las líneas de futuro de las propias infraestructuras de redes, para continuar, en segundo término, con las tendencias inducidas en el sector TIC, permitiendo el desarrollo de fenómenos como el cloud computing o la concentración de centros de datos. Precisamente, estos temas junto con la virtualización y la concentración de los centros de datos fueron los que más interés y participación despertaron entre los asistentes a la feria.

La presentación de casos de éxito reales se centró en esta edición exclusivamente en el sector público. De los 70 proyectos presentados, se seleccionaron 24 finalistas y los ocho ganadores mostraron su experiencia en la feria.

Entre los galardonados se encontraban, por ejemplo, el diseño de la red inalámbrica y el sistema automático de reubicación de usuarios para balancear la carga de la red instalado en la Universidad Politécnica de Valencia, así como un proyecto implantado en el Canal de Isabel II consistente en la evolución de redes SDH/PDH a redes metro basadas en transporte Ethernet.

En los stands se pudieron ver los principales productos

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Eventos de los expositores aunque pocas novedades tecnológicas a destacar salvo que la mayoría de los fabricantes apuestan en firme por soluciones basadas en el cloud computing. APC

by Schneider Electric acudió con sus soluciones en materia de SAIs para PCs, servidores y aplicaciones de misión crítica, así como con sus soluciones de infraestructura para centros de datos. Este año también mostraron los productos de Pelco, otra firma del grupo, especializada en seguridad y videovigilancia, dos mundos cada vez más ligados al informático.

Por su parte, Inverter mostró sus productos y servicios para la protección global, end-toend, del suministro eléctrico.

Su muestra incluía supresores de sobretensiones, sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI), estabilizadores de corriente, software relacionado y servicios de asesoramiento profesional para redes de funcionamiento continuo.

El alto nivel profesional de los asistentes y la posibilidad de establecer relaciones para el cierre de futuros negocios fueron los rasgos más valorados por participantes y visitantes de la feria. La mayoría de los asistentes coincidieron al destacar que pese a las reticencias iniciales a causa de la crisis esta edición ha sido muy satisfactoria tanto por la cantidad como por la calidad de los contactos efectuados. También resaltaron

que ya desde el año pasado se percibe una profesionalización mayor frente a ediciones anteriores.

Más y mejor De cara a la edición 2011, la organización apunta que se valorará la incorporación de nuevos eventos relacionados con el mundo de la convergencia al contexto de SITI/asLAN. Además, indican que como cada vez son más las industrias que utilizan las

redes y la tecnología IP para ofrecer un mejor servicio a sus clientes, conseguir reducciones de costes y economías de escala, segmentos como los de seguridad o eficiencia energética podrán tener cabida en el próximo certamen. Asimismo, están valorando la vuelta del espacio InViTech destinado a empresas extranjeras con perspectivas de negocio en España, que la muestra acogió hace dos años.

Nuestro objetivo será seguir creciendo y mejorando en las próximas ediciones para ofrecer variedad y calidad tanto a empresas participantes como a visitantes. Ya hemos ampliado desde los profesionales del sector hasta los sectores que se pueden beneficiar de la convergencia como son la Administración Pública y áreas clave como industria, banca, finanzas, audiovisual, etc., concluye Francisco Verderas, gerente de @asLAN. Nuria Calle

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Eventos

Nueva edición de los Seminarios MES del CGIP

O

rganizados por el centro de Investigación Control i Gestió Integral de la Producció (CGIP), de la UPC de Terrassa, con la colaboración, entre otras entidades, del Ajuntament de Terrassa, la Cambra de Comerç de Terrassa y la Fundació Cecot Innovació, el próximo 17 de junio se llevará a cabo la cuarta edición de los MES Seminars, que tienen como objetivo aportar a los asistentes los conocimientos necesarios sobre estos sistemas, así como su importancia en la ayuda a la toma de decisiones con el propósito de la mejora de la producción.

En el seminario de este año existirán dos espacios claramente diferenciados.

Un primer espacio llamado

BREVES

“de conceptualización”, en el que los asistentes reforzarán y ampliarán sus conocimientos sobre temas relacionados con la gestión automatizada de producción, y un segundo espacio en el que se realizarán una serie de prácticas de laboratorio, donde los asistentes podrán poner en práctica sobre un proceso real los conocimientos tratados en el espacio de conceptualización.

El precio de la asistencia a este seminario es de 350 Euros por asistente, e incluye almuerzo y documentación del evento. Dada la limitación de plazas existentes, se ha establecido la fecha del 10 de junio 2010 como límite para realizar las pre-inscripciones al acto.

• Rafael Foguet es nuevo doctor honoris causa por la Universitat de Barcelona. Autor de más de un centenar de comunicaciones técnicas y de 120 patentes químicas, Foguet ha ocupado diferentes cargos a lo largo de su trayectoria profesional, además de impulsar el salón internacional de la química, Expoquimia, del que más tarde pasó a ser el director.

• El empresario Antoni Peñarroya ha sido reelegido en el cargo de Presidente de la Fundación Privada Ascamm, en el transcurso de la reunión de su Patronato celebrada el pasado día 17 de marzo. Entre los objetivo fijados para este nuevo mandato, Antoni Peñarroya se ha propuesto finalizar las obras de ampliación del Centro Tecnológico, seguir potenciando los proyectos de I+D+i para el sector industrial y afianzar el liderazgo del Centro en proyectos de investigación.

• Dismatel, empresa dedicada a la comercialización de protecciones de sobretensión, ha firmado un acuerdo con OEZ, fabricante Checo de equipamiento eléctrico industrial, para la distribución de fusibles para tareas de protección de semiconductores y aplicaciones fotovoltaicas.

■ AeI

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Eventos Día

Ferias y Congresos

Ciudad

31 mayo BIEMH Bilbao al 5 junio Industria de máquina-herramienta Bilbao Exhibition Centre www.bilbaoexhibitioncentre.com 8 al 11 junio

21 al 23 sepbre.

Automatica 2010 Munich Feria internacional de automatización y mecatrónica www.automatica-munich.com Solar Power Expo Energía solar Feria Zaragoza www.feriazaragoza.com

Día

Varios Barcelona Electrotecnia. Ingeniería química.

Teoría de circuitos y sistemas. Taller eléctrico de automatización. Gerencia energética.

CITCEA (Aula Schneider) www.citcea.upc.edu

12 al 15 abril

Introducción y Madrid aplicaciones de la termografía infrarroja Transmisión del calor, cambios de estado, interpretación de la imagen infrarroja, aplicaciones de la termografía y selección de una cámara infrarroja.

Colegio Oficial de Ingenieros Industriales de Madrid www.coiim.es

Mayo

Cursos SITRAIN Madrid 3 a 6 de mayo: Accionamientos Master Drives Nivel 1. 3 a 7 de mayo: Control Numérico: Sinumerik 840D-Puesta en marcha y mantenimiento. 10 al 14 de mayo: Familia Control Distribuido: PCS7 Nivel 1. 17 a 20 de mayo: Familia SIMATIC NET: Profibus DP. 24 a 28 de mayo: Familia Domótica: KNX Básico y 24 a 28 de mayo: Familia SIMATIC S7: S7 Nivel 1 Siemens, S.A. www.siemens.es/sitrain

Abril/ Mayo/ Junio

Cursos SITRAIN Cornellá de 26 abril a 4 mayo: Familia Llobregat SIMATIC S7: S7 Nivel 1. 27 de abril a 5 de mayo: Familia SIMATIC NET: S7 Profibus. 10 a 21 de mayo: Familia SIMATIC S7: S7 Nivel 2. 11 a 19 de mayo: Familia SIMATIC S7: S7 Nivel 1. 25 a 2 de junio: Familia SIMATIC HMI: MP-WinCC Flexible y 25 a 4 de junio: Familia SIMATIC NET: S7 Ethernet-Profinet Siemens, S.A. www.siemens.es/sitrain

17 Junio

Seminarios MES Terrassa Sistemas MES y su importancia en la ayuda a la toma de decisiones

28 sepbre. AMB Stuttgart Stuttgart al 2 oct. Salón Internacional de la metalurgia www.messe-stuttgart.de/amb SIMO Network Madrid Feria internacional de servicios y soluciones TIC para empresas Ifema www.ifema.es

26 al 29 octubre

Matelec Madrid Material eléctrico y electrónico IFEMA-Feria de Madrid www.ifema.es

26 al 29 octubre

Ferremad Salón de la ferretería y suministros industriales Ifema www.ifema.es

28

8 al 12 novbre.

IV Jornadas JAI 2010 Tecnologías y soluciones para la automatización industrial jai@uvigo.es www.uvigo.es

Vigo

23 al 25 novbre.

SPS/IPC/DRIVES Nuremberg Exposición internacional y conferencia para la automatización eléctrica Mesago www.mesago.de/sps

Ciudad

On-line

Zaragoza

5 al 7 octubre

Cursos y Seminarios

CGIP-UPC

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Energía para soluciones sostenibles.

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Mercados

Automatización en EE.UU.

Los sistemas de control discreto, hacia abajo

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l mercado norteamericano de sistemas de automatización para la industria de fabricación discreta inició un deslizamiento a la baja en los EE.UU. a finales de 2007. El sector de fabricación, que se había mantenido indemne a la crisis a comienzos de 2008, notó los efectos a continuación y redujo su ritmo de crecimiento, lo que repercutió sobre el mercado de automatización, que continuó cayendo durante el ejercicio de 2009.

Las previsiones a corto plazo para el mercado de sistemas de automatización para la industria de fabricación discreta se ven poco prometedoras, ya que se prevé un crecimiento moderado del mercado a medio plazo. Los fabricantes, por su parte, continuarán haciendo frente a la necesidad de aumentar la productividad, reducir los precios de sus productos, así como los costes operativos, y mejorar la calidad para competir en el mercado global. En

consecuencia, las inversiones en automatización, reconoce la consultora ARC, son fundamentales para hacer frente a esos retos.

Por eso, aunque las inversiones en automatización industrial se han reducido en las actuales circunstancias económicas, se trata de un efecto pasajero.

Las tendencias apuntan hacia el mantenimiento de la demanda de PAC (Programmable Automation Controller), autómata multifuncional que ofrece una lógica de programación en tiempo real, control de movimiento y de procesos, además de interfaz de usuario (HMI), entre otras funciones, dentro de una sola plataforma. Por lo demás, en cuanto a las estrategias de deslocalización de la industria discreta, la citada consultora prevé que continuará hacia las economías emergentes que han sufrido menos los efectos de la crisis económica mundial.

FLASHES ▶ Las ventas de variadores de frecuencia de bajo voltaje en China se estimaron en unos 1.708 M$, con un crecimiento en torno al 8,3% respecto a 2007, según IMS Research. Esta circunstancia resulta mucho más chocante si se tiene en cuenta la coyuntura mundial de crisis y que fue durante la primera mitad de 2008 cuando se produjo una abrupta caída de la demanda del sector textil, que representa el 25% de la demanda de este tipo de variadores. ▶ En el mercado turco de software de aplicación empresarial

(EAS, de acuerdo con sus siglas en inglés) se preveía un descenso durante 2009 como consecuencia de los efectos de la coyuntura económica mundial sobre Turquía. Sin embargo, IDC preveía un repunte al alza durante la segunda mitad del año 2010 y un rápido crecimiento para los ejercicios de 2011 y 2012.

▶ La recesión de 2009 redujo en unos 700 M$ el mercado mundial de motores de pequeño voltaje, que se había estimado en 2008 en unos 3.018 M$, según IMS Research, unos niveles que no se espera que sean alcanzados hasta 2012, aunque algunas tecnologías, como los variadores de CC con escobillas es probable que no recuperen nunca su volumen de negocio del pasado.

Observatorio sectorial de DBK

Caídas de la demanda industrial por encima del 20% La consultora DBK, a través del observatorio que analiza la evolución del mercado y la producción de diez sectores industriales en España, observa una reducción de la demanda en casi todos ellos superiores al 20% durante el ejercicio de 2009, con una especial incidencia negativa en el caso de la industria de componentes electrónicos y el sector de máquina-herramienta.

E

n el primer aniversario del Observatorio de evolución del mercado y la producción de una decena de sectores industriales en España, la consultora DBK concluye que todos ellos están sufriendo intensamente las consecuencias de la recesión que afecta al conjunto de la economía española. Así, en 2009 la demanda interior cayó por encima del 20% respecto al año anterior en la práctica totalidad de los sectores analizados, aunque la reducción fue mucho mayor en los sectores de componentes de electrónica y de máquina-herramienta. La coyuntura de la fabricación nacional no fue mucho mejor, descendiendo entre el 18% y el 35% en nueve de los sectores y permaneciendo estancada en el de componentes de electrónica, donde ya se había desplomado en 2008.

En cuanto a las previsiones para 2010, DBK señala una más rápida recuperación de la producción que del mercado, de manera que sólo tres sectores experimentarán crecimiento en el mercado, mientras que en cinco será la producción la que aumente, aunque en todos los casos los incrementos serán de forma moderada considerando la magnitud de las anteriores caídas. La

suave reactivación de la fabricación de automóviles favorecerá el crecimiento del mercado y la producción de componentes de automoción, mientras que la recuperación de los precios y la mejor coyuntura internacional incidirán positivamente en sectores como el de papel y el de plásticos, aunque en el caso de este último el mercado español continuará a la baja por su dependencia de la construcción.

Otros sectores afectados por la crisis de la edificación son el de acero común que, sin embargo, se verá favorecido por el repunte de la demanda procedente de algunos sectores industriales y, sobre todo, los de vidrio plano y azulejos y baldosas. En el sector azulejero las exportaciones representarán alrededor del 70% de la producción, compensando parcialmente la pérdida de facturación de las empresas en el mercado interior.

De forma similar, el crecimiento de la actividad de confección en algunos mercados exteriores hace que tienda a estabilizarse la producción de la industria textil, mientras que la intensa competencia y la deslocalización penalizan al sector del cuero, en el que continúa disminuyendo el número de fabricantes.

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Mes a mes

La columna de Laura ¿Hacia un cambio radical?

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▶ Acabo de recibir una invitación a una Energy Virtual Conference para evaluar los recursos energéticos y otros aspectos. Un tema complejo éste de la energía, tan ligado por otra parte a los peligros que acechan al medioambiente derivados del llamado calentamiento global. Nunca una sociedad como la nuestra dependió tanto de una forma de energía. Basta para constatarlo observar el impacto provocado en la provincia gerundense por la caída de centenares de postes eléctricos de alta, media y baja tensión a causa de una tormenta de nieve. Bien podría decirse que nuestra vida económica y doméstica depende de un hilo, el hilo eléctrico.

Se dice que nuestro futuro crecimiento sostenible debe apoyarse para la producción de energía eléctrica en las energías renovables. Disminuirá así nuestra dependencia energética a la vez que permitirá disminuir notablemente las emisiones de CO2, otro de los caballos de batalla de nuestro modelo de desarrollo. Pero, en opinión de muchos expertos, estas tecnologías no han alcanzado aún el nivel de desarrollo necesario. Hace años que tenemos energía fotovoltaica, pero para que pueda generalizarse es preciso seguir trabajando, especialmente en el campo de las películas delgadas que han de permitir conseguir más energía con menos material. En el caso de la energía eólica y dado que hoy por hoy no tenemos medios para almacenar la energía producida, es precisamente cuando las condiciones son más favorables cuando parte de esta energía se pierde. Fue el caso, por ejemplo, de la madrugada del pasado 30 de diciembre en la que hubo que desconectar 600 Mw eólicos porque no había suficiente demanda. Se habla también mucho sobre la energía basada en el hidrógeno, pero hoy por hoy también en este caso la tecnología no está madura. Por otra parte, la energía nuclear, buena respecto a las emisiones de CO2 no lo es por otros muchos aspectos, principalmente por sus peligrosos residuos.

El problema es de tiempo. No sólo porque hay quien dice que el tiempo para enfrentarnos eficazmente con el llamado calentamiento global es corto, sino también por el progresivo agotamiento de los combustibles fósiles que han sido la base energética de la segunda revolución industrial, así como de la primera lo fue el carbón.

A todo ello cabe añadir la pregunta de si el modelo centralizado de distribución energética actual es el más adecuado para un futuro que se perfila como un mix de diversas fuentes de energía.

Hay quien cree que también en esto el cambio ha de ser radical. En este sentido, acaba de publicarse en España (Paidós) la última obra del prolífico Jeremy Rifkin, profesor universitario y presidente de Foundation on Economic Trends (Washington), que ya en otras ocasiones

nos ha sorprendido con sus previsiones para el futuro (¿recuerdan cuando en 1995 publicó El fin del trabajo, que se convirtió en un best seller?). Ahora, bajo el título de La sociedad empática, Rifkin nos dibuja un futuro radicalmente distinto del actual a partir de considerar que la actual crisis constituye el fin de la era contemporánea.

Según el profesor no es uno sino dos los colapsos que se han producido. En julio del 2008 el precio del barril del petróleo alcanzó el récord de 147 dólares, subieron los precios y creció la inflación. 18 meses después fue el colapso financiero debido a los bonos basura.

Los momentos cruciales que dan un vuelco a la conciencia humana tienen lugar cuando nuevos sistemas energéticos se conjugan con revoluciones en las comunicaciones, creando nuevas eras económicas, afirma Rifkin, y a partir de conjugar la posibilidad de comunicaciones en red con la diseminación de las energías renovables, pasa a diseñar una economía sostenible que se gestiona localmente pero también con vínculos en todo el mundo. A partir de aquí, Rifkin se arriesga a afirmar que para resucitar la economía mundial y a la vez revitalizar la biosfera, lo que ahora necesitamos es, nada más y nada menos, que dar, en menos de una generación, el salto hacia una conciencia empática mundial. ¿Qué entiende Rifkin por conciencia empática mundial?

Lo explica al afirmar que durante la primera revolución industrial, caracterizada por la imprenta, la sensibilidad empática se extendió hasta alcanzar las fronteras nacionales. Durante la segunda revolución industrial, caracterizada por las comunicaciones electrónicas y la conciencia psicológica, los individuos empezaron a identificarse con otros de ideas afines. Pues bien, en este siglo XXI nos encontramos en la cima de otra convergencia histórica: una tercera revolución industrial de la comunicación y también de la energía, lo que podría extender una sensibilidad empática universal, incluida la bioesfera.

Una sociedad nueva para una conciencia nueva.

Entiendo que las afirmaciones del profesor estadounidense llevan a enfrentar nuestro modelo jerárquico (político, comercial, educativo y familiar) con otro cooperativo y más cosmopolita que, tanto en su funcionamiento como en sus espacios sociales, favorezca los ámbitos comunes de código abierto.

Lo que el señor Rifkin no nos dice es cómo y de qué forma puede producirse este cambio tan radical de nuestro mundo. Hasta hoy, no hay indicios. Claro que el siglo XXI, como todos los siglos, tiene 100 años y en 100 años pueden pasar muchas cosas.

Laura Tremosa Coordinadora del Consejo de Redacción Automática e Instrumentación

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Entrevista con Stefan Kramer, responsable regional de ventas del sur de Europa de CMI (Control Micro Systems), presente en España a través de Logitek

“Nuestra nueva radio asegura la comunicación en entornos distribuidos y desatendidos” Durante la celebración de Smagua tuvimos la ocasión de conversar con el responsable regional de ventas del sur de Europa de la firma CMI (Control Micro Systems), una de las marcas representadas por Logitek propietaria de uno de los productos que presentaban en Smagua como novedad: una radio módem digital de transmisión de datos serie y Ethernet denominado ER45e, diseñada, como todos sus productos, para su instalación en entornos desatendidos y sometidos a duras condiciones.

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L

a radio módem que nos ocupa pertenece a la familia de radios de TRIO Datacomm, empresa colaboradora de la firma CMI y, según sus desarrolladores, supone una revolución para el mercado de tratamiento de aguas, pues es una de las únicas –si no la única- radio Ethernet de frecuencia privada con un radio de cobertura muy superior al de las radios sin licencias, normalmente más genéricas pero con una cobertura muy limitada debido a la reducida potencia autorizada por la Administración de 0,1 w con el fin de evitar interferencias.

Por el contrario, la ER45e posee una potencia autorizada de 5w, asegurando de este modo una buena comunicación y transmisión de datos en entornos distribuidos, desatendidos y con distancias entre sí de muchos kilómetros. Stefan Kramer nos da más detalles.

Automática e Instrumentación (AeI). ¿Qué tipo de licencia re-

des locales. En España hay que solicitar una licencia para trabajar en 450e a plena potencia.

quiere esta radio a toda potencia (5W) en España?

Stefan Kramer (SK). La gama de productos 450E cumple con los correspondientes requisitos reglamentarios internacionales, incluyendo ETSI para Europa. La licencia de uso del ancho de banda para una transmisión de radio determinada deberá acordarse con las autorida-

AeI. Hemos visto que puede funcionar a 0,05 W. ¿Es posible configurarla para una potencia máxima determinada o el módulo varía su potencia automáticamente en función de las condiciones de la aplicación (recepción de señal débil, ruido, etc.)?

SK. La potencia de transmisión es manual y configurable desde 50 mW a 5 W. Por lo tanto, para el uso de un determinado nivel de transmisión configurable, habrá una distancia finita en la que un receptor puede operar de manera confiable con respecto al transmisor.

Considerando las condiciones del sistema, será necesario introducir determinados cambios durante el funcionamiento del sistema.

AeI. Aunque 5W es bastante potencia, si se añade uno de sus

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repetidores EB-450 para obtener un mayor radio de cobertura, según su experiencia, ¿cuánto se degrada el timing de respuesta o el ancho de banda del sistema?

SK. Para llegar a un half duplex o full duplex de diseño podrían ser utilizados diferentes tipos de repetidores. La latencia de las radios es mínima, del orden de milisegundos, y no forman un cuello de botella importante en el sistema. Es más importante transmitir la cantidad mínima de datos utilizando, por ejemplo, protocolos de comunicación de telemetría como DNP3 o IEC60870, como lo es también minimizar el número de retransmisiones desde el repetidor utilizando, por ejemplo, la tecnología SmartPath.

AeI. ¿Es posible actualizar el firmware de forma remota?

SK. Sí. El software Tview Network Management and Remote Diagnostics dispone de herramientas completas para administrar remotamente la red de radio desde y hacia cualquier radio dentro del sistema que incluya las actualizaciones de firmware (de serie en todas las radios Trío).

AeI. ¿Podría entrar en más detalles acerca de las ventajas que puede ofrecer ChannelShare en comparación con otros sistemas anticolisión disponibles en el mercado?

SK. Hay dos tipos de tecnologías de prevención de colisiones disponibles: el Digital Collision Avoidance

PERSONAS

System y el RF Carrier Detect RSSI based Collision Avoidance. Cuando coexisten múltiples protocolos no-sincronizados en un “acceso múltiple” común del canal de radio, siempre hay una posibilidad de que ambos hosts puedan sondear diferentes dispositivos remotos al mismo tiempo. Si ambos dispositivos intentan responder a la radio maestra a la vez, podría ocurrir una colisión en el canal de radio. Para facilitar el funcionamiento de operaciones multi-protocolo en el canal de radio se ha aplicado un sistema anticolisión de gestión transparente.

En el caso del Digital Collision Avoidance System (Sistema digital para evitar colisiones), si el maestro de acceso múltiple se ha configurado para el funcionamiento full duplex, es posible utilizar la prevención de

Más sobre CMI

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undada en 1980, Control Microsystems (CMI) es un proveedor global de productos de automatización para sistemas scada, entre cuyo productos se encuentran la familia de avanzados controladores ScadaPack, la gama de sensores inteligentes ScadaSense, la serie de instrumentación inalámbrica ScadaRange y la línea de productos de radio Trio.

Lo más destacable de todas las soluciones de esta firma canadiense es que están diseñadas para su instalación en entornos desatendidos y sometidos a duras condiciones, por lo que se utilizan a escala mundial en sistemas de automatización de aguas municipales y aguas residuales, producción de crudo y gas natural, recopilación de datos y automatización de conductos, así como en una gran variedad de aplicaciones adicionales de automatización industrial.

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colisiones incorporada al sistema de señales. Una vez que la radio maestro recibe un flujo de datos válidos procedentes de una radio remota, se alerta al resto de dispositivos remotos de que se ha convertido en canal ocupado. Los dispositivos remotos que deseen enviar datos amortiguarán los mensajes hasta que el indicador de estado del canal indique que está libre. Además, se añade a la instalación un valor decalado pseudo-aleatorio para que se garantice que los controles remotos de espera no lo vuelvan a intentar al mismo tiempo.

En cuanto al RF Carrier Detect RSSI based Collision Avoidance, en los sistemas half duplex, el portador del receptor de RF se utiliza para inhibir el transmisor al mismo tiempo que está siendo recibida una señal.

Además, están disponibles las tecnologías ChannelShare y SmartPath para evitar nuevas colisiones y maximizar el rendimiento del procesamiento de datos. ChannelShare es una tecnología registrada, los otros equipos no ofrecen esta función.

ChannelShare, única que integra la tecnología C/DSMA de prevención de colisiones, permite en el mismo sistema los sondeos de permisos y el funcionamiento simultáneo de notificación espontánea de alarma.

Por su parte, SmartPath proporciona un mecanismo para la repetición inteligente de paquetes broadcast.

La principal ventaja de esta característica es la reducción de cantidades

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PERSONAS

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de tráfico Ethernet redundante, sin dejar de ofrecer conectividad Ethernet cuando se requiera.

AeI. Entendemos que el protocolo interno es “transparente” y se puede utilizar a través de Ethernet. ¿Es posible utilizarlo con cualquier versión de Ethernet industrial disponible, en tiempo real? ¿Cuáles son sus limitaciones?

SK. Sí, puede utilizarse con todas las versiones de Ethernet (incluyendo UDP, TCP, DHCP, ARP, ICMP, STP, IMGP, SNTP & TFTP). Por supuesto, también pueden utilizarse otros buses de comunicación con el convertidor externo apropiado para rebajar la velocidad de adaptación de la señal. Las limitaciones son el ancho de banda disponible.

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AeI. ¿Podría explicar los recursos utilizados por el sistema para ayudar a la puesta en marcha y mantenimiento (tipo de diagnósticos, control de tráfico, status, etc.).

SK. Antes de la implantación del sistema, se ofrece un estudio software gratuito sobre la cobertura. En la ejecución del proyecto y durante la operación, es utilizado el Network Management and Remote Diagnosis junto con el software TVIEW+. Esto proporciona un sistema transparente de gestión de red y diagnóstico, la operación de la red desde cualquier

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Más sobre Logitek

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a actividad de Logitek se centra en aportar soluciones tecnológicas en mercados estratégicos como son las infraestructuras, sector farmacéutico, gestión y tratamiento del agua, energías, etc. Dentro del sector del agua, son ya muy abundantes los proyectos en los que se utiliza la tecnología suministrada por Logitek, que cuenta con la representación de firmas tan importantes como B&R (Austria), MDT (EEUU) y CMI (Canadá), caracterizadas por ofrecer productos de grandes prestaciones tecnológicas y que en conjunto proporcionan una solución completa y global para el sector que nos ocupa.

módem de radio, todas las funcionalidades propias de un scada tales como bases de datos, tendencias y creación de redes, reconfiguración del módem y presentación gráfica completa a través de la interfase hombre-máquina. Todos los cambios de configuración y funcionalidades de diagnóstico se pueden aplicar de forma remota.

AeI. El módulo está certificado por Factory Mutual para las áreas peligrosas. ¿Está prevista la certificación europea ATEX en un futuro próximo?

SK. Los módulos de radio pueden ser utilizados dentro de las zonas peligrosas. Están disponibles para Clase I, División II, grupos (A, B, C, D) para zona peligrosa ANSI / UL y estarán disponibles con certificación ATEX.

aplicaciones de este módulo?

SK. Los productos de Trío data radio constituyen un componente esencial en sistemas scada y de telemetría en banda estrecha UHF en sistemas punto a punto y punto a multipunto. Los productos se utilizan en todos los mercados “utility” incluyendo servicios de agua y aguas residuales, petróleo, gas y electricidad. Aplicaciones típicas dentro del sector del tratamiento del agua son el suministro de agua potable, tratamiento de aguas residuales, estaciones de bombeo, sistemas de riego y control de ríos. Pueden encontrarse en pozos, tanques, depósitos y almacenes, estaciones de bombeo y plantas de tratamiento, en gaseoductos, ríos, arroyos y canales, tanto en los centros de población urbana como en las regiones rurales de todo el mundo.

AeI. ¿Cuáles son las principales

Cristina Bernabeu

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SELECCIÓN DEL MES Productos

Matlab y Simulink: disponible la versión 2010a

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he MathWorks ha anunciado el lanzamiento de la versión 2010a (R2010a) de sus familias de productos Matlab y Simulink, siendo los más destacado las nuevas funciones de streaming para el procesamiento de señales y vídeo en Matlab, los solvers no lineales para la optimización estándar y a gran escala, y el soporte ampliado de Simulink para equipos grandes dedicados al diseño de sistemas complejos.

Esta versión también presenta el producto Simulink PLC Coder, desarrollado para ayudar a los ingenieros de sistemas de control industrial a generar texto estructurado IEC 61131.

Además, actualiza otros 83 productos, incluidos los productos de verificación de código PolySpace.

Algunas de las mejoras para la familia Matlab que se incluyen en la Release 2010a son: • Signal Processing Blockset y Video and Image Processing Blockset: nuevos objetos de sistema para el procesamiento de streaming en Matlab. Compatible con más de 140 algoritmos, los objetos de sistema usan menos memoria, mejoran la gestión de streams de datos de señales y vídeo de gran extensión y simplifican el desarrollo de los algoritmos de streaming.

• Symbolic Math Toolbox: nueva interfaz con Simscape que permite generar de forma automática ecuaciones de lenguaje Simscape para el modelado físico.

• Global Optimization

Sin lubricación

Toolbox y Optimization Toolbox: nuevos solvers no lineales que resuelven problemas más complejos y realistas, así como la capacidad de usar cálculo paralelo para reducir el tiempo de búsqueda de una solución.

• SimBiology: maximización de la expectación por aproximación estocástica (SAEM), soporte para programas de dosificación y mejoras de rendimiento en el ajuste y modelado de datos para farmacocinética (PK) y farmacodinámica (PD).

La 2010a incluye soporte multicore y mejoras de rendimiento para más de 50 funciones en Image Processing Toolbox, así como funciones matemáticas adicionales en Matlab.

También incluye mejoras para las funciones de archivos compartidos, gestión de rutas y escritorio en Matlab.

Con esta release, Simulink ofrece soporte ampliado para equipos de diseño numerosos, permitiéndoles diseñar sistemas complejos de forma más eficaz. Entre estas funciones se incluyen las estructuras de parámetros ajustables para la gestión de grandes conjuntos de parámetros y bloques

de modelos accionados, así como la ramificación de llamadas y funciones para el modelado basado en componentes.

Simulink 2010a ofrece otras novedades para que el desarrollo de sistemas embebidos sea más eficiente: • Embedded IDE Link y Target Support Package: soporte de generación de código para procesadores ARM, Eclipse y Embedded Linux, permitiendo a los ingenieros de sistemas y software utilizar flujos de trabajo simplificados para el desarrollo de sistemas embebidos.

• IEC Certification Kit: soporte de calificación de herramientas ISO/DIS 26262 para los productos de verificación Real-Time Workshop Embedded Coder y PolySpace, facilitando la certificación de unidades ECU desarrolladas para los niveles ASIL (nivel de integridad de seguridad en la automoción) A a D. • DO Qualification Kit: soporte de calificación de herramientas DO-178B ampliado hasta la cobertura de modelos, aumentando el crédito de certificación posible con la verificación de modelos. www.mathworks.com

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Productos

Herramienta gratuita para simular la facturación de energía reactiva

S

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e g ú n re s o l u - La empresa española Circutor ha desarrollado un dientes. Se repite la ción publicada programa de cálculo, fácil e intuitivo, que permite operación para cada en el BOE nº 315 simular la facturación de energía reactiva, así como uno de los periodos (31/12/2009), se esta- la batería de condensadores necesaria para evitar las establecidos. blecen nuevas tarifas nuevas penalizaciones vigentes desde el 1 de enero El último dato a de penalización para del presente año. introducir es el de el consumo de energía potencia, en kW. Lo reactiva que buscan ideal sería que la facpotenciar la eficiencia tura indicara la poenergética de la red tencia de maxímetro, eléctrica. Dichas pepero si no aparece nalizaciones quedan este término se pueresumidas en la tabla de usar el valor de la adjunta. potencia contratada.

Como se puede obTambién se estableservar, el incremento cerá a que cosφ se más importante es en quiere corregir la insel tramo en el que el talación, por defecto, cosφ está entre 0,9 la recomendación de y es inferior a 0,95, Circutor es cosφ = 1, con un incremento y ya están introducidel 319730%. Muchas dos todos los inputs. €/kvar €/kvar instalaciones que anteIncremento cosφ 31/12/09 01/01/2010 riormente apenas tenían Cálculo automático 0,9<cosφ<0,95 0,000013 0,041554 319730% recargo, pasan a sufrir imAutomáticamente, el 0,85<cosφ<0,9 0,017018 0,041554 144% portantes aumentos en sus programa realizará una 0,80<cosφ<0,85 0,034037 0,041554 22% pagos por energía reactiva simulación de la factuconsumida. ra mostrando las penalicosφ<0,8 0,051056 0,062332 22% Ante este nuevo panorazaciones anteriores y las ma, la empresa Circutor ha Una vez descargado, para opción; en cambio, si tan penalizaciones vigentes; diseñado una herramien- hacer funcionar el progra- sólo aparecen los kvar·h además, ofrecerá una bata, accesible para todos y ma sólo hay que introducir facturados, se deberá esco- tería de condensadores que de fácil uso, que permite 3 datos de la factura, kW·h, ger la opción de “excesos”. cubrirá las necesidades de simular los recargos ac- kvar·h (consumo o exceso) Es probable que aparezcan compensación de reactiva tuales, compararlos con los y kW (potencia de maxíme- los 2 datos, en cuyo caso se según los datos de factura recargos establecidos en el tro o contratada) y se ob- optará por cualquiera de introducidos.

RD 485/2009, determinar tiene una solución técnica los 2 métodos de cálculo, Una vez obtenido el mola batería de condensado- que cubra las necesidades siendo preferible la opción delo de batería, es posible res necesaria para evitar reales de compensación de “consumos”. introducir el precio estimaestos recargos y calcular reactiva.

A continuación se busca do del equipo y en función el periodo de amortización qué tipo de tarifa es de de la penalización que ya del equipo.

Análisis de los datos aplicación en la factura: se ha calculado, el prograCualquier persona inte- Antes de empezar es ne- si es una 3.x se usa la si- ma nos dará el periodo de resada puede descargarse cesario analizar los datos mulación para 3 periodos, amortización del equipo; el software desde la web de que aparecen en la factura y si es una tarifa 6.x, la de un dato muy interesante Circutor www.circutor.es y determinar si se desea 6 periodos. para estudiar la viabilidad en el link de Nuevas pena- trabajar con la opción del Una vez se hayan reali- económica de la solución lizaciones de reactiva en programa que calcula la zado estas dos pequeñas técnica y la rentabilidad de España, donde encontrará, batería por consumos o averiguaciones previas, se la inversión. a parte de información por excesos de kvar·h. introducen los consumos detallada sobre este tema, Como regla general, si en de potencia activa en kW·h un enlace para la descarga la factura aparece una ta- del periodo facturado y los Joan Auleda directa del programa de bla con los consumos del consumos/excesos de reac- Técnico División PFC cálculo. periodo se escoge dicha tiva en kvar·h correspon- Circutor

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Celebrado el pasado mes de marzo en Madrid

Foro tecnológico NI sobre diseño gráfico de sistemas La cita reunió a casi dos centenares de profesionales que quisieron conocer las últimas novedades tecnológicas de National Instruments y su aplicación real por parte de importantes empresas.

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N

ational Instruments (NI) celebró en Madrid su NI Days, el foro tecnológico sobre diseño gráfico de sistemas, un concepto con el que la compañía quiere englobar todas aquellas tecnologías que pueden hacer posible la innovación en el seno de la empresa, según se encargó de subrayar Carlos Ríos, el director de National Instruments en España. Como compañía nos concentramos en los retos a los que se enfrentan los ingenieros y los científicos. La ingeniería es la solución a los problemas en el futuro, aseguró el directivo. Desde su punto de vista, España es un país innovador que está en disposición de acreditar un cuarto puesto en energías eólicas y un quinto puesto mundial en el uso de robots.

En este contexto, recordó que NI

es un proveedor de herramientas de software y plataformas de hardware para industrializar soluciones.

Dentro de su portfolio de productos destacó la herramienta NI LabView, de la que existe una nueva versión desde 2009, la quinta en cinco años, lo que da idea, de alguna manera, de su éxito en el mercado. Sus últimas funcionalidades están relacionadas con su capacidad de procesamiento multinúcleo y la incorporación de la tecnología FPGA. Asimismo, se trata de un sistema inalámbrico que incluye capacidad matemática en tiempo real.

Carlos Ríos habló de las novedades que presenta al mercado la tecnología de NI. Se refirió, por ejemplo, a los VI Snipetts, un archivo tipo de imagen que incluye todo lo necesario para ejecutar con código LabView. Las

ventajas de estos archivos radican en que se pueden compartir con otras personas a través de diferentes canales, ya sea a través del correo electrónico o de las redes sociales.

Además, el directivo señaló que la compañía se preocupa para que sus soluciones estén soportadas por los sucesivos sistemas operativos de Windows. Muchos drivers de LabView 2009 pueden trabajar sobre Windows 7, lo que permite obtener un mejor rendimiento en las aplicaciones de diseño, control y medida, dijo.

El director de NI en España se detuvo a explicar las ventajas que aporta a LabView el hecho de ser un sistema multinúcleo. Hay una oportunidad de aprovechar los múltiples núcleos de un PC para que, de manera simultánea, funcionen varios sistemas operativos. A esto se le llama virtualización, para ejecutar paralelamente varios sistemas operativos, explicó. En relación con este punto, añadió que NI quiere encontrar un monitor de máquinas virtuales, un hipervisor, para asignar los recursos a más de un sistema operativo. Antes, esta operación requería de dos PC, hoy es suficiente con una sola caja, señaló.

En el terreno de la adquisición de datos, Ríos recordó que NI ha trabajado durante los últimos veinte años, y que ahora la compañía ha estandarizado las nuevas plataformas de bus, incorporándose también al nuevo entorno inalámbrico. En este terreno, la compañía ha lanzado NI X Series, que a juicio del directivo, es la plataforma más potente que ha creado la compañía en este segmento, con un rendimiento excelente que proviene del hecho de haber sido diseñada para Bus Express.

Monitorización inalámbrica Otra de las apuestas fuertes de NI está representada en los equipos de monitorización inalámbricos.

En esta parcela, hace un año que lanzó su primer producto con estas características, para ser empleado en áreas como la monitorización medioambiental, la monitorización de recursos o las medidas industriales. Incluso citó cómo NI Wireless

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Sensor Networks ha participado en una experiencia pionera, consistente en la adquisición de datos para la monitorización de un monumento histórico, en concreto una iglesia románica en Castilla y León.

El responsable de nuevos mercados de NI, Michael Schneider, se refirió al compromiso de la compañía con la ampliación de las capacidades de medida, y señaló que las últimas fronteras de la medición están en lo que denominó test real-time y el control embedded.

En lo que se refiere a la robótica,

señaló que LabView Robotics 2009, que engloba software, hardware y elementos de control, presenta como principales características una capacidad de programación gráfica de alto nivel, herramientas para algoritmos basados en texto y descarga a hardware Real Time y FPGA. En el transcurso de la sesión inaugural se recordó el acuerdo entre NI, Denso y ImagingLab, que ha conseguido desplegar en el periodo de tres años más de 50 LabView en robots industriales.

A modo de conclusión, Carlos Ríos

H BIEM 3 a l en I4 enos - Stand t í s i V 3 ellón Pab

recordó que NI pretende acelerar el proceso de innovación en las empresas, para diseñar o industrializar las soluciones, y anunció la decisión de impulsar en España el programa Alliance Partner, del que forman parte en todo el mundo más de 600 empresas, especializadas en sectores industriales concretos y que pueden dar una visión muy práctica y centrada en la resolución de problemas concretos a los clientes.

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Energía solar fotovoltaica: estado actual y perspectivas futuras Queda mucho por hacer para que la energía fotovoltaica alcance niveles de coste de producción análogos a los de las tecnologías convencionales basadas en combustibles fósiles, pero el camino que queda es particularmente fascinante, siendo un fuerte reto científico y tecnológico. Hoy en día, la generación de energía fotovoltaica ya juega un papel importante en nuestras vidas, pero en los próximos años, con el compromiso adquirido por la Unión Europea de producir el año 2020 al menos el 20% de la energía a partir de fuentes renovables, este papel irá en constante aumento.

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A

ctualmente, la mayor parte de la producción de energía de la humanidad se basa en el consumo de combustibles fósiles, ya sea petróleo, gas o carbón, con el consiguiente problema ecológico derivado de su combustión. El vertiginoso desarrollo tecnológico en que se ha visto envuelta la humanidad en los últimos cien años, si bien ha conducido a una mejora relativa del bienestar social, ha determinado también un incremento exponencial en el consumo de energía. Esto determina un serio problema ecológico a la vez que económico: las emisiones vertidas a la atmósfera por el consumo de combustibles fósiles son el principal causante de la acumulación de gases de efecto invernadero, especialmente el CO2, NO2 y SO2, que están provocando serios cambios climáticos. Actualmente se estima que más del 75% de la producción de energía mundial proviene de la utilización de combustibles fósiles. La disponibilidad de estos combustibles es limitada, y viene determinada por las reservas existentes en este momento, que no son ilimitadas. Es decir, en un futuro cercano, el actual crecimiento del consumo de energía por parte de la humanidad no podrá basarse en la utilización de este tipo de energía no renovable y altamente

contaminante.

Esta situación ha motivado un esfuerzo significativo en los últimos años en la búsqueda de energías alternativas que permitan un desarrollo socio-económico sostenible de la humanidad. Entre éstas, una de las opciones más plausibles es el aprovechamiento de la energía del sol. La energía del sol se convierte en energía térmica dando origen a los gradientes térmicos y como consecuencia a la energía eólica o a la energía solar térmica, o es utilizada en la fotosíntesis generando biomasa o, alternativamente, es reflejada hacia el espacio. El avance científico de la humanidad ha dado opción a disponer de su conversión directa en energía eléctrica a partir del efecto fotovoltaico, o en energía química mediante procesos de fotocatálisis artificial. Para hacerse una idea de la relevancia potencial de esta fuente de energía, basta considerar que en promedio la superficie terrestre recibe a nivel del mar una densidad de potencia de 1.0 kW/m2. Teniendo en cuenta que la superficie proyectada de la tierra es de aproximadamente 1,24x1014 m2, esto implica que la potencia recibida por la tierra desde el sol es de 1,24x1014 kW, que es 500 veces mayor que la potencia suministrada por todas las demás fuentes de ener-

gía juntas, y representa actualmente 35.000 veces el consumo mundial de energía de la humanidad en un año. De estos datos se deduce que la tierra recibe en 30 min desde el sol la energía necesaria para cubrir el consumo energético mundial de un año. O, de forma análoga, bastaría con aprovechar toda la energía que llega desde el sol a una superficie equivalente a dos tercios del tamaño de España para cubrir las demandas globales de la humanidad. En este escenario y dada la actual tendencia de la humanidad de consumir energía eléctrica, la transformación de energía solar en eléctrica mediante efecto fotovoltaico constituye una de las mejores alternativas. Sin embargo, la producción mundial de energía a partir de celdas solares es aún muy pequeña frente a las tecnologías energéticas dominantes en este momento, basadas en gran medida en la utilización de combustibles fósiles.

No obstante, en los últimos años se está produciendo un crecimiento prácticamente exponencial en la producción y demanda de módulos fotovoltaicos, lo que está acelerando la aceptación, implementación y utilización generalizadas de este tipo de energía. A pesar de que tecnológicamente satisface todos los requisitos de sostenibilidad, hoy en día su uso

Energía solar Abril 2010 / n.º 417

adolece de problemas económicos para su utilización a nivel masivo.

El coste estimado de MW-h discrepa en un rango amplio de valores según el origen de la fuente de energía: estimaciones recientes del mercado de energía dan valores de 32, 82 y 460 euros respectivamente para los costes de 1 MW-h producido por ciclos combinados, energía eólica o energía fotovoltaica. Estas cantidades revelan que para una amplia utilización e implementación de la energía solar es preciso disminuir costes y/o aumentar eficiencia.

Así, en este momento, el desarrollo de las tecnologías fotovoltaicas como tecnologías alternativas de producción masiva de energía viene condicionado por dos aspectos fundamentales: la necesidad de disminuir el coste en la producción de energía a niveles competitivos con los de las tecnologías convencionales basadas en combustibles fósiles y el carácter intermitente en la producción de energía, lo que implica una necesidad importante en el desarrollo de nuevos procesos y sistemas de almacenamiento y gestión de la energía producida y su conexión a la red. En relación con el primer aspecto, el coste actual en la producción de potencia a partir de módulos fotovoltaicos disponibles comercialmente es del orden de 1 euro/kW, lo que implica la necesidad de disminuir aún de forma significativa los costes de fabricación y/o aumentar la eficiencia de los dispositivos. El coste típico de producción en un sistema instalado (incluyendo los módulos y los sistemas y circuitos eléctricos) es en este momento del orden de 2,2 euros/kW, del que prácticamente el 50% corresponde al coste de los módulos fotovoltaicos.

Efecto fotovoltaico. Desarrollo histórico de las celdas solares ¿Qué significa y cómo surgió la idea de convertir la energía del sol en energía eléctrica, directamente utilizable por el ser humano? La conversión fotovoltaica es el proceso de transformación directa de la energía que nos llega desde el sol en electricidad, y se basa en un

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■ Evolución de las celdas solares a lo largo de la historia. (a) Primera celda electroquí-

mica de Becquerel, (b) Celda de Selenio de Adams y Day, (c) Celda de Fritts, (d) Celda de Cu2O/Cu de Grondhal, (e) Primera celda de Silicio de Kingsbury y Ohl, (f) Esquema de una celda actual de Si (1a generación), (g) Esquema de una celda actual de capa degada (2a generación), (h) Esquema de una celda tándem actual de alta eficiencia (3a generación).

fenómeno denominado efecto fotoeléctrico interno, que consiste en la absorción por parte de un semiconductor de un fotón de la luz solar, con la consiguiente generación de un par electrón-hueco. Cuando el proceso de generación tiene lugar en una región empobrecida de portadores y con un campo eléctrico tal como ocurre en una unión p-n (formada por el contacto entre un semiconductor tipo p y un semiconductor tipo n) o en un dispositivo p-i-n (en el que existe una región intrínseca entre las regiones p y n en la unión), el campo eléctrico existente determina una separación de los portadores de carga positiva (huecos) y negativa (electrones), que terminan siendo inyectados en

los terminales eléctricos del dispositivo, dando lugar al establecimiento de una corriente eléctrica externa.

Las primeras evidencias de la observación del efecto fotovoltaico datan de 1839, cuando AlexanderEdmond Becquerel logró generar electricidad iluminando un electrodo con diferentes tipos de fuentes luminosas. Pero hubo que esperar hasta 1877 para que W.G. Adams y R.E. Day demostraran el efecto fotovoltaico en un sistema con todos sus componentes sólidos. Utilizando un pequeño cilindro de Se vitrificado conectado a los extremos con electrodos de platino, Adams y Ray observaron la circulación de una corriente cuando el cilindro era iluminado con luz solar. Ya en

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■ Producción mundial de módulos desde 1990 hasta 2007.

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1883 Charles Fritts, un inventor americano, presentó lo que puede considerarse como la primera celda solar de la historia, que se obtiene depositando una fina capa de Se sobre un sustrato metálico y utilizando como contacto eléctrico otra capa muy fina de Au. Con este dispositivo, Fritts consiguió obtener una eficiencia de conversión fotovoltaica de alrededor del 1%. Evidentemente este bajo valor de eficiencia no permitió la aplicación de este dispositivo como celda solar, pero sin embargo sí que fue ampliamente utilizado como sensor de luz en cámaras fotográficas hasta la década de los 60.

■ Imagen de una huerta solar.

Después de los estudios de Fritts, hubo que esperar casi medio siglo para obtener avances significativos en el desarrollo de los dispositivos fotovoltaicos. Cronológicamente, el siguiente avance relevante es el de L.O. Grondhal, que descubrió la acción rectificadora de uniones de Cu2O/Cu, lo que dio lugar al desarrollo de fotoceldas de área grande.

Pero el gran salto en el desarrollo de la energía fotovoltaica vino de la mano de la tecnología de Si. En 1952, Kingsbury y Ohl lograron realizar la primera unión rectificadora de Si mediante un método sencillo,

consistente en bombardear con iones la superficie de un cristal de este material. Dos años más tarde Chapin, Fueller y Pearson, presentaron la primera celda solar de Si moderna, utilizando para formar la unión métodos de difusión de impurezas. Estas celdas alcanzaron un 6% de eficiencia de conversión, mediante un sistema de doble contacto posterior.

A partir de ese momento, varias circunstancias han impulsado el desarrollo y crecimiento de las tecnologías fotovoltaicas. En primer lugar, cabe indicar el inicio de la era aeroespacial, que planteó la

Entrevista con Joan Ramón Morante, jefe del área de materiales en el IREC

“El gran reto es aumentar eficiencia y disminuir costes”  Juan Ramón Morante, catedrático en Física por la Universidad de Barcelona, es el jefe de Área de Materiales en el IREC ((Institut de Recerca en Energia de Catalunya), un instituto creado recientemente en Catalunya con la finalidad de aglutinar bajo un mismo paraguas todos los trabajos de investigación que se están llevando a cabo en temas de energía. Su área ha heredado las actividades de varios de los centros universitarios más activos en materia de materiales para la fotovoltaica.

L

os trabajos de investigación que se están llevando a cabo desde que apareció la energía fotovoltaica persiguen dos objetivos muy claros: por un lado, aumentar la eficiencia de las células solares, en el sentido de que sean capaces de aprovechar de la forma más óptima posible la cantidad de fotones que les llegan de la luz del sol; por el otro, reducir los costes hasta conseguir que el precio del kilowatio/hora de la energía producida por generación fotovoltaica pueda llegar a competir con el precio de la energía

procedente de los combustibles fósiles. Hasta el momento, el precio de la primera puede ser entre 5 y 8 veces superior al de la segunda, aunque hablar de precios de muy difícil, pues no están siendo bien cuantificados. Si se tuvieran en cuenta valores como la cantidad de emisiones de CO2 que se emiten o aspectos de repercusiones de tipo social, las conclusiones en cuanto al precio de las distintas energías serían otras. Pero lo que de momento se compara es el precio de mercado, puro y duro. Morante nos explica en esta

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necesidad de disponer de fuentes autónomas de energía accesibles en el espacio exterior, con el consiguiente desarrollo de celdas fotovoltaicas para aplicaciones en satélites y naves espaciales. Luego, la crisis del petróleo de los años setenta abrió el camino a la investigación en fuentes de energía alternativas. Aunque esta crisis tuvo una duración relativamente breve, motivó el inicio de una actividad científica significativa en estos campos, y la adaptabilidad de las celdas solares para trabajar en áreas remotas y ámbitos con pocos recursos naturales impulsó el desarrollo de la incipiente industria fotovoltaica.

El gran incremento que se ha experimentado en los últimos años en la producción de celdas solares y módulos fotovoltaicos está directamente relacionado con las propiedades únicas de este tipo de energía. Entre sus ventajas cabe destacar que es la más instantánea de las energías renovables, ya que en fracciones de segundo es posible tener una respuesta eléctrica a la energía radiante del sol. Además, en principio la mayoría de los sistemas fotovoltaicos no requieren de partes móviles (a excepción de los sistemas que incluyen meca-

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nismos de seguimiento de módulos orientables) y son extremadamente modulares, es decir, es posible diseñar sistemas para la generación desde fracciones de vatio hasta decenas de Megavatios, y lo mismo pueden utilizarse para alimentar un pequeño dispositivo, que un coche, para el consumo de una casa, o instalarlos en un campo de varias hectáreas para alimentar una urbanización. Además, se pueden reubicar, y son relativamente fáciles de instalar y ampliar.

Estos sistemas no utilizan prácticamente agua, siendo la conversión fotovoltaica una de las formas de generación de energía más positivas para el medio ambiente.

Además, pueden generar energía para su almacenamiento: por su carácter directamente eléctrico permiten la carga de baterías, o pueden generar por electrólisis hidrógeno combustible, tienen los costes de operación y mantenimiento más bajos de todas las fuentes y pueden trabajar tanto en corriente continua como alterna.

En general, se trata de una tecnología de producción de energía muy versátil, silenciosa, y que está disponible en mayor o menor medida en multitud de ámbitos.

Tecnologías fotovoltaicas: dispositivos de primera, segunda y tercera generación En este momento, coexisten tres generaciones de dispositivos fotovoltaicos, que responden a diferentes estrategias para la reducción de los costes de producción de energía: 1era generación de celdas solares.

Son las celdas basadas en tecnologías que utilizan sustratos semiconductores monocristalinos y multicristalinos, como el silicio.

Actualmente estas tecnologías representan el 90% del mercado fotovoltaico y han permitido alcanzar eficiencias en módulos comerciales superiores al 15%. La figura f de la página anterior muestra una representación esquemática de una celda de Si monocristalino de alta eficiencia. Estas tecnologías se caracterizan por su elevado grado de madurez, y esto implica que en el futuro no se espera conseguir mejoras significativas en la eficiencia de los dispositivos. A nivel de costes, su evolución futura depende del desarrollo de procesos más baratos de producción de Si monocristalino y multicristalino, así como de la investigación en nuevos diseños de dispositivos que permitan

entrevista cómo se ha estado trabajando desde el campo de la investigación para conseguir estos dos objetivos: mayor eficiencia a menor precio.

una gran capacidad. Y también tienen a su favor unos costes bajos de mano de obra que les permite ser muy competitivos.

Es el mismo caso que Taiwán.

Automática e Instrumentación (AeI). ¿Qué tipo de empresas componen el mercado de la fotovoltaica?

Joan Ramón Morante (JRM). En España ya son varias las empresas creadas para comercializar alguno de los productos desarrollados en centros de investigación. De hecho, en este sector las sinergias entre universidad-centro de investigaciónempresa han sido muy importantes. Cabe citar a empresas como Isofotón, uno de cuyos desarrollos más importantes han sido las células monocristalinas y las de concentración, Pevafersa, que constituye una experiencia industrial muy interesante en Castilla-León, T-Solar, de Orense, que trabaja con silicio amorfo, Abengoa, Unisolar, Pirelli, etc. En Europa existen también algunas empresas spin-off muy significativas procedentes de diferentes institutos de investigación.

En cuanto al mercado chino, ya hace tiempo que ha entrado en este sector y continuará aquí. Disponen de importantes institutos de investigación para los cuales han recuperado la mano de obra científica china que hasta hace unos años estaba investigando en los EEUU, lo que confirma que tienen

AeI. ¿Por qué fases ha pasado la investigación en materiales para la fotovoltaica?

J.R.M. Precisamente de este tema se habla extensamente en el artículo que acompaña a esta entrevista. Cuando empezaron a desarrollarse las primeras células fotovoltaicas, éstas estaban basadas en silicio (monocristalino o policristalino) de alta pureza y constituyen lo que puede denominarse como “primera generación”. Su eficiencia está limitada por un máximo teórico que queda por debajo del 30%; entendiendo por máximo teórico el aprovechamiento total posible de los fotones procedentes de la luz del sol. En aquellos momentos se planteó la necesidad de aumentar al máximo esta eficiencia acercándola a su valor teórico máximo, además de conseguir abaratar los costes de kilowatio/hora de la energía fotovoltaica, y en ello se ha estado trabajando durante todos estos años.

Uno de los problemas más importantes a resolver es que no se obtiene de forma fácil silicio para abastecer a todo el mercado, con lo que ha sido necesario poner imaginación e

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estas tecnologías, la posibilidad de implementar sustratos flexibles y más ligeros que el vidrio (como los basados en finas láminas metálicas o poliméricas) abre perspectivas interesantes para su integración en edificios (Building Integration PV).

En este momento existen tres tecnologías de capa fina implementadas a nivel industrial, que se caracterizan por la utilización de diferentes materiales para la capa ab■ Capacidad instalada acumulada en 2007 en diferentes sorbedora: Si amorfo, CdTe y países de la Unión Europea. DE: Alemania, ES: España, IT: Italia, NL: Holanda, FR: Francia, AT: Austria, LU: Lituania, PT, 2da generación de celdas calcopiritas I-III-V basadas en Portugal, UK: Reino Unido de la Gran Bretaña e Irlanda del solares aleaciones de los compuestos Norte, EL: Eslovaquia, SE: Serbia, BE: Bélgica, FI: Finlandia, Son las celdas solares basa- DK: Dinamarca, CZ: República Checa.

CuInSe2 y CuInS2 (CIGS). das en dispositivos de capa Globalmente, las tecnologías (normalmente vidrio, pero también fina, es decir en láminas de semide capa fina representan en este puede ser un sustrato flexible forconductores de aproximadamente 2 momento el 10% del mercado fotomado por una lámina metálica o micrómetros de espesor. Su ventaja voltaico. Los módulos disponibles polimérica), un contacto metálico a nivel industrial presentan valores principal es la reducción en espe(lo más común es utilizar una fina de eficiencia en el rango entre 5% y sores de la capa absorbedora, con el consecuente ahorro de material capa de Mo o Ni), el material activo 12%, que son inferiores a los dispoy la disminución significativa de o absorbedor (que es el material nibles a partir de los dispositivos de costes tanto en el material como que absorbe la radiación solar para primera generación. No obstante, la en los procesos. La figura g de la convertirla en electricidad), la capa disminución en los costes de fabrisegunda página del artículo muestra tampón para poder hacer la unión cación asociados a estas tecnologías una representación esquemática de rectificadora con el absorbedor, y permite obtener valores similares de una celda de capa fina, corresponun contacto eléctrico transparencostes de producción de energía. te, que normalmente es una fina diente a un dispositivo de CuInSe2, Por otra parte, estas tecnologías se que está formada por un sustrato capa de un óxido conductor. En caracterizan también por presentar obtener una reducción significativa del espesor de Si en las celdas. Actualmente, para mejorar la eficiencia de estos dispositivos se están desarrollando sistemas de concentración solar, es decir sistemas ópticos capaces de aumentar significativamente la densidad de potencia que recibe la celda. Por ser una tecnología incipiente, estos sistemas resultan aún costosos y su uso es limitado.

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“En ocasiones se desarrollan soluciones que pueden funcionar muy bien desde el punto de vista tecnológico pero en las cuales no se han tenido en cuenta aspectos tan importantes a nivel industrial como puede ser la cantidad disponible de un elemento determinado, como ha ocurrido con el litio, el platino o el vanadio”. intentar aprovechar algo más que sólo las aproximadamente 50 micras que son activas en las obleas de silicio monocristalino o policristalino (que según diámetro tienen un espesor entre 300 y 400 micras). Es decir, se gastaba mucho silicio como material soporte. Fue para resolver este tema que empezó a pensarse en hacer silicio en capa fina, que permitía desarrollar nuevas células y además con la potencialidad de ser flexibles para adaptarse a diferentes superficies. Una de las técnicas utilizadas para depositar el silicio son las técnicas de evaporación o de depósito en fase vapor, mediante las cuales puede ser depositado sobre grandes superficies. El resultado es lo que se denomina silicio amorfo de capa fina,

que constituye la 2ª generación en el desarrollo de células solares. La diferencia más importante entre la primera y la segunda generación radica en que la primera puede presentar un rendimiento de hasta el doble que el de la segunda, pero su coste y precio son superiores.

Uno de los caminos que ha seguido la investigación fotovoltaica hace referencia a los materiales con los que se pueden construir las células fotovoltaicas. Existen materiales que presentan una más alta eficiencia que el silicio, como puede ser el arseniuro de galio (compuesto de arsénico y galio), pero éste presenta el problema de que no se trata de elementos abundantes y, por tanto, no pueden ser ampliamente utilizados en aplicaciones civiles. Es verdad que para aplicaciones concretas, espacio y/o militar, permiten unas eficiencias mejores que el silicio, pero aún así seguimos estando todavía limitados por el limite teórico antes comentado.

Otro de los materiales estudiados ha sido el telururo de cadmio, poco popular por las características contaminantes del cadmio, a pesar de que al formar un compuesto con el teluro deja de serlo. Una importante empresa americana, First Solar, está fabricando paneles solares basados en este material con capacidad industrial anual de producir paneles suficientes para generar gigawatios. La alternativa del telururo

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aún un potencial importante de mejora de eficiencia, que está asociado a su menor grado de madurez. A nivel de ejemplo, es interesante destacar el valor récord de eficiencia del 20% obtenido a nivel de laboratorio en una celda de CIGS. Mejoras en la reproducibilidad y homogeneidad de los procesos de fabricación de módulos de área grande permitiría aproximar los valores de eficiencia de los módulos a este valor récord obtenido en un dispositivo individual, por lo que es factible pensar que en los próximos años se podrían alcanzar valores de eficiencia en los módulos del 15% e incluso superiores. Por otra parte, existe también una actividad significativa en la investigación y desarrollo de tecnologías de bajo coste basadas en la utilización de procesos químicos y electroquímicos para la síntesis de las diferentes capas presentes en la estructura de la figura g. El potencial de mejora tanto en la eficiencia como en el coste de fabricación de los dispositivos justifica las previsiones que existen en la actualidad en un aumento muy significativo en los próximos años de la cuota de mercado de estas tecnologías, desde el 10% actual hasta niveles del orden del 35% en el año 2012.

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3era generación de celdas solares.

Se basa en la utilización y desarrollo de nuevos conceptos aplicados a los materiales, procesos y dispositivos, con el objetivo de obtener un aumento significativo en las eficiencias de conversión fotovoltaica. Entre estos, cabe citar: las celdas tándem o de multi-unión, donde varias uniones se interconectan en serie en una hetero-estructura múltiple que permite un mejor aprovechamiento de la energía de la radiación solar; las celdas de banda intermedia; celdas que incluyen procesos de conversión energética del espectro de la luz solar para adaptarlo a las características optoelectrónicas del absorbedor (incluyendo tanto el aumento de la energía de los fotones (up-conversion) como su disminución (down-conversion); nuevos dispositivos basados en nanopartículas o materiales nanoestructurados –como las celdas de Gretzel– o, finalmente, celdas basadas en nuevos materiales orgánicos poliméricos. De todas estas alternativas, las celdas tándem constituyen quizás la aproximación más madura en este momento desde el punto de vista tecnológico, permitiendo la obtención de eficiencias incluso en el rango del 40-50%, significativa-

de cadmio ha contribuido a ayudar a descender los costes a la vez que la eficiencia es mejor en relación con el silicio amorfo. En España de momento no existe ninguna empresa que esté trabajando con este material.

Dentro de la segunda generación (células de capa fina) se sitúa también la utilización de otra combinación de materiales denominada CIGS porque combina el cobre, el indio y el azufre y/o el selenio. Como en todos los desarrollos, lo que se pretende es que con este material disminuya el coste y aumente la eficiencia. Los resultados indican que se ha conseguido una eficiencia, a nivel de dispositivo en laboratorio, del 19% o 20% con unos menores costes, pero el problema del CIGS es que uno de los elementos que incluye, el indio, es muy poco abundante, lo que finalmente podría encarecer el producto o condicionar la búsqueda de nuevos compuestos alternativos. En este sentido hay que destacar que en ocasiones se desarrollan soluciones que pueden funcionar muy bien desde el punto de vista tecnológico pero en las cuales no se han tenido en cuenta aspectos tan importantes a nivel industrial como puede ser la cantidad disponible de un elemento determinado, como ha ocurrido o puede ocurrir con el litio, el platino o el vanadio.

La búsqueda de la disminución de precios y del aumento de

mente superiores al límite termodinámico, del orden del 30%, que se ha estimado para un dispositivo basado en una única unión. No obstante, estas tecnologías están fundamentalmente en fase de laboratorio, y su implementación industrial requiere aún de una actividad de investigación. Teóricamente es posible llegar a obtener eficiencias de conversión mayores al 80%. Su mayor inconveniente es su elevado coste debido a la mayor complejidad para preparar este tipo de dispositivos, por lo que hoy en día sólo se utilizan en aplicaciones aeroespaciales o militares –en que el coste de fabricación no es un criterio determinante, en relación con la eficiencia de conversión energética–, o en estrategias basadas en la utilización de concentradores de la luz solar en conjunción con celdas de muy alta eficiencia.

En este último caso, el funcionamiento óptimo de los dispositivos se produce bajo iluminación directa del sol, por lo que el desarrollo de plantas de producción eficientes desde el punto de vista de costes de producción requiere de la implementación de sistemas mecánicos de seguimiento del sol.

“La búsqueda de la disminución de precios y del aumento de la eficiencia ha llevado a los trabajos de investigación a lo que podría denominarse 3ª generación, constituida por aquellas soluciones que combinan elementos entre sí con el fin de aprovechar todo el espectro solar” la eficiencia ha llevado a los trabajos de investigación a lo que podría denominarse 3ª generación, constituida por aquellas soluciones que combinan diferentes elementos entre sí con el fin de aprovechar todo el espectro solar: ultravioleta, visible e infrarrojo, es decir, aprovechando toda la energía del sol, no sólo una parte de ésta. Con el silicio, el arniuro de galio o con el CIGS sólo aprovechamos una parte del espectro. Aquí, la situación es diferente y el limite teórico para un solo material semiconductor ya no es válido, pudiéndose observarse importantes aumentos de la eficiencia, que pueden llegar a superar el 50% (y no estamos hablando de concentración).

Esta tercera generación está todavía en un estadio de investigación y desarrollo, siendo Japón uno de los países en los que se están realizando avances más importantes. EEUU

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Estado actual de la industria fotovoltaica: eficiencias y costes Históricamente, las primeras aplicaciones de las celdas solares comenzaron en los años 60, dentro del sector aeroespacial. En la década de los 70 comenzó a expandirse su utilización para fines militares y para aplicaciones de generación de energía en lugares remotos y de difícil acceso para otros tipos de energía. A partir de la década de los 80, y especialmente en los 90, la utilización de las tecnologías fotovoltaicas inició una nueva fase de expansión con una utilización más generalizada en la producción de energía. Tal como se muestra en la figura de la página 46. la producción de módulos fotovoltaicos se ha multiplicado prácticamente por un factor 100 en tan sólo 17 años, desde 1990 hasta 2007.

Entre sus aplicaciones más extendidas, cabe destacar su utilización en bombas para extracción de agua en lugares remotos, en refrigeración, en iluminación (la India es especialmente activa en este campo, con más de 20.000 luces fotovoltaicas instaladas), en aplicaciones autónomas remotas, como son carga de baterías, teléfonos de emergencia, estaciones meteorológicas, purifica-

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ción de agua, apoyo a la navegación, accionamiento de válvulas, cercas eléctricas, repetidores de microondas, puertas remotas, telecomunicaciones, mediciones remotas, indicadores de nivel (ríos), señalización y monitorización, etc. Pero sin duda uno de las aplicaciones que ha ganado mayor importancia en los últimos años es su utilización en huertos solares para la producción masiva de energía eléctrica a gran escala. En particular, en nuestro país la capacidad instalada se ha multiplicado por un factor de más de 30 entre el 2001y el 2007, pasando de una potencia instalada de poco más de 15 MW a 520 MW, y ubicando a España a partir de ese año en los primeros lugares en cuanto a potencia instalada en Europa, tal como puede observarse en la figura de la página 48.

A nivel mundial, el desarrollo del mercado fotovoltaico y su comercialización ha sido históricamente liderado por Japón y Europa, aunque en los últimos años China y Taiwán han comenzado a producir a gran escala.

Dentro del mercado europeo, España juega un papel destacado en la producción total, principalmente por el aporte de las empresas Isofotón, Pevafersa, T-Solar, Unisolar,

también sigue estos objetivos, Por otro lado, hay que tener en cuenta otro tipo de células solares, que son las orgánicas.

Con ellas se pueden recubrir superficies de diferentes tamaños y formas pero presentan el inconveniente de que su vida media no está garantizada y, hoy por hoy, no son muy estables.

No obstante, es evidente que podría resultar una tecnología barata, pero su eficiencia esta usualmente por debajo del 6%. Falta probar todavía muchas de sus capacidades, no se trata de un producto maduro comercialmente y se utiliza en aplicaciones muy concretas. De todos modos, se trata de un campo de investigación muy interesante y prometedor.

AeI. ¿Y en qué estadio se encuentra la solar termoeléctrica?

J.R.M. En cuanto a la solar termoeléctrica, se trata de una tecnología que está recibiendo un importante impulso, sobre todo porque ha alcanzado una relación precio/kilowatio-hora bastante más competitivo que el de la fotovoltaica. Se trata, por ejemplo, de módulos espejos que concentran la luz del sol en un eje por el que circula un líquido (sales fundidas) que se va calentando (400 o 500º). Este líquido se puede acumular en un depósito térmicamente aislado y el calor se puede utilizar para producir vapor de agua y mover una turbina. Hoy por

Sol3g, etc. En este sentido, España ocupa también el segundo lugar en producción en Europa, sólo superado por Alemania. En la figura de la página siguiente se muestra la producción anual en 2007 de las 10 mayores empresas productoras de módulos fotovoltaicos en Europa, donde destaca nuevamente la alta actividad desarrollada por Alemania. Toda esta actividad, tanto a nivel científico como industrial, ha tenido y tiene un impacto significativo sobre el mercado laboral en aquellos países que han apostado de forma decidida por el desarrollo de la energía fotovoltaica. De acuerdo con la información proporcionada por la industria, se puede considerar que durante la producción de paneles solares se crean 10 puestos de trabajo por cada MW producido, y alrededor de 33 puestos de trabajo adicionales durante el proceso de instalación, mientras que la comercialización y soporte técnico pueden dar lugar a la creación de 3-4 puestos de trabajo por MW. Por otra parte la investigación genera entre 1 y 2 puestos de trabajo por MW instalados. Basándonos en estos datos es posible estimar que en la Unión Europea se han creado unos 70.000 puestos de trabajo en el 2007 rela-

hoy, en aquellos lugares en las que las horas de radiación son elevadas (sur de España, norte de África) ya son más competitivas estas centrales que las fotovoltaicas. En España las empresas que invierten en granjas solares prefieren utilizar la energía termosolar para dichas latitudes. De hecho, grandes empresas ya están invirtiendo en la instalaciones de grandes plantas termosolares en los países del Norte de África, que podrían ser una solución en el momento en que ya se haya consumido por completo el gas procedente de este zona (o sea, más o menos dentro de unos 40 años).

AeI. ¿Cuándo llega un proyecto al desarrollo industrial?

J.R.M. Lo que intenta demostrarse en una primera fase es lo que se denomina “la prueba de concepto”, en la cual sólo se tiene en cuenta si el desarrollo que se ha realizado es competitivo a nivel de laboratorio. Es en la segunda fase cuando se pasa a demostrar la viabilidad de un proyecto a nivel industrial. Ésta es una fase mucho más larga en la que hay que considerar otros muchos aspectos, como son el precio de la materia prima utilizada, los controles de calidad, la fiabilidad, la estabilidad, el tiempo de vida de la instalación, etc. Se trata, pues, de una fase de desarrollo en la que se acaba de afinar la prueba de concepto. Y para todo ello son

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el año 2020 al menos el 20% de la energía a partir de fuentes renovables, este papel irá en constante aumento. Y su impacto no solo será importante en el plano científico con el descubrimiento y estudio de nuevos materiales y metodologías, o en el económico por las nuevas posibilidades de inversión que implica la industria fotovoltaica, sino, y tal vez más im■ Producción anual de las 10 compañías fotovoltaicas más grandes de Europa portante, en lo social, Conclusiones por la generación de en 2007. DE: Alemania, ES: España, NW: Noruega, NL: Holanda.

En resumen, las empleos de calidad resolver los problemas inherentes al actuales demandas de energía por y sobre todo, porque contribuirá almacenamiento de energía. Queda parte de la humanidad requieren del de forma muy importante a poder mucho por hacer para que la enerdesarrollo de nuevas fuentes de promantener nuestra calidad de vida, gía fotovoltaica alcance niveles de ducción compatibles con modelos sin afectar negativamente nuestro de crecimiento sostenible de la ecocoste de producción análogos a los medio ambiente nomía y que sean respetuosas con el de las tecnologías convencionales medio ambiente. En este sentido, la basadas en combustibles fósiles, Edgardo Saucedo1, energía fotovoltaica tendrá un papel pero el camino que queda es partiAlejandro Pérez-Rodríguez1,2, fundamental en el futuro, dadas sus cularmente fascinante. Hoy en día, Joan Ramón Morante1,2 1 características intrínsecas. Pero para la generación de energía fotovoltaica Institut de Recerca en Energia tener éxito en su utilización precisa ya juega un papel importante en de Catalunya (IREC), 2 avanzar en su reducción de costes. nuestras vidas, pero en los próximos M-2E, Departament El reto es reducir el precio del kWaños, con el compromiso adquirido d’Electrònica, Universitat h en un factor de 5 a 8, así como por la Unión Europea de producir de Barcelona cionados con la industria fotovoltaica.

Esto se corresponde bastante bien con las estimaciones de los gobiernos de Alemania (que declaran la creación de unos 42.600 puestos de trabajo) y de España (25.600 puestos de trabajo creados en 2007), y destacan la importancia a nivel socio-económico del desarrollo de esta fuente de energía.

“Grandes empresas, como es el caso de Abengoa, ya están empezando a invertir en la instalaciones de grandes plantas termosolares en los países del Norte de África, que podrían ser una solución en el momento en que se haya consumido por completo el gas procedente de este zona”

necesarios años. Esto hace que, a veces, las empresas instaladoras de parques solares fotovoltaicos –que lo que quieren es tener beneficios a corto plazo– no se dediquen a probar los nuevos desarrollos, a no ser que tengan capacidad para comprarlos en Japón o en EEUU, y prefieran trabajar con tecnologías que ya están funcionando y cuya fiabilidad ya está probada. En nuestro país se dedican más esfuerzos al desarrollo de sistemas para implementar los módulos en la red, para conectarlos con la red eléctrica “inteligente”, etc., temas en los que también queda mucho camino por recorrer.

En base a esto puede afirmarse que en grandes superficies el material que sigue siendo el más utilizado es el silicio de la primera generación y el amorfo, mientras que los desarro-

llos en capa fina con telururo de cadmio o CIGS son nuevas alternativas con ventajas para su integración en edificios. La gran incógnita en este sentido es la 3ª generación. Faltará ver qué ocurre con los precios.

AeI. ¿Qué actividades de investigación son las más destacables en España?

J.R.M. El instituto de investigación más importante en España, tanto por loa años que lleva trabajando como por su reconocimiento internacional es el IES (Instituto de Energía Solar), cuyo presidente es Antonio Luque, creador de la empresa Isofotón. Luque es un referente mundial en el campo solar. Sus últimos estudios están enfocados a la 3ª generación (combinación de materiales), y ha aportado la idea de “la banda intermedia”, una nueva idea que está intentando pasar de prueba de concepto a producto. En Catalunya, los centros de investigación se han especializado más en capa fina, aunque también se realizan importantes desarrollos en otros tipos de material. En concreto, en el IREC (Institut de Recerca en Energia de Catalunya) nos hemos especializado en la tecnología CIGS y en tercera generación.

Cristina Bernabeu

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Sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica Las instalaciones solares fotovoltaicas para la producción de electricidad han tenido un crecimiento exponencial muy acusado apoyadas en un marco retributivo muy favorable. Esta vertiginosa evolución conlleva que en su integración surjan afectaciones en la operación y explotación de las redes.

54 ■ Ejemplo de generador FV en tejado de edificio urbano (Barcelona). (Fuente: TTA).

L

a preocupación por la seguridad energética y el medio ambiente ha marcado el inicio del siglo XXI, apostando por el

desarrollo de las energías renovables como respuesta al agotamiento de los combustibles fósiles y la sostenibilidad medioambiental. En este

Mercado Precio del mercado libremente negociado más el incentivo y la prima

Tarifas reguladas RD RD 2818/1998 436/2004 c€/kWh P≤5kW 5kW<P≤50MW P≤100kW Primeros 25 años A partir 25 años 100kW<P≤10MW Primeros 25 años A partir 25 años

RD 661/2007

c€/kWh

c€/kWh

c€/kWh*

21,6 21,6

44,0381 35,2305

44,0381 35,2305

45,5134 36,4107

21,6 21,6

22,97640 18,38112

41,7500 43,1486 33,4000 34,5189 Necesidad de Centro de Control 22,9764 23,7461 18,3811 18,9969

RD 2818/1998

RD 436/2004 c€/kWh

RD 661/2007

c€/kWh

39,7 21,6

10MW<P≤50MW Primeros 25 años A partir 25 años

sentido, el Plan de Energías Renovables (PER) 2011-2020, en proceso de elaboración, busca cumplir con el compromiso de la Unión Europea

21,6 21,6

No era obligatorio para potencias <50 MW

19,1470 15,3176

0,76588 0,76588

* Actualizadas por la ORDEN ITC/3860/2007, de 28 de diciembre, por la que se revisan las tarifas eléctricas a partir de enero de 2008.

■ Evolución de las tarifas para sistemas fotovoltaicos conectados a red.

No aplica para potencias <50 MW

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de producir el 20% de la energía consumida con fuentes de energía renovable (directiva comunitaria 2009/28/CE).

Anteriormente, el Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía (IDAE) ya elaboró el PER 2000-2010, cuyos planteamientos revisó y actualizó en el 2005, dando lugar al PER 2005-2010. En él se fijaba como objetivo cubrir la demanda de energía con el 12% de fuentes energéticas de carácter renovable y para ello se identificaban las estrategias en investigación y desarrollo tecnológico, en la cadena comercial, las inversiones en infraestructuras.

Una de las líneas estratégicas a desarrollar era

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■ Esquema proceso administrativo. Fuente: IDAE.

la solar fotovoltaica. Esta tecnología puede inyectar su producción de electricidad en la red eléctrica o almacenarla en baterías en el caso de sistemas aislados.

De las dos opciones tecnológicas, se ha estimulado en gran manera la primera. La potencia instalada a la red a principios del plan era ligeramente superior a 10 MW y en el PER 2005-2010 se fijó como objetivo 400 MW. Esta cifra se alcanzó en el 2007, tres años antes, y ahora ronda los 4.000 MW. Sólo en el 2008, la potencia fotovoltaica se incrementó en prácticamente 2.380 MW. Este crecimiento exponencial ha sido debido en gran medida a una legislación propicia y a un marco retributivo muy ventajoso para

“Conseguir una red eléctrica ‘inteligente’ será clave para las energías renovables”  Fundada en el año 1986 y formada por unas 30 personas, Trama Tecnoambiental (TTA) es una ingeniería y consultoría especializada en temas de generación distribuida, en concreto, en microgeneración distribuida, siendo sus ámbitos de trabajo la ingeniería de aplicaciones y la innovación tecnológica. Tiene su sede principal en Barcelona, pero cuenta también con una sede permanente en Ecuador, desde donde cubre todos los países del llamado Pacto Andino. TTA ha realizado proyectos tanto en España como internacionales, en Oriente próximo, Cabo Verde, Marruecos, Paraguay, Chile, Bolivia entre otros países.

H

emos tenido la oportunidad de entrevistar a Xavier Vallvé, socio-director de Trama Tecnoambiental, quien nos ha explicado el importante trabajo que se está realizando en países en vías de desarrollo que todavía no disponen de una red eléctrica en el sentido tradicional y en los que se están poniendo en marcha una serie de proyectos piloto que consisten en microcentrales de generación fotovoltaica capaces de generar electricidad local “limpia” para un núcleo de población o para un conjunto de esos núcleos. Vallvé señala la importancia de percatarse de que este tipo de modelo energético, al que se llega por la inexistencia de una red eléctrica que transporte energía procedente de combustibles fósiles, es el que debería irse importando en los países ya desarrollados. “La experiencia adquirida en los países más pobres puede ayudar a dar im-

portantes pasos adelante en los temas de sostenibilidad, eficiencia energética, etc., que tan en boga están en los países del Primer Mundo”, afirma.

Automática e Instrumentación (AeI). ¿Cómo se está procediendo en los países en vías de desarrollo para resolver sus necesidades de electrificación en zonas rurales?

Xavier Vallvé (XV). En ciertos países existe una gran necesidad de electrificación, sobre todo rural. En cuanto a los diferentes modelos de gestión puestos en marcha para electrificación rural existentes, éstos dependen de que las empresas eléctricas sean públicas o hayan sido privatizadas.

Por ejemplo, en el caso de Perú, donde existe una clara tendencia hacia la liberalización de las empresas eléctricas

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cos conectados a red son grandes instalaciones. El las siguientes: actual modelo promulga • Ley 17/2007, de 4 un crecimiento más sosde julio, por la que se tenido y lineal. modifica la Ley 54/1997, No sólo el modelo rede 27 de noviembre, del tributivo ha impulsado Sector Eléctrico, para esta tecnología. También adaptarla a lo dispuesto se han producido avanen la Directiva 2003/54/ ces en la investigación y CE, del Parlamento Euel desarrollo tecnológico. ropeo y del Consejo, de Por ejemplo, el plazo de amortización energética 26 de junio de 2003, (la energía utilizada para sobre normas comunes su fabricación), que depara el mercado interior pende del volumen de de la electricidad. irradiación, se ha redu• Plan de Energías Re■ Edificio multiusuario que es la microcentral FV que abastece una cido a valores próximos a novables (PER) 2005aldea de 31 viviendas en Marruecos (TTA). los 2 años, para el caso de 2010.

España, según estudios • Orden Ministerial de del National Renewable Energy instalaciones en servicio.

5 de septiembre de 1985, por la que Laboratory (EEUU). La vida útil se establecen normas administratide los paneles fotovoltaicos puede Marco legislativo vas y técnicas para el funcionamienllegar a superar los 40 años. Y el Las principales normativas que to y conexión a las redes eléctricas establecen el marco de referencia de centrales hidroeléctricas de hasta rendimiento de los mejores sistemas actual para los sistemas fotovoltai5000 kVA y centrales de autogenefotovoltaicos supera ya el 10% en 56

a nivel de concesiones provinciales, la estructura tarifaria regulada reconoce la diferencia de costes existentes según la tecnología empleada para la generación de energía o la dispersión de población en la región que debe abastecerse.

En este momento están empezando a plantearse la tarificación en las instalaciones autónomas. Otro modelo es el de Ecuador, país en el que existe una tarifa única para todo el territorio del país, pero este lleva a que las empresas públicas de electricidad que están en zonas rurales están siempre en quiebra económica y acaban no pagando la energía que reciben de las empresas suministradoras, con lo que se trata de un sistema que está permanentemente en quiebra. Por el contrario, lo que sí existe en Ecuador es el FERUM (Fondo para la Electrificación Rural y Urbana-Marginal), que recauda un tanto por ciento de todas las facturas eléctricas emitidas y se utiliza para conectar a un mayor número de personas a la red eléctrica o para pagar pequeñas instalaciones autónomas fotovoltaicas. En este sentido, fue muy útil el informe elaborado por nuestra ingeniería encargado por el ministerio de ese país. Pero existen también muchos otros proyectos de donantes como el Banco Mundial o el Banco Interamericano del Desarrollo, que tienen fondos de ayuda para el desarrollo.

Hay que tener en cuenta que la energía, como la ayuda humanitaria, la salud, las infraestructuras, etc., ya forma parte de los objetivos del milenio para el desarrollo.

AeI. ¿Y cuál es la situación de la energía solar fotovoltaica en los países desarrollados?

XV. En los países desarrollados, la situación es muy distinta, pues ellos son los motores del mercado de la energía fotovoltaica. En estos países, la energía procedente de generación fotovoltaica ya está interconectada con la red eléctrica general. De hecho, los pocos problemas técnicos que existían

“La energía eléctrica procedente de combustibles fósiles y la hidroeléctrica siguen siendo las que ofrecen una respuesta rápida a la fluctuación de la demanda, dada su característica determinística, en el modelo de generación centralizada. Las energías renovables tienen que poder utilizarse precisamente cuando éstas fallan, y esto constituye un reto tecnológico muy importante.” para que esto fuera así ya están resueltos y sólo aparecerían nuevos problemas si la fracción de energía fotovoltaica fuera muy elevada y existiera un exceso de generación eléctrica durante el día, lo que todavía está lejos de ocurrir. De todos modos, para resolver los posibles problemas provocados por esta situación podrían utilizarse los acumuladores “intermedios” de energía, en los que se está trabajando mucho últimamente y en los que se están produciendo importantes avances. Pero por el momento el objetivo es que la energía fotovoltaica asuma una fracción complementaria del mix energético actual, en el cual la energía eléctrica procedente de combustibles fósiles y la hidroeléctrica siguen siendo las que ofrecen una respuesta rápida a la fluctuación de la demanda, dada su característica determinística, en el modelo de generación centralizada. Las energías renovables tienen que poder utilizarse precisamente cuando éstas fallan, y esto constituye un reto tecnológico muy importante.

Las energías renovables distribuidas tienen que poder utilizarse precisamente cuando falla la interconexión a esta generación centralizada, y esto sí constituye un reto tecno-

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ración eléctrica.

• Real Decreto 1663/2000, de 29 de septiembre, sobre conexión de instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión.

• Real Decreto 1955/2000, de 1 de diciembre, por el que se regulan las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléc■ Masía con electrificación FV autónoma (TTA). trica.

• Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el contrato tipo y modelo de factura que se aprueba el Reglamento elecpara instalaciones solares fotovoltrotécnico de baja tensión. taicas conectadas a la red de baja • Resolución, de 31 de mayo de tensión.

2001, de la Dirección General de • Real Decreto 314/2006, de 17 Política Energética y Minas, por de marzo, por el que se aprueba el la que se establecen modelo de Código Técnico de la Edificación. lógico muy importante. Se está empezando a hablar de las “redes eléctricas inteligentes”, las cuales tendrían que ser capaces de encajar la generación con la demanda, es decir, tendrían que tener capacidad de gestionar las variabilidades.

Nos encontramos ante un concepto de futuro al cual se están dedicando muchos esfuerzos de I+D, no sólo en Europa, sino también en EEUU –donde se han puesto al día en tan sólo dos años– y Japón.

Los problemas que presentan las redes eléctricas pueden ser de tres tipos: pueden estar deterioradas, pueden no tener la suficiente capacidad para cubrir una demanda creciente y pueden presentar una falta de redundancia, de manera que si falla una línea, falla todo el suministro. La solución al tercer problema planteado debe ser estratégica. A las redes eléctricas actuales se las puede denominar de modo figurativo “tontas”, en el sentido de que hasta ahora, cuando cae una red, por razones incluso de normativa, debe desconectarse todo incluso la generación distribuida que puede haber en esa linea, lo que puede ocasionar graves problemas a los consumidores. El debate abierto recientemente, aunque todavía sólo a nivel académico, es que la generación con renovables distribuidas (no las grandes centrales) que se encuentran ubicadas entre los puntos de consumo puedan convertirse en la “redundancia” de las redes tradicionales si éstas caen. La línea hacia las redes inteligentes y el concepto de micro-redes lo que plantea es que se explore la viabilidad técnica de que la energía renovable distribuida que se genera en zonas con muchas instalaciones fotovoltaicas, siga generándose si cae la línea y pueda ser utilizada en sustitución de ésta. Esto sí que constituye un reto tecnológico importante, ya que habría que resolver temas tan importantes como son la sincronización, la jerarquización, etc. Son muchas las oportunidades que se plantean cuando se intenta resolver este reto, pues

• R e a l D e c re t o 661/2007, de 25 de mayo, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.

• R e a l D e c re t o 1578/2008, de 26 de septiembre, de retribución de la actividad de producción de energía eléctrica mediante tecnología solar fotovoltaica para instalaciones posteriores a la fecha límite de mantenimiento de la retribución del Real Decreto 661/2007, de 25 de mayo, para dicha tecnología.

A éstas hay que añadir las normativas propias de la comunidad autónoma donde se encuentre la instalación y las normas técnicas particulares que pueda disponer la

será necesario el desarrollo de nuevos dispositivos, al que ya se están dedicando importantes esfuerzos en I+d a nivel mundial, tal como ya hemos comentado.

En paralelo a la resolución de los problemas técnicos, serán necesarias decisiones estratégicas por parte de los agentes del sector, y de los legisladores.

AeI. ¿Cómo han evolucionado las tecnologías utilizadas en este sector durante los últimos años, tanto en lo que respecta a los materiales utilizados para la fabricación de las células como a la electrónica de potencia utilizada?

XV. Un aspecto importante a tener en cuenta en este sentido es que en el sector de la fotovoltaica, estos últimos 3 o 4 años se ha producido una importante disminución de precios sin que se haya producido ningún cambio importante en la tecnología. Esto es debido básicamente a que se ha conseguido reducir los costes de producción gracias a que el mercado ha ido creciendo. Todavía falta mucho camino por recorrer, pero es verdad que en los últimos tiempos se han optimizado considerablemente los procesos de fabricación; cabe destacar aquí la introducción del control de calidad de las células y módulos, el control de las mermas, etc. Y no hay que olvidar que esto ha sido posible gracias al boom que vivió la fotovoltaica en España el año 2008.

Por lo que respecta a los materiales utilizados para la fabricación de las células fotovoltaicas, la tecnología más utilizada hasta el momento (en un 90%) es la del silicio cristalino, mientras que las células denominadas “de capa fina”, que tienen un 10% del mercado, son utilizadas todavía sólo en aplicaciones más concretas, a pesar de que es en este tipo de material donde veremos más avances, ya que existen muchos proyectos de I+D trabajando en su desarrollo. Por su parte, los materiales denominados “orgánicos” y otros, a los que

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fuentes de energía renovacompañía eléctrica disble, residuos o son cogenetribuidora a la cual se va a conectar la instalación. raciones. En concreto, las Esta normativa particuinstalaciones solares fotolar define los esquemas voltaicas se encuentran en de conexión, protección y el tipo b.1.1 (a partir del medida establecidos para RD 436/2004). garantizar las condicioEste tipo de generación nes técnicas y de seguritiene el derecho de generar dad de toda la red cuando electricidad para incorpose integran instalaciones rarla al sistema eléctrico fotovoltaicas. y recibir por ello una reDe acuerdo a este tribución por parte de la marco, el procedimiento compañía eléctrica. Este para poner en funcionaprecio, que está fijado remiento una instalación glamentariamente, depen■ Edificio institucional con FV integrada en fachada (TTA). fotovoltaica conectada a de de la opción de venta la red se puede ver de que se escoja, ya sea tarifa manera resumida en el esquema de incluye dentro del régimen especial. regulada o prima sobre el precio del El régimen especial se distingue mercado. El régimen retributivo la segunda página. del régimen ordinario (centrales pretende estimular la evolución tecnucleares, de carbón, de fuel, de nológica y hacer competitiva las tecEvolución de la retribución De acuerdo a la ley del sector eléc- gas y grandes hidráulicas) por ser nologías no tradicionales, a la vez que trico, la generación de electricidad instalaciones de menos de 50 MW garantiza la sostenibilidad del sector. con tecnología solar fotovoltaica se de potencia instalada que utilizan Por eso, se han estableciendo unas 58

“El debate abierto recientemente, aunque todavía sólo a nivel académico, es que la generación distribuida con renovables (no las grandes centrales) que se encuentran ubicadas entre los puntos de consumo puedan convertirse en la “redundancia” de las redes tradicionales si éstas caen.” también se están dedicando importantes esfuerzos en I+D, de momento sólo son utilizados en determinadas aplicaciones y tienen muy poca cuota de mercado.

Donde queda un amplio recorrido por recorrer es en los equipos de electrónica de potencia utilizados en las instalaciones fotovoltaicas. Estos equipos son cada vez mejores y más eficientes, y lo que veremos en un futuro es que serán equipos cada vez más “inteligentes”, que constituirán la interfase entre la red eléctrica y el generador fotovoltaico, incluyendo, entre otras prestaciones, la capacidad de realizar lecturas remotas. Ya en la actualidad los equipos de electrónica de potencia incorporan todo lo que hasta hace poco era externo, como pueden ser las propias protecciones. Así, pues, los onduladores que habitualmente están interconectados a la red tendrán la capacidad, cuando ésta se desconecta, de funcionar autónomamente, lo que será muy necesario en la denominada red eléctrica inteligente.

Otra aspecto muy interesante cuando hablamos de energías sostenibles es que éstas lo sean también teniendo en cuenta el impacto medioambiental que suponen durante todo su ciclo de vida. En el caso de la fotovoltaica, a pesar de que la extracción de silicio no implica la manipulación de grandes toneladas de materia prima, es evidente que el proceso de elaboración de este silicio (la transformación del silicio me-

talúrgico en silicio puro) es consumidor de energía. Ante este hecho, ya existen algunas empresas que están trabajando en la posibilidad de reciclar las células y módulos fotovoltaicos de una instalación en el momento que ésta acabe su ciclo de vida. Y hay que traspasar esta idea a la electrónica de potencia. Hasta ahora, las empresas fabricantes de electrónica de potencia tenían la mentalidad de que sería el propio consumidor y el que reciclaría su producto industrial. Desde el momento en que la electrónica de potencia entra en la energía fotovoltaica, las empresas fabricantes tienen que ser conscientes de que sus desarrollos van a tener que estar trabajando en instalaciones que pueden estar funcionando un mínimo de 30 años, con lo que los equipos deben ser fácilmente sustituibles y se debe facilitar su puesta al día, entre otras aspectos. En estos momentos, algunas empresas ya están realizando diseños más fáciles desde el punto de vista del reciclaje o diseños que posibiliten la actualización de la parte de control de la electrónica sin tener que sustituir el resto de componentes y sin tener que desmontar todo el armario. Y éste es el horizonte.

AeI. ¿Se están realizando esfuerzos de I+D para conseguir minimizar el impacto medioambiental de todo el ciclo de vida de una central fotovoltaica?

XV. Desde Trama Tecnoambiental estamos colaborando con un proyecto europeo de I+D en el que nos ocupamos de estudiar cómo minimizar el impacto medioambiental de todo el ciclo de vida de una central fotovoltaica. Para ello se trabaja con varios indicadores de impacto. En primer lugar hay que realizar el cálculo de la amortización energética. Por ejemplo, una instalación fotovoltaica consume energía primaria para fabricar tanto el módulo como la electrónica de potencia que incluye, etc., y calcular la amortización significa conocer

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tarifas vinculadas a unos objetivos de potencia instalada, que cuando se han alcanzado han requerido su actualización.

La primera tarifa regulada se especifica en el RD 2818/1998 hasta que haya 50 MW fotovoltaicos en España. Posteriormente, el RD 436/2004 fija las tarifas hasta que se alcancen los 150 MW. Y el RD 661/2007 determina nuevos importes hasta 371 MW. Aquí, se indica que un año después de alcanzado el 85% de este valor, las tarifas cambiarán.

Por lo que respecta a la evolución de las tarifas, se puede ver en la tabla de la primera página. Actualmente, la remuneración está especificada en el R.D. 1578/2008, donde se distinguen dos tipos de instalaciones fotovoltaicas: tipo I (en cubiertas o fachadas, hasta 2 MW máximo) y tipo II (resto de instalaciones, hasta 10 MW máximo). También se establece un cupo anual de 400

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MW y un registro de preasignación trimestral, repartidos entre 267 MW para el tipo I y 133 MW para el tipo II (más 100 MW y 60 MW en 2009 y 2010, respectivamente).

La tarifa base para el tipo I es 34 c€/kWh (hasta 20 kW) y 32 c€/kWh (desde 20 kW), mientras para el tipo II, es 32 c€/kWh. Impacto de la generación fotovoltaica en las redes de distribución Las redes de distribución se planificaban y explotaban originariamente considerando solamente consumos.

De esta manera, conociendo el nivel de tensión en origen de las líneas, se podía establecer la tensión en el otro extremo de la misma a partir de las características del conductor y los consumos, que permitían determinar la caída de tensión y, de esta manera, disponer las estrategias necesarias para mantener la

cuántos años tardará la generación renovable en generar la energía primaria que ha consumido. Hay que tener en cuenta que las energías procedentes de los combustibles fósiles nunca recuperan la energía inicial, pues siempre están consumiendo, mientras que la energía fotovoltaica puede tardar entre 1,5 años y 3 años, dependiendo de las instalaciones, es decir, de su tamaño y de la radiación que reciben. Además, la energía eléctrica producida por las fotovoltaicas distribuidas ya se hace en el punto de su consumo final, y para calcular la energía generada hay que calcular la energía primaria que la generación fotovoltaica ha desplazado incluido el transporte. Tampoco hay que olvidar la cantidad de materia prima movida por cada kilowatio/hora producido, que puede llegar a ser de toneladas en el caso de la energía nuclear. Este tipo de energía, que tiene a su favor el bajo nivel de emisiones de CO2 a la atmósfera que produce, consume mucha energía primaria, porque por cada gramo de uranio enriquecido han de moverse toneladas de energía primaria. Por otro lado, tal como ya he comentado, una parte importante del consumo de energía se produce en el momento de transformar el silicio metalúrgico en polisilicio. Cuando empiece a ser una realidad la posibilidad de reciclar las células ya utilizadas en instalaciones obsoletas, el gasto de energía descenderá considerablemente.

Así, pues, son varios los indicadores que pueden utilizarse para comparar las distintas tecnologías. También es necesario mejorar el ciclo de la electrónica de potencia, como también he indicado anteriormente.

AeI. ¿Y en cuanto a los acumuladores de energía?

XV. Estos importantes elementos también son susceptibles de ser optimizados. Lo que pase con los acumuladores está muy vinculado a lo que ocurra con el vehículo eléctrico,

tensión dentro de los límites legales.

La fiabilidad y calidad de suministro que deben satisfacer las compañías distribuidoras se especifican en el RD 1955/2000 y la norma EN-UNE 50160.

La conexión de cualquier generador, como los sistemas fotovoltaicos, inciden en esta fiabilidad y calidad del suministro eléctrico en las redes de distribución, pues su presencia hace más complejo el control de los niveles de tensión existentes en todos los puntos de la red. La existencia de un generador en una línea de distribución provoca un aumento de la tensión en el punto de conexión cuando éstos inyectan energía a la red, modificando el perfil de tensiones tradicional.

Estas variaciones pueden afectar a instalaciones vecinas, tanto consumidores como generadores.

Esta afectación puede producirse principalmente en las redes de baja

“Los equipos de electrónica de potencia son cada vez mejores y más eficientes, y lo que veremos en un futuro es que serán equipos cada vez más “inteligentes”, que constituirán la interfase entre la red eléctrica y el generador fotovoltaico.” que puede cambiar totalmente el escenario. Por lo que se refiere a la tecnología utilizada por el coche eléctrico se está avanzando mucho. De hecho, se está produciendo un efecto avalancha entre los fabricantes de automóviles. El problema más grave a resolver es la gestión de la red que alimentará a estos coches eléctricos. Para algunos, el coche eléctrico ideal es aquel que se enchufa sin prisas para ser cargado y es la red inteligente la que lo carga en el mejor momento (cuando las líneas están menos saturadas). Este modelo de funcionamiento incluso ayuda a estabilizar la red. Pero para que esto funcione entre los usuarios sería necesaria la existencia de una política de precios que tuviera en cuenta el momento de carga del vehículo. Tendrían que existir momentos en los que la carga del coche saliera más barata. Y para que todo esto funcione es muy necesario avanzar en el concepto de red eléctrica inteligente, lo que sería muy positivo para todas las renovables. El impacto del vehículo se notará a nivel de gestión, pero también a nivel de la tecnología de los acumuladores.

En este sentido, recientemente desde TTA hemos terminado un proyecto que formaba parte de un programa de I+D de ámbito europeo denominado “SoS-PV”, que ha conllevado el desarrollo de todos los dispositivos de electrónica de potencia y control necesarios bajo un concepto denominado “SAI fotovoltaico”.

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tensión, ya que los transformadores de los centros de distribución sólo disponen de regulación fija que se ajusta para garantizar que las tensiones en ambos extremos de las líneas se encuentren dentro de los valores normativos establecidos en cualquier momento del día. Sin embargo, dada la presencia de generación fotovoltaica, puede suceder que en los puntos vecinos a esta instalación se supere por exceso el límite durante el día y se supere por defecto durante la noche, sobre todo si está cerca de los extremos.

Esta situación provocaría sobretesiones o subtensiones durante un tiempo prolongado en los puntos próximos.

Dado que la generación de los sistemas fotovoltaicos depende de la irradiación solar y ésta puede variar rápidamente, se pueden producir también fluctuaciones rápidas de tensión durante el día. Esto depen60

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de en gran medida del control del convertidor. De la misma manera, al ser este dispositivo un equipo de electrónica de potencia, puede introducir armónicos en la red.

Otra perturbación que puede aparecer son los desequilibrios de tensión. Las redes eléctricas son sistemas trifásicos equilibrados y simétricos. Dado que existen sistemas fotovoltaicos monofásicos (inyectan energía a la red en una sola fase), si en una misma fase se conectan diversas instalaciones monofásicas pueden aparecer desequilibrios de tensiones. De manera similar, si en una instalación fotovoltaica trifásica se utilizan tres convertidores monofásicos y no sincronizan perfectamente, puede conllevar la aparición de corrientes por el neutro.

Aparte de la calidad de suministro, los sistemas fotovoltaicos también afectan a la seguridad de equipos y personas. Al generar electricidad al

AeI. ¿Quien se ocupa del mantenimiento de las instalaciones fotovoltaicas existentes?

XV. La solución a este problema es distinta según se trate de instalaciones conectadas a la red, como es el caso en Europa o el mercado no interconectado en países emergentes. En Europa, las instalaciones se realizan a partir de un proyecto llevado a cabo por una ingeniería o un promotor.

Los componentes especificados en estas instalaciones están homologados para el sector fotovoltaico, con lo que la seguridad está hasta cierto punto asegurada. Aquí existe un modelo de negocio que, en general, hace que cada agente se ocupe de que la instalación funcione para que genere kilowatios y se vendan. Estamos ante un sector muy maduro que propicia que las cosas sean así. Incluso existen los seguros específicos para proteger la inversión y su rentabilidad.

En las instalaciones pequeñas o individuales, es el propio usuario el que se ocupa de mantener su instalación, si bien las empresas instaladoras también ofrecen algún tipo de servicio de mantenimiento e incluso de monitorización. Por ejemplo, desde TTA ofrecemos, entre otros, el servicio de monitorización de instalaciones. Gracias a éste es posible observar si la generación eléctrica producida coincide con la radiación recibida. De no ser así, se genera una alarma, para que el usuario sepa que es necesario algún tipo de revisión y reparación si es el caso.

“Los equipos de electrónica de potencia son cada vez mejores y más eficientes, y lo que veremos en un futuro es que serán equipos cada vez más “inteligentes”, que constituirán la interfase entre la red eléctrica y el generador fotovoltaico.”

lado de consumos, la energía que antes provenía de la red a través del transformador disminuye. Ante esta situación, puede suceder que se produzca un defecto en la red y no circule suficiente intensidad para que actúen las protecciones presentes en la salida del transformador y no despejen la falta, representado un riesgo para equipos y personas. Por otro lado, si se desconecta la línea donde vierte su energía el sistema fotovoltaico, éste debe desconectarse automáticamente para evitar la formación de una isla eléctrica autónoma, pues dificulta la correcta operación de la red y da lugar a situaciones peligrosas para el personal de mantenimiento y explotación.

Requisitos de conexión Para intentar disminuir el impacto en la red donde están conectadas, las instalaciones fotovoltaicas deben cumplir las condiciones de interco-

En los países en vías de desarrollo, el panorama es distinto ya que el mercado fotovoltaico se basa en instalaciones autònomas (no interconectadas). Si es la empresa pública de energía eléctrica quien pone en marcha también las instalaciones fotovoltaicas, las tareas de mantenimiento también son llevadas a cabo por ella. En los países en los que la empresa pública no juega este papel, las instalaciones se realizan en el ámbito municipal, siendo entonces este ámbito el que se ocupa de su mantenimiento. En este sentido estamos llevando a cabo un proyecto en Cabo Verde. En este país la empresa municipal que se ocupa es la que ya gestionaba los grandes grupos electrógenos que existen en los pueblos. Se trata de un modelo de negocio que hay que trabajar en mayor profundidad, pues los municipios no disponen de la capacidad económica necesaria para responsabilizarse de este gasto.

Nosotros hemos animado la creación de una empresa privada con participación municipal para atender este servicio.

Pero las microcentrales fotovoltaicas autónomas no son exclusivas de los países en vías de desarrollo. En España hay también algunas instalaciones fotovoltaicas autónomas que abastecen viviendas rurales remotas. En este caso al no haber un monopolio de concesión las instalaciones individuales aisladas son gestionadas por los propios usuarios. En estos momentos existe una asociación de usuarios (con unos 500 asociados). De hecho, si el precio de estas instalaciones desciende suficientemente, puede llegar un momento en que se adquieran del mismo modo que se compra un coche y el panorama puede variar.

En cuanto a las microrredes que abastecen pueblos aislados, uno de los aspectos que deben resolverse es el cálculo de la energía consumida por parte de cada usuario. De hecho, los usuarios que están en microrredes tienen en su vivienda una acometida normal por la que le entra la energía eléctrica. La

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nexión especificadas en la reglamentación vigente, que comprende regulación de carácter general y específica de cada compañía distribuidora. La aplicación de estos requisitos técnicos afecta al diseño de las instalaciones fotovoltaicas, pues se especifican los sistemas necesarios que éstas deben incorporar: protecciones, telecontrol, teledisparo, etc. Las normativas parti■ Sala de baterías en una vivienda rural (TTA). culares de cada compañía se desarrollan en base a estos se derivan de la legislación criterios comunes, por lo que se vigente. Básicamente se encuentran encuentran bastantes similitudes definidos en la Orden Ministerial de entre ellas. Las mayores diferencias 5 de septiembre de 1985, los Reales aparecen en los esquemas de interDecretos 1663/2000 y 661/2007, y el conexión, sobre todo en el caso de Reglamento de baja tensión (cuando conexión a media tensión. corresponda).

Por lo que respecta a los criterios Las instalaciones fotovoltaicas que técnicos para la conexión a red, se deseen conectar a la red de baja conducta deseable entre este tipo de usuarios es que no lleven a cabo un uso de la energía como si ésta proviniera de una red infinita, sino que tuviera un comportamiento solidario con el resto de la comunidad, teniendo en cuenta que la disponibilidad de la energía no es infinita, sino que depende de la radiación que se tenga. De hecho, existen estudios realizados por sociólogos en los que se valoran los distintos comportamientos humanos frente a estas circunstancias y se intenta ofrecer una solución. TTA ha trabajado a nivel tecnológico, junto con sociólogos y usuarios, en el estudio de gestionar la electricidad consumida y se ha desarrollado un invento patentando por TTA al que hemos denominado “dispensador de energía eléctrica”. Vendría a ser como una tarjeta de móvil con un consumo de energía disponible para ese usuario. Con la inserción de esta tarjeta en los dispositivos diseñados para tal fin, el usuario va gastando su energía disponible en cualquier dispensador del pueblo pero limitándose su consumo mensual al valor contratado. De hecho, lo que se ha hecho aquí ha sido utilizar la filosofía que ya se ha desarrollado con la telefonía móvil.

Y esta tecnología es la que también se está aplicando en la electrificación rural en países en vías de desarrollo.

AeI. Y en otro orden de cosas, ¿cómo afectó el recorte de las subvenciones al sector de la energía fotovoltaica que se produjo el año pasado?, ¿cómo se está repartiendo en mercado en la actualidad?

XV. El recorte de las subvenciones que declaró el Gobierno el año pasado para el sector industrial español de la fotovoltaica significó “la muerte”. Así de claro. La nueva legislación al respecto fue un error estratégico que motivó que aquellas empresas que apostaron por este sector se fueran abajo, y sólo sobrevivieron las empresas que tuvieron capacidad de

tensión (<1 kV) no pueden superar los 100 kVA en el punto de conexión.

Si la potencia del sistema es superior a 5 kW la conexión de la instalación fotovoltaica a la red será trifásica. En cambio, si es igual o inferior a 5 kW, esta conexión puede ser monofásica. Para potencias superiores a 100 kVA en un mismo punto de la red, se requiere conexión a la red de media tensión.

Todo sistema fotovoltaico cuyo objetivo sea la venta de energía se conectará directamente a la red de distribución utilizando un sistema de protección y medida y no es admisible hacerlo sobre instalaciones particulares. Y entre los paneles y el sistema de medida no puede intercalarse ningún elemento de generación distinto del

“Lo que pase con la acumulación eléctrica de energía de origen renovable está muy vinculado a lo que ocurra con el vehículo eléctrico, que puede cambiar totalmente el escenario.” especulación. Es cierto que tal vez el boom que se estaba viviendo hasta el 2008 fue desmesurado. De hecho, los cambios introducidos por el gobierno en este sentido hacen referencia a la tarifa regulada de venta. Se ha reducido esta tarifa y se ha introducido un sistema de cuotas que puede alargarse mucho administrativamente hablando, lo que ha llegado a desmotivar por completo a aquellos usuarios que optaban por este tipo de tecnología en sus viviendas por motivos básicamente de “conciencia social”. Los clientes que continúan son los grandes inversores que tienen capacidad financiera.

Estamos ante un sector que está creciendo entre un 30 y un 40% anual en el que han ido apareciendo nuevos agentes y nuevas empresas. A nivel mundial, si bien el en el año 2005 la Unión Europea alcanzaba más de 46% de la producción mundial, seguida de Japón y de EEUU, en 2007 el nivel de Europa descendió al 28,5%, mientras que China ya había entrado en este mercado, alcanzando el 22% del total. La introducción de China en el sector fotovoltaico hace temer por la característica “no contaminante” de este tipo de tecnología, pues tememos que el rigor en los requisitos que deben cumplirse en Europa en el momento de realizar el proceso químico al que se somete al silicio en la China no se exige, con lo que es posible que allí se esté creando una tecnología más contaminante.

Cristina Bernabeu

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Tecnología solar fotovoltaica

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n sistema de generación solar fotovoltaico convierte de manera directa la irradiación solar en electricidad (efecto fotoeléctrico). Estos sistemas tienen dos partes características: los paneles solares fotovoltaicos y los convertidores de electrónica de potencia.

Los paneles se instalan normalmente sobre estructuras rígidas fijas o móviles, denominadas seguidores solares, que pueden ser de 1 o 2 ejes. Estos paneles están formados por la unión de células solares donde se produce el efecto fotoeléctrico. El material con el que se han fabricado tradicionalmente estas células es principalmente obleas de silicio, tanto en sus formas cristalinas (monocristalino o policristalino) como amorfas. La primera forma puede presentar un rendimiento de hasta el doble que el de la segunda, pero su coste y peso son superiores. El interés por aumentar la eficiencia y reducir costes y peso para mejorar la competitividad de esta tecnología, conlleva la investigación en nuevos materiales. Así, están apareciendo opciones como el uso de lentes concentradoras para reducir el tamaño de la oblea, y la utilización de otros materiales semiconductores, como teluro de cadmio (CdTe) o diseleniuro de cobre e indio (CIS). Investigaciones más recientes se cenfotovoltaico, ni de acumulación o de consumo.

La compañía distribuidora debe especificar el punto de conexión posible más próximo a la instalación fotovoltaica en el que se cumplan los criterios especificados en la legislación vigente, a saber: • El funcionamiento del conjunto de sistemas fotovoltaicos conectados no debe provocar en ningún punto de la red una variación mayor al ±7% de la tensión nominal.

• La variación de tensión que se genera considerando la conexión/ desconexión del sistema fotovoltaico no puede ser superior al 5% en el punto de conexión.

• La intensidad total en la línea de baja tensión una vez conectada la nueva fotovoltaica, y considerando las fotovoltaicas ya conectadas, no debe superar el 50% de la capacidad máxima del conductor más débil aguas arriba del punto de conexión de la nueva instalación fotovoltaica.

• La suma de potencias de gene-

tran en la utilización de materiales de capa fina, que permitan desarrollar células flexibles para adaptarse a diferentes superficies, y de materiales orgánicos, básicamente polímeros, por sus reducidos costes de fabricación.

Como los paneles producen electricidad en forma de corriente continua, para poder verter a la red es necesario el uso de onduladores, equipos de electrónica de potencia que convierten la corriente continua en corriente alterna. Estos convertidores deben disponer de diferentes controles automáticos para la sincronización con la red (phase lock loop o PLL), seguimiento de automático del punto de máxima potencia (maximum power point tracking o MPPT) y evitar en funcionamiento en isla (anti-islanding).

Además, deben incorporar protecciones contra cortocircuitos, sobretensiones, tensiones y frecuencia fuera de rango, perturbaciones presentes en la red y presentar aislamiento galvánico entre la red y los paneles. A este respecto, el Centro de Innovación Tecnológica en Convertidores Estáticos y Accionamiento (CITCEA) de la Universidad Politécnica de Cataluña centra su actividad de I+D+i en este tipo de equipos desde hace más de 10 años con resultados satisfactorios.

ración fotovoltaicas conectadas en una determinada red de distribución, ya sea media o baja tensión, no puede superar el 50% de la potencia de transformación instalada de la que deriva.

• La potencia de un sistema fotovoltaico no puede superar el 5% de la potencia de cortocircuito en el punto de conexión. Asimismo, la suma de potencias de sistemas fotovoltaicos conectados sobre una misma línea no puede superar el 5% de la potencia de cortocircuito de la red a la que se conectan.

Además, cualquier instalación fotovoltaica no debe afectar al funcionamiento normal de la red ni a la calidad de suministro de otros sistemas de generación. Del mismo modo, tampoco debe producir cambios en la filosofía de explotación, protección y desarrollo de la misma.

Así, por ejemplo, el factor de potencia será lo más próximo a la unidad y nunca inferior a 0,95; y requiere un enclavamiento de energización de línea para que ante un cero de

tensión en el punto de conexión, no vierta energía a la red hasta que se vuelva a detectar tensión en la línea y esta circunstancia se haya mantenido durante 3 minutos consecutivos.

Dado que los niveles de penetración de las instalaciones de régimen especial cada vez serán mayores, ya se han desarrollado los procedimientos básicos de operación de las redes de distribución, para proporcionar una integración armoniosa de estos sistemas de generación conectados en las redes de distribución, minimizando las incidencias en la fiabilidad y calidad de suministro.

Los elementos presentes en las redes debe ser capaces de interactuar de manera eficiente e inteligente.

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Visión artificial

Control de calidad y eficiencia de células y paneles solares En la inspección de células y paneles solares son varios los aspectos a tener en cuenta. Para determinar los distintos tipos de defectos que se pueden encontrar en el proceso de producción existen también distintos tipos de inspección. La utilización de la visión artificial como soporte en el proceso productivo se convierte en una gran aliada.

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as células solares se empezaron a utilizar en la década de los 60 para proporcionar energía a los satélites.

En la actualidad se encuentran en plena difusión como fuentes de producción de energía alternativa o energía verde. La reducción de los precios en los nuevos paneles solares hace de estos sistemas generadores ■ Medida de eficiencia mediante cámara térmica. de energía un método realmente atractivo de de silicio, que se cortan en obleas y producción de electricidad, incluso posteriormente se dopan para crear para uso privado. uniones p/n activas. A continuación A nivel global, el mercado de los se aplica un revestimiento y se adopaneles solares está valorado en san los conductores metálicos en diez mil millones de euros, y está experimentando un crecimiento la oblea. En la parte posterior se espectacular, que se estima en una adhieren las láminas de aluminio. media del 29% anual. Si se manUna vez la célula solar está probada, tiene este ritmo de crecimiento, se pasa a la producción del panel se espera que en el año 2012 este solar, donde se combinan multitud mercado alcance los 25 mil millones de células mediante un proceso de de euros. soldadura. Finalmente se les superLa mayoría de células solares que pone un cristal y se enmarcan para se producen están basadas en silicio, poder ser instaladas. tanto poli-cristalino como monoEn cada uno de los pasos de la cristalino, pero también se utiliza la producción de las células y de los tecnología de lámina fina de silicio paneles, es necesario realizar un amorfo, teluro de cadmio o cobre exhaustivo control de la calidad, indio galio, aunque por el momento que empieza en la evaluación del esta tecnología es incipiente y poco volumen de los lingotes de silicio frecuente. y termina en la determinación de El proceso de fabricación de las la eficiencia del panel completacélulas solares basadas en silicio se mente terminado e instalado. La inicia a partir de lingotes o barras visión artificial juega un importante

papel en cada uno de los estadios de la fabricación.

La rápida evolución de esta industria, tanto en nuevos materiales como en nuevas metodologías de producción, hace previsible que la visión artificial pueda utilizarse en el futuro en nuevas aplicaciones relacionadas con esta tecnología.

Del lingote al panel Como se ha mencionado anteriormente, el proceso de generación de células solares empieza por la obtención de obleas a partir de un lingote o bloque de silicio. Debido a que el silicio en bruto está incrementando su precio constantemente, los lingotes se intentan laminar en obleas cada vez más finas, para poder alcanzar su máximo aprovechamiento. Esto conlleva que la aparición de defectos sea prácticamente inevitable, tanto en el proceso de separación como en el de manipulación del material.

Ya en el mismo lingote se puede empezar el proceso de control y producción. La propia formación de los lingotes no está exenta de errores, y durante el crecimiento cristalino de los lingotes suelen aparecer grietas interiores, que pueden visualizarse y separarse, haciendo que el corte de las obleas sólo se efectúe en aquellas partes del lingote donde no se han producido estas fracturas. Una de

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las metodologías utilizadas para determinar la presencia de fisuras o grietas en los bloques consiste en iluminar los lingotes con luz infrarroja y localizar los defectos a partir de cámaras infrarrojas basadas en tecnología InGaAs, que permiten observar el espectro infrarrojo entre los 900 y los 1.700 nm. Es sabido que una de las longitudes de onda donde se puede separar mejor el aspecto de las grietas del silicio policristalino está alrededor de los 1.200 nm. La tecnología actual permite utilizar cámaras con este tipo de sensores, las cuales detectan las grietas de menor tamaño.

Actualmente estas cámaras tienen una resolución máxima de 640 x 512 píxeles, siendo uno de los fabricantes más avanzados en el desarrollo de estos sensores Xenics.

Dependiendo del proceso de fabricación, es muy importante conocer el volumen y forma exacta de los lingotes, tanto para su separación en lingotes de menor tamaño como para cortar las obleas. El método óptimo para la determinación del volumen también requiere una tecnología basada en visión artificial.

Se trata de la medida de volumen a partir de múltiples cámaras y láseres lineales, que conjuntamente determinan el 3D del lingote. Para ello, se utilizan tres cámaras situadas alrededor del lingote, cada una de ellas cubre un ángulo de 120º y, por tanto, las tres pueden determinar la circunferencia completa. Se utilizan también tres láseres que proyectan una línea observable por cada una de las cámaras. A medida que las cámaras se desplazan a lo largo del lingote, se va construyendo una representación en 3D de la barra de silicio en el PC. Una vez obtenida esta representación, se determina el mejor método de corte de las obleas, para tener la mínima merma posible.

Control de las obleas y células solares En el proceso de corte se pueden llegar a introducir numerosos defectos debidos tanto al mismo corte como a la propia estructura del material.

Entre los numerosos defectos a

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■ Control de fisuras en células.

controlar se deben destacar: las grietas o microfracturas, las marcas de sierra de corte, las fracturas en los laterales de la oblea, la presencia de arenilla procedente del mismo corte, las marcas de huellas digitales por deficiente manipulación, etc.

Si bien el proceso de determinación de defectos es muy similar al que se utiliza en la industria de semiconductores, la inspección de células solares conlleva algunas dificultades adicionales. En las células de silicio monocristalino algunos de los defectos son menos complejos de determinar, en cambio en silicio policristalino aumenta ostensiblemente la dificultad por la estructura interna del material, que hace difícil la localización de grietas o de las marcas de sierra, que a menudo se confunden con los cristales de silicio. En el caso de las células policristalinas, cada oblea tiene una estructura cristalina distinta, que obliga al sistema de visión a discriminar entre la estructura cristalina y los defectos, siendo necesario hacer un control mucho más minucioso y de campos de visión más reducidos, obligando además a utilizar cámaras de muchísima mayor resolución.

Igualmente, dentro de este proceso de obtención de las obleas en bruto es importante determinar su tamaño y forma exactos. Las obleas pueden tener diversos tamaños definidos según su utilización futura.

Sin embargo, puede haber células de tamaños considerables por encima de las 4 pulgadas de lado. El

factor de tamaño se puede complicar mucho más en el caso de utilizar la nueva tecnología de capa fina, donde los paneles pueden tener varios metros de superficie. En las células también se debe controlar su forma o geometría, para poderlas ajustar con precisión en el proceso de implantación en cadenas.

El tamaño de algunos defectos puede ser de pocas micras, así que, para el control de calidad de estas células es necesario el uso de cámaras matriciales de alta resolución de 4 a 22 megapíxeles, cuando se trabaja con células de reducido tamaño.

Cuando el tamaño de las células es mayor o cuando se trabaja con paneles de capa fina es necesaria la utilización de numerosas cámaras lineales en paralelo de 12.000 píxeles por línea. Entre los fabricantes de cámaras lineales debemos destacar a Dalsa, ya que está desarrollando sensores específicamente diseñados para resolver este tipo de aplicaciones. Las cámaras matriciales de alta definición utilizadas con mayor frecuencia son de fabricantes tales como Allied, Dalsa, Imperx o JAI, que tienen una gama muy extensa de cámaras matriciales de muy alta definición.

Otro importante punto a tener en cuenta en la inspección de las células en “bruto” es su forma en cuanto a su espesor y grado de ondulación.

Es frecuente que las células no sean completamente planas y, según parece, el rendimiento de las células aumenta con su grado de rectitud.

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Control de papel terminado (medidas geométricas.

■ ■ Determinación de burbujas mediante métodos 3D.

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Para determinar homogeneidad en cuanto a su superficie se utilizan de nuevo técnicas de determinación de volumen mediante cámaras 3D, que con la ayuda de una línea láser pueden evaluar la altura en cada uno de los puntos de la oblea, con precisiones de pocas micras. Para este tipo de trabajo se utilizan cámaras 3D de Photonfocus y proyectores lineales láser de Stocker & Yale, conjuntamente con programas de determinación de la 3ª dimensión como Sherlock de Dalsa o Halcon de MVTEC. Una vez separadas las obleas en bruto que se consideran correctas para su uso se continúa con distintos procesos, tales como el texturizado, la limpieza, el proceso de grabación de surcos habitualmente mediante tecnología láser y el posterior aclarado. Seguidamente, se realiza el revestimiento con carga negativa a las obleas en bruto que presentan una carga positiva, pudiendo utilizar fósforo gaseoso a altas temperaturas. Este proceso, denominado dopado, crea dos capas separadas dentro de la oblea, una capa con carga negativa y otra con carga positiva. Este campo positivonegativo es el que permite a la célula solar generar electricidad cuando se expone a la luz solar. Para obtener una separación entre las capas positivas y negativas, los bordes de las obleas se aíslan utilizando técnicas de grabación por plasma. Para que las células capturen la mayor cantidad de luz solar incidente, se les aplica un revestimiento anti-reflejos de nitrato de silicio, reduciendo los

índices de reflexión y aprovechando de esta forma la radiación solar al máximo. Para capturar la energía eléctrica creada por la célula solar se fijan capas (filamentos) de contactos eléctricos, para permitir que la corriente eléctrica fluya hacia el interior y hacia el exterior de la célula.

En cada uno de estos procesos anteriormente mencionados interviene una inspección mediante sistemas de visión.

En el texturizado se hace una inspección de las líneas que se han trazado tanto para ver la anchura de estas líneas como para determinar la distancia entre líneas. Este proceso de inspección frecuentemente se realiza utilizando cámaras de alta resolución, habitualmente superiores a los 4 megapíxeles, ya que estas líneas no acostumbran a ser superiores a unas pocas micras.

El proceso de revestimiento también es analizado. Es posible medir el espesor de este revestimiento mediante la utilización de sistemas de iluminación especialmente diseñados que permiten observar las diferencias de comportamiento con respecto a la luz en función del espesor de este revestimiento (coatting). Este tipo de inspección, dependiendo del tamaño de las células, se puede hacer con distintos tipos de cámaras, con resoluciones que oscilan entre 1.5 y 22 megapíxeles. En ocasiones, se utilizan cámaras en color, que permiten distinguir con mayor nitidez estos cambios de tonalidad relacionados con el espesor.

El proceso de fijar las capas (filamentos) de contactos eléctricos tampoco está exento de errores. Es habitual que se produzcan cortocircuitos en estos filamentos que obstaculicen el paso de la corriente eléctrica y, por tanto, hagan perder efectividad a la célula solar. Estos cortocircuitos pueden ser realmente de muy pequeñas dimensiones, con lo que en este caso también es necesario utilizar cámaras de muy alta definición lineales o matriciales, según el proceso de fabricación.

Es importante también tener en cuenta otros defectos adicionales, como la presencia de burbujas en la parte posterior de las células solares, defecto que también está relacionado con la pérdida de efectividad en la transmisión eléctrica. Las burbujas son de muy difícil localización y aunque hay métodos de determinación por visión habituales utilizando iluminación darkfield para resaltar la presencia de estas burbujas, se recomienda la utilización de sistemas 3D, que son mucho más efectivos y pueden llegar a descubrir burbujas de sólo unas micras de altura.

Una vez evaluados todos los defectos encontrados en las células solares se procede a los test de producción eléctrica y eficiencia de las células.

Como se ha comentado, las células solares convierten la energía solar en electricidad; sin embargo, tienen también la característica de poder emitir luz si se conectan a una corriente eléctrica. A este proceso, digamos inverso, se le denomina electroluminiscencia. Mediante esta

Energía solar Abril 2010 / n.º 417

tecnología se puede evaluar de forma rápida y precisa la eficiencia de la célula en cada uno de sus puntos.

Al inducir una corriente eléctrica sobre la célula, ésta emite luz en un espectro centrado en los 1.150 nm.

Cuanta más radiación emite más eficiente es, y la radiación se emite en toda la célula, de forma que si existe una grieta o una deficiencia en las capas conductivas se ve reflejado en la imagen capturada con cámaras especialmente sensibles a esta longitud de onda.

Por las características intrínsecas de los sensores CCD y CMOS basados en silicio, las cámaras que utilizan esta tecnología sólo pueden llegar a capturar imágenes con longitudes de onda hasta los 1.100nm, éstas son justamente las longitudes de onda en las que empiezan a emitir las células solares cuando se exponen al proceso de electroluminiscencia. Es por este motivo que si se utilizan las cámaras convencionales basadas en sensores en silicio, deben ser cámaras especialmente refrigeradas y que permitan realizar largos tiempos de exposición, si su eficiencia quántica es muy baja, o bien cámaras especialmente diseñadas con sensores que tengan una eficiencia cuántica muy elevada en esas longitudes de onda. Éste es el caso de la cámara de Photonfocus con sensor especialmente diseñado para espectro infrarrojo cercano.

Otra alternativa es trabajar con cámaras sensibles al infrarrojo justamente en la zona donde la electroluminiscencia es más potente.

Estas cámaras, denominadas SWIR, están basadas en sensores InGaAs (Indio, Galio, Arsénico) y permiten visualizar longitudes de onda comprendidas entre los 900 y los 1.700 nm. Estás cámaras son las que se recomiendan especialmente, aunque en este caso las resoluciones de este tipo de cámaras son más reducidas (640 x 480 píxeles) y sus costes son más elevados.

Paneles solares El siguiente paso es la producción de paneles solares a partir de las células solares. Se empieza por la clasificación de las células, agrupán-

Automática e Instrumentación

■ Medida de lingotes de silicio en 3D.

dolas según su potencia máxima. La potencia máxima de cada cadena de células está condicionada por la capacidad individual de la célula más débil de la cadena. Mediante el sistema de clasificación, se asegura que únicamente se formen cadenas de células solares con potencias similares, garantizando de este modo el uso eficiente del inventario de las mismas.

El proceso de clasificación y almacenamiento de estas células solares se lleva a cabo mediante sistemas robotizados. La visión artificial en este punto ayuda a los robots a localizar la posición y rotación de las células y de esta forma efectuar el agarre con total eficiencia, evitando roturas de este material debido al manejo ineficiente.

Posteriormente, se procede al montaje de cadenas y matrices, para configurar los paneles. Las células solares con capacidad similar se agrupan y se conectan mediante bandas conductoras metálicas. Este proceso de montaje está totalmente automatizado y una vez más interviene la simbiosis robot/visión para automatizar el proceso de la forma más eficiente. Durante el proceso se prosigue con una meticulosa inspección mediante cámaras de visión artificial de alta resolución y lámparas de infrarrojos para detectar posibles fallos en la soldadura.

Una vez interconectadas las células, varias cámaras de alta definición capaces de detectar impurezas microscópicas, realizan una inspección

informatizada de la superficie de cada una de las “cadenas”. A continuación, se procede a la colocación de la matriz en un panel de vidrio de alta transparencia cubierto con un film de sellado. Una vez más el vidrio que cubre estos paneles solares ha sido inspeccionado mediante cámaras lineales de muy alta definición, para localizar posibles defectos, impurezas o suciedad que pudieran reducir la eficiencia del panel.

Montada ya una matriz completa sobre el panel de vidrio, las alineaciones de células que forman la matriz se interconectan y se preparan las conexiones externas. Se deposita una capa adicional de película de sellado y una lámina protectora sobre la matriz con el fin de proteger la unidad de los efectos degradantes de la radiación ultravioleta.

En esta etapa se procede al sellado de los paneles. Las unidades de laminado crean un vacío neumático en el interior del módulo para obtener un sellado mejorado.

El último paso tiene por objeto fijar la matriz de células solares a una estructura de aluminio, que se utiliza para facilitar la manipulación y la instalación de los módulos y para mejorar su resistencia a las condiciones meteorológicas. Finalmente, la unidad se somete a una prueba de seguridad eléctrica con el fin de garantizar, por ejemplo, que no existen cortocircuitos que pudieran dar lugar a una descarga eléctrica en la estructura del módulo.

67

Energía solar Automática e Instrumentación

68

Abril 2010 / n.º 417

Cada panel completado se envía, a continuación, a una etapa de simulación solar adicional con el fin de medir su producción eléctrica en diversas situaciones. El resultado de dicho proceso se registra y cada módulo se etiqueta con su número de serie y sus características eléctricas.

En el proceso de etiquetado intervienen los sistemas de lectura para OCR y códigos de barras y códigos de matriz, basados en sensores de visión que permiten realizar la trazabilidad de las placas una vez han sido fabricadas y comercializadas.

termográficas que permiten visualizar la temperatura se recomienda especialmente para este tipo de aplicaciones. Estas cámaras pueden situarse de forma fija en un lugar elevado, de manera que automáticamente vayan controlando cada una de las placas, pudiendo dar aviso al centro de producción en el caso de que alguna placa pierda eficiencia.

También existen cámaras térmicas portátiles que permiten hacer un mantenimiento preventivo siendo utilizadas por operarios que pueden realizar el control panel a panel.

Control de eficiencia en instalaciones solares La intervención de la visión artificial no termina en este punto sino que se extiende al control de la eficiencia de los paneles solares una vez instalados y en plena producción.

Las células solares que han dejado de funcionar o que tienen una muy baja eficiencia no disipan la energía y por tanto incrementan su temperatura. La utilización de cámaras

A modo de conclusiones Basándonos en la información presentada, queda claro que la demanda de energías alternativas está en una expansión superior a los dos dígitos. Esto, evidentemente es una muy buena noticia para la industria de la visión artificial, ya que se ha comprobado que prácticamente es imprescindible en cada uno de los procesos de fabricación de esos elementos, y que es imprescindible

The 7th

■ Célula

si se quiere aumentar la producción al nivel que el mercado está requiriendo.

La visión artificial seguirá aportando nuevos productos y nueva tecnología que permitirá aumentar la calidad y efectividad de los sistemas de producción de energía eléctrica mediante radiación solar. Éste es el momento en que países ricos en horas de exposición solar apuesten por esta tecnología y desarrollen sus plantas de producción cercanas a sus lugares de máxima aplicación.

Salvador Giró CEO Grupo Infaimon

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Para plantas eléctricas termosolares

Diseño de motores asíncronos Las plantas termosolares utilizan varios tipos de accionamientos.

Estas plantas deben adaptarse a la variación de calor por medio de accionamientos de velocidad variable y sistema de almacenamiento de sal. Los accionamientos de velocidad variable deben ser optimizados en rendimiento, ya que el coste de generación de energía es relativamente mayor comparado con los parques eólicos o las centrales convencionales.

E

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calentar hasta temperal uso de la energía turas de 400º C. Una vez solar no es algo nuevo. De hecho, que se ha calentado, el hace varios siglos ya era HTF es bombeado a un utilizada, pero con la llegaintercambiador de calor da de la Revolución Induscentral. El vapor produtrial este tipo de fuente de cido por el intercambiaenergía fue sustituida por dor de calor impulsa las los combustibles fósiles. turbinas y genera electriEn la actualidad, debido cidad. Finalmente, este a los altos costes de éstos vapor se condensa y el últimos y a su gran imagua se devuelve al cirpacto ambiental, se está cuito de circulación. regresando al uso de las En consecuencia, una ■ Esquema simplificado de una planta termosolar con circuito de energías renovables, donplanta termosolar incluHTF en circuito principal y bloques de almacenamiento de energía. de el combustible es gratis, ye tres tipos de bombas: o los Stirling disk. En concreto, abundante e inagotable.

• Bombas de condenlos cilindros parabólicos permiten Existen muchos tipos de enersado, circuito secundario. obtener una temperatura de trabajo gías renovables. Uno de ellos es la • Bombas de alimentación, circuimáxima que oscila entre 200 y 500 energía termosolar, que transforma to secundario. grados. la energía solar en eléctrica. Las • Bombas HTF, circuito primario En la figura superior se representa centrales termosolares utilizan un o zona de colectores solares. un esquema simplificado de una conjunto de espejos (helióstatos), El HTF se puede bombear alterplanta termosolar. ubicados sobre un terreno y oriennativamente al generador de vapor Como se puede observar, los comtados adecuadamente para que o a un sistema de almacenamiento ponentes principales son parecidos reflejen la radiación solar que incitérmico para uso posterior. Un pode sobre ellos. Toda esta radiación a los de una planta de energía térmisible medio de almacenamiento térse dirige a un receptor, de manera ca convencional, a excepción de la mico consiste en un fluido de sales caldera, que está reemplazada básique almacena el calor mientras la que toda la energía se transporta al camente por los colectores solares y sal se transporta desde un tanque mismo tiempo consiguiendo calenlos sistemas de almacenamiento. En frío a un tanque caliente donde se tar un fluido a altas temperaturas.

Con esta fuente caliente se genera el ciclo primario, la luz del sol incide acumula hasta que esté completaelectricidad igual que una central en el tubo de absorción que calienta mente lleno. térmica convencional. un fluido. La elección de este fluido A pesar de este almacenamiento Para el transporte y compresión dependerá de la temperatura del de energía, no se puede asegurar un de fluidos en estas plantas son nesistema de colectores solares, defuncionamiento continuo durante cesarias bombas centrífugas. Todo biendo optimizarse el rendimiento periodos nublados, ya que el almaesto requiere de sistemas asíncronos en función de las temperaturas que cenamiento de energía es eficiente convertidor-motor optimizados para se esperan de la fuente de calor. sólo hasta aproximadamente siete accionar dichas bombas. Existen Generalmente se utiliza un fluido de horas. Por este motivo, las plantas varios tipos de sistemas receptores transferencia de calor (HTF), que es termosolares se deben gestionar de radiación solar, como son los cibásicamente aceite sintético dentro a carga parcial durante estos pelindros parabólicos, las torres solares de un circuito cerrado que se puede riodos, por lo que hay que regular

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las bombas en velocidad. El uso de máquinas subcríticas ha sido adaptado como solución para incrementar la eficiencia del sistema y minimizar costes. A continuación se combina esta solución con el uso de motores subcríticos asíncronos de 2 o 4 polos basado en las características mecánicas y electromagnéticas.

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■ Motor diseñado para funcionamiento en red.

Requerimientos de los motores asíncronos de media tensión en las aplicaciones de alta velocidad Las características mecánicas y electromagnéticas para el diseño de máquinas asíncronas Siemens en una gama de potencia de 1 MW ■ Diseño hasta 7 MW se evalúan min. en la gama de velocidad de 1.500 a 3.900 rpm.

Cuando la velocidad es elevada, las fuerzas centrífugas y las vibraciones desempeñan un papel importante y hay que prestar especial atención a la dinámica del rotor. Por una parte, el rotor debe tener resistencia mecánica suficiente para resistir fuerzas centrífugas. Además, el diseño debe tener en cuenta las frecuencias naturales del sistema.

Las frecuencias naturales se pueden manejar de dos formas: • accionando el rotor por debajo de su primera velocidad crítica.

• accionando el rotor entre velocidades críticas.

En el caso de frecuencias fijas, las máquinas asíncronas funcionando a 50 o 60 Hz están limitadas a un conjunto de velocidades síncronas definidas por el número de polos del motor. Así, para conseguir velocidades mayores de 1.500 o 1.800 rpm, es necesario accionar estos motores de 4 polos por medio de convertidor.

En este caso se debe considerar una tolerancia del 15% por debajo de la velocidad crítica (3.900 rpm).

El uso de convertidores Siemens

de motor subcrítico accionado por convertidor

se justifica por el funcionamiento a carga parcial de las bombas en plantas termosolares en periodos de radiación solar menor. El accionamiento por convertidor implica aspectos especiales en el diseño de la máquina comparado con máquinas de uso en red como pueden ser tensiones inducidas en el eje, pérdidas adicionales, incremento de ruido, harmónicos y una mayor carga al aislamiento.

Diseño mecánico Los motores asíncronos generan varios tipos de excitación que pue-

■ Plano cilíndrico.

den causar vibraciones. Para optimizar el motor en términos de vibraciones, se debe realizar un análisis dinámico del rotor y medidas de vibraciones.

Con el análisis dinámico del rotor, se diseña y se dimensiona el rotor y los cojinetes de modo que se minimicen estas vibraciones.

Máquina asíncrona Siemens súper y subcrítica de 2 polos En aplicaciones a alta velocidad, el uso de motores Siemens de 2 polos con convertidor está limitado debido a su diseño mecánico cuando la velocidad se regula por encima de la primera velocidad crítica del motor. El rotor hasta 3.900 constituye un sistema que puede entrar en resonancia y dañar los cojinetes. Para evitar esto, Siemens realiza modificaciones en los cojinetes y en la geometría del rotor para reducir los niveles de vibraciones y para prevenir vibraciones auto excitadas para estas máquinas subcríticas. El diseño de los cojinetes, cojinetes de fricción tipo plano cilíndrico (ver figura adjunta) constituyen la solución básica en el caso de las bombas centrífugas. Sin embargo, a gran velocidad, los cojinetes lubricados hidrodinámicamente pueden producir inestabilidad del sistema rotor-cojinete. Para mejorar sus características de estabilidad, se han incorporado modificaciones para reducir la rotación del fluido y otros aspectos geométricos.

Estos cojinetes tienen un coste elevado y requieren de suministro redundante de aceite para evitar cavitación a velocidades elevadas en casos de emergencia, lo que limita su ciclo de vida.

En relación a la geometría del rotor, Siemens diseña un nuevo eje con un diámetro interior nuevo con material especial. A estas medidas

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Energía solar Automática e Instrumentación

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en algunos casos se suelen añadir masas suplementarias para el equilibrado del rotor, así como ventiladores internos y externos.

Para cumplir con los niveles de ruido permitidos, estas máquinas suelen requerir de silenciadores, lo que complica aún mas el diseño con el correspondiente coste añadido.

72

Máquina asíncrona subcrítica Siemens de 4 polos Otra posibilidad es la utilización de motores Siemens de 4 polos.

Esta solución admite una gama de operación de 0 a 3.900 rpm, estableciendo la frecuencia primera natural por encima de la velocidad máxima. Esto se puede conseguir con modificaciones mínimas sobre el diseño estándar Siemens. El rotor de 4 polos es mucho más rígido que un rotor estándar de 2 polos. Por este motivo, el diseño del cojinete es un cojinete de fricción (sleeve bearing) como el mostrado en la figura adjunta.

Debido a la necesidad de uso del convertidor Siemens para alcanzar las frecuencias de operación necesarias, los niveles de ruido son especialmente importantes, pero se ha logrado un amortiguamiento de los niveles de ruido con la modificación de la carcasa de la máquina.

Diseño electromagnético Además del empleo de material específico para incrementar la solidez mecánica del rotor, las propiedades electromagnéticas del estator de láminas deben ser mejoradas para la operación a altas velocidades. Dado que se debe alimentar el motor con el doble de la frecuencia nominal, se deben tomar medidas especiales

■ Diseño de cojinete de fricción (sleeve bearing).

para reducir pérdidas por corrientes de Foucault. Evidentemente, las pérdidas de I2R DC serán más bajas en motores de 4 polos debido principalmente a las terminaciones del bobinado mas corta.

Reducir las ranuras de flujo del estator y del rotor compensa las pérdidas adicionales en el hierro debido a las altas frecuencias.

Comparación del diseño de motores Siemens de 2 y 4 polos Se presentan cálculos analíticos de una máquina de potencia 1.550 kW capaz de operar a una velocidad de 3.592 rpm. La tabla 1 y la tabla 2, en la página siguiente, demuestran que la máquina de 4 polos Siemens tiene una carcasa menor que la solución en 2 polos. Esto contribuye a un mayor rendimiento, debido a pérdidas de fricción y de cobre menores. Las pérdidas se calculan según la IEC 60034-2 1.

Las ventajas son : • Alturas de eje menores con menores perdidas por rozamiento.

• Devanados especiales que reducen las pérdidas en el cobre del estator.

a)

• Las frecuencias elevadas aumentan las pérdidas de corriente de Foucault pero las ranuras del paquete magnético mas cortas y el material de laminación especial reducen las pérdidas en el hierro en general.

• La reducción del peso disminuye el coste.

• Los tamaños menores de altura de eje precisan menos espacio en la planta.

• El aumento del rendimiento reduce costes de funcionamiento.

Una desventaja es que el convertidor no puede ser puenteado para conectar en motor directo a la red.

Diseño de máquinas asíncronas accionadas con convertidor Siemens Entre las diversas tipologías de convertidor Siemens existentes se consideran las que aparecen en la figura de la página siguiente.

El funcionamiento del sistema de motor-convertidor Siemens depende fuertemente de la combinación elegida. Las plantas termosolares necesitan una eficacia optimizada y refrigeración por aire (rara vez

b)

■ Distribución del campo de una máquina asíncrona de a) de 2 polos con rotor rígido y b) de 4 polos con un rotor rígido magnético.

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Automática e Instrumentación

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■ Topologías de convertidores.

Altura del eje [mm] Peso [kg] Potencia [kW] Frecuencia [Hz] Par de Breakdown (pu) Factor de potencia Rendimiento a plena carga [%]

2 polos

4 polos

560

450

8200 1550 60 0.64

4800 1550 120 0.60

0.92 97.00

0.86 97.3

■ Tabla 1: Datos eléctricos.

hay agua disponible en estas instalaciones). Se prefiere el método de refrigeración IC411 en lugar de un motor con sistema modular de refrigeración. Las tablas 3 y 4 dan una visión general sobre los sistemas posibles según la potencia necesaria, la temperatura ambiente y la utilización del motor.

Resultados de medición de un motor subcrítico Siemens de 4 polos Se han realizado varias mediciones en una máquina eléctrica Siemens para una gama de velocidad hasta 3.600 rpm y con diseño subcrítico

Multinivel media tensión

3 niveles media 2 niveles con tensión filtro baja tensión

Refrigeración de motor Temperatura ambiente

IC 411 50°C

IC411 50°C

IC411 50°C

Velocidad (rpm)

3600

3600

3600

■ Tabla 3: Sistemas de convertidor-motor Siemens optimizados para varias potencias,

2 polos 4 polos Pérdidas, stator Pérdidas, rotor Pérdidas en el hierro Pérdidas de fricción

6729 7062

4361 3378

19918

20911

■ Tabla 2: Pérdidas intencionadas a embarque lleno.

utilización, de un motor IC411.

Multinivel media tensión

3 niveles media tensión

2 niveles con filtro baja tensión

Refrigeración de motor

IC 611

IC611

IC611

Temperatura ambiente

50°C

50°C

50°C

Velocidad (rpm)

3600

3600

3600

■ Tabla 4: Sistemas de convertidor-motor Siemens optimizados para varias potencias, utilización, de un motor IC611.

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■ Medición de vibración del eje.

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de 4 polos. El punto principal para este tipo de motores es la dinámica del rotor. Se realizan comparaciones entre datos calculados y medidos de las pérdidas del hierro hasta 105 Hz, así como las pérdidas de fricción.

La velocidad nominal de motor son 3.160 rpm. En la tabla 5 se ofrece un resumen.

■ Sensores de vibración del eje.

fel (Hz) 34 50 63 70 105

PVFe (kw), calculado 1.7 3.1 4.9 3.8 9.6

PVFe (kw), medido 2.8 3.7 6.4 5.0 11.9

PVfriction (kw), calculado 1.3 2.8 6.7 8.8 26.8

PVfriction (kw), medido 1.1 3.6 4.4 6.1 20.5

■ Tabla 6: Comparación entre las pérdidas en el hierro y las de fricción calculadas y medidas.

Numero de polos Altura del eje (mm) Rango de velocidades (rpm) Potencia (kW) Voltaje (V) Frecuencia (Hz) Par (Nm)

4 450 2100…3136

Tipo de refrigeración

Refrigeración modular

1455 4160 105 4430

■ Tabla 5: Datos técnicos de un motor subcrítico Siemens de 4 polos.

Potencia (kW) Capacidad de sobre velocidad (rpm) Perdidas de hierro (kW) Pérdidas de fricción (kW) Eficiencia (%) Factor de potencia Vibración del eje ( µm p-p) Vibración de la cojinete (mm/s) Nivel de ruido (dBA) Aumento de temperatura con por uso de convertidor (K)

Se han realizado las mediciones con un convertidor Siemens a 4.16 kV. El convertidor es de tipología 3-nivel. El motor tiene un diseño dinámico del rotor optimizado para la gama de velocidad requerida. En las figuras superiores se muestra la medición de vibración del eje y la posición de los sensores de vibración.

Los resultados de vibración son excelentes. El diseño rotor da valoDatos nominales

Medidas

1455 3763 9.6 26.8 96.3 0.90 API: 38.1 � 1.5 82

1455 3763 11.9 20,5 96.4 0,91 22.1 0.5 < 82

80

47.9

■ Tabla 7: Medidas de motor asíncrono subcrítico Siemens.

res por debajo de los requerimientos por la norma API de 38.1µm.

Las caracteristicas en vacío se han medido a diferentes velocidades.

Basándose en estas características es posible diferenciar las pérdidas de hierro y de fricción. En la tabla 6 se presenta una comparativa entre las pérdidas medidas y las calculadas.

Las pérdidas de fricción medidas son más de un 30% menores que las calculadas. Las pérdidas de hierro dependen siempre de distintos factores. Además de la prueba en vacío, se han realizado las pruebas en carga.

Aunque estos tipos de motores tienen un sistema de refrigeración aire-aire para las plantas termosolares, estas mediciones se ha realizado con un intercambiador de agua por requerimientos de ruido.

Ricardo Andrino Gallego Siemens, S.A. Sector Industria.

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Automatización de seguidores solares Los seguidores solares constituyen el elemento clave en la optimización del rendimiento en la producción de la energía solar. No en vano, orientando un panel solar con un seguidor podemos obtener hasta un 30% más de energía que con un panel solar inmóvil. La aparición de las centrales termoeléctricas representa una nueva oportunidad para su desarrollo.

L

76

os seguidores solares han sido tradicionalmente los encargados de orientar los paneles solares fotovoltaicos con el fin de optimizar la producción de energía de éstos. Están formados por una cabeza giratoria, comandada por uno o dos ejes, que sitúa los paneles solares con una orientación precisa en cada momento.

Con la puesta en marcha de las primeras centrales termoeléctricas en España, se está desarrollando una nueva tecnología que consiste en concentrar la energía calorífica en lo alto de una torre. Para ello se emplean los llamados heliostatos, que son un conjunto de espejos que rodean la torre y que también requieren de una orientación precisa para reflejar adecuadamente los rayos solares dirigiéndolos hacia la torre. Por lo tanto el concepto que emplean los seguidores de los paneles solares fotovoltaicos es también reutilizable en los heliostatos, aunque la posición ideal de unos y otros sea evidentemente diferente.

En busca de la mejor orientación Esta orientación se obtiene a partir de unos algoritmos que calculan la posición idónea en función de la hora, la fecha y las coordenadas geográficas del lugar. En algunos casos, su posición ideal no coincide con la perpendicular con respecto al sol: durante el amanecer o el ocaso, se procura evitar el efecto de sombra del resto de seguidores. Para ello

para provocar una intervención externa.

La posición de los seguidores se corrige únicamente cada pocos segundos, ya que de este modo no se requiere estar moviendo continuamente los motores. Sin embargo, esto no impide que las relaciones mecánicas que necesitan estos ejes sean realmente muy grandes, en virtud de la necesidad de un movimiento extremadamente lento y de una carga muy pesada.

se busca una posición que sea lo mejor posible pero sin colocarse en la trayectoria del panel que pudiera estar detrás.

Si se detecta la presencia de un viento demasiado fuerte, se opta por situar las superficies de modo paralelo a la propia dirección del viento, dejando de lado durante un tiempo la prioridad por la producción de energía. Algo similar ocurre durante la noche, periodo en el cual se sitúa al conjunto en una posición de reposo.

Por último disponen también de un mecanismo de detección de choque con algún elemento que impida alcanzar la posición deseada (una piedra, típicamente). En ese caso sería necesario intentar deshacer el atasco con unos movimientos rápidos en ambos sentidos. Si el eje de giro continúa bloqueado, entonces será necesario generar una alarma

Un control sencillo y autónomo Para cada seguidor es necesario un control de bajo coste capaz de controlar un motor, la lectura de un encoder o un tren de pulsos que indique su posición y algunas entradas y salidas adicionales, que sirvan, entre otros, para gestionar los finales de carrera y el freno (todo ello por duplicado si el seguidor tiene dos motores). También tiene que ser operativo de manera autónoma, es decir, que calcule continuamente la trayectoria ideal de los seguidores por sí mismos.

Dependiendo del tamaño de la instalación, es posible prever la comunicación con un control u ordenador central de gestión que centraliza el funcionamiento y el estado de todos los controles en función de las condiciones meteorológicas.

Supervisión remota Uno de los temas más importantes en este tipo de plantas es la super-

Energía solar Abril 2010 / n.º 417

visión remota de todos y cada uno de los seguidores. La necesidad de disponer de personal técnico especializado in situ se consigue evitar si se dispone de un mantenimiento centralizado capaz de comprobar el estado de varias plantas productoras de energía a la vez y de actuar sobre todas ellas. La peculiaridad de este tipo de plantas obliga a tener en consideración varios puntos al respecto.

En primer lugar, por tratarse en muchas ocasiones de lugares remotos, seguramente no se dispondrá de ningún tipo de red terrestre en la zona. Más aún: es incluso habitual que tampoco se tenga cobertura de telefonía móvil de buena calidad.

En ese caso, la única manera de asegurarse un cierto ancho de banda de datos es la comunicación vía satélite.

En segundo lugar, lo normal sería contar con un único punto de acceso para la comunicación (o dos si se quiere disponer de redundancia) y que desde éste se distribuyera a todos los demás controles en la planta. A efectos prácticos, son el CAN y el Ethernet los interfaces más habituales en esta parte final de la comunicación entre los distintos controles. Además, este tipo de conexión remota enrutada no limita las herramientas de diagnóstico de que disponemos con respecto a la conexión directa.

De hecho, otro punto a considerar es la importancia de centralizar la supervisión de todos los distintos elementos que se integran en un seguidor solar (control, visualización remota, gestión de los motores, entradas/salidas) dentro de una única herramienta de diagnóstico. De este modo será mucho más rápido y sencillo disponer de información precisa sobre cualquier incidencia que se produzca en cualquier elemento o módulo.

Además, cuantas más posibilidades ofrezca el software de diagnóstico remoto, mejor será el mantenimiento que se pueda realizar.

Herramientas de supervisión como la utilización de webcams, el envío de mensajes sms o el acceso a información de los sistemas de vigilancia

Automática e Instrumentación

La solución de B&R, en detalle • La única manera de asegurarse un cierto ancho de banda de datos es la comunicación vía satélite, que ya se ha probado con éxito en instalaciones de este tipo con controles de B&R. • Los controles de B&R ofrecen la posibilidad de redireccionar la comunicación a cualquiera de los controles, siendo a efectos prácticos el CAN y el Ethernet los interfaces más habituales en esta parte final de la comunicación entre los distintos controles.

• B&R optimiza el tiempo de desarrollo proporcionando herramientas más avanzadas en entornos listos para su uso.

• Además de intentar mantener la producción de series antiguas, B&R se ha esforzado desde sus inicios en conseguir que los programas de software existentes sean reutilizables en plataformas de hardware más modernas. De este modo, se consigue garantizar el mantenimiento de las mismas funcionalidades, pero ahora integradas dentro de un hardware más potente. sólo están al alcance de los controles más potentes y flexibles.

El tiempo de desarrollo se puede optimizar si los fabricantes de controles proporcionan estas herramientas más avanzadas en entornos listos para su uso. Aunque por otro lado también deben permitir el desarrollo de un software propio específico de diagnóstico y mantenimiento, que es uno de los elementos típicos donde los fabricantes de seguidores solares pueden incorporar un valor añadido a su oferta.

Invirtiendo en estrategias a largo plazo Si se tiene en cuenta que los periodos de garantía de algunos elementos de estas instalaciones alcanzan hasta los 25 años, puede intuirse la importancia que tiene disponer de plataformas de control que sigan operativas durante décadas. Por esta razón parece fundamental el hecho de que los fabricantes de los equipos de automatización mantengan producciones de las series de equipos antiguos durante muchos años, con el fin de poder seguir suministrando recambios.

Sin embargo, esta estrategia requiere un gran esfuerzo de los fabricantes para intentar mantener durante muchos años la compatibilidad de gran cantidad de componentes que se van quedando obsoletos. Además de intentar mantener

la producción de series antiguas, es importante conseguir que los programas de software existentes sean perfectamente reutilizables en plataformas de hardware más modernas. De este modo se consigue garantizar el mantenimiento de las mismas funcionalidades, pero ahora integradas dentro de un hardware más potente.

Desde luego, en el caso de los seguidores solares, que actualizan su posición cada pocos minutos, no parece que la utilización de microprocesadores mucho más rápidos sea una ventaja a considerar. Sin embargo, se ha descrito anteriormente la importancia de disponer de un acceso remoto de altas prestaciones. El continuo aumento en el ancho de banda de las conexiones a través de Internet permitirá, sin duda, en un futuro cercano, mejorar la calidad y la cantidad de servicios de diagnóstico a distancia, y con ello también la capacidad de reacción ante eventualidades adversas. Si con ello se consiguen reducir las intervenciones, se llega a la conclusión de que, en este sector con inversiones tan a largo plazo, una actualización del hardware puede llegar a ser más rentable que la mera sustitución de equipos obsoletos estropeados.

Luis Miguel Sainz Pena Director Técnico B&R España

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Energía solar

 PRODUCTOS

Automática e Instrumentación

Abril 2010 / n.º 417

Inversores fotovoltaicos

L

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os inversores fotovoltaicos Equinox, desarrollados por la firma Salicru, permiten convertir la energía eléctrica de corriente continua producida en los paneles solares en corriente alterna e inyectarla en la red de suministro eléctrico, posibilitando un incremento de hasta el 10% en producción. La gama se presenta en dos series: Equinox, inversores fotovoltaicos sin transformador para potencias de 2,8 kW, 4,6 kW y 10 kW, y Equinox LV, inversores fotovoltaicos de 5 kW de baja ten-

sión DC. Los inversores fotovoltaicos sin transformador de la gama Equinox se caracterizan por ser ligeros, de tamaño reducido y con una alta fiabilidad. Ofrecen un alto rendimiento en instalaciones de pequeña potencia, así como un amplio abanico de capacidades de comunicación.

Asimismo, la instalación y el uso se han facilitado al máximo para una mayor comodidad de explotación. La gama contempla potencias de 2,8, 4,6 y 10 kW, en

conexión a red monofásica o trifásica. Todos disponen de pantalla LCD/ gráfica para facilitar la visualización de los datos de la instalación, así como posibilidad de comunicación local o remota.

Los inversores de la serie Equinox de Salicru han sido pensados para instalaciones indoor u outdoor, abarcando desde pequeñas potencias hasta grandes instalaciones mediante inversores en paralelo, obteniendo configuraciones que aportan un más alto grado de fiabilidad debido a la concepción modular. Asimismo, ofrecen máxima flexibilidad al disponer de inversores para conexión monofásica o trifásica. Y, además, son aptos para conectar en instalaciones de topología multistring, permitiendo la máxima adaptabilidad en el diseño y planificación del campo fotovoltaico.

Por lo que respecta a los inversores fotovoltaicos de la serie Equinox LV, son los únicos de tecnología Paso Pulsado de baja tensión existentes en el mercado, que presenta una

Sistema de control de strings para plantas fotovoltaicas

E

l sistema Eos Array de Carlo Gavazzi, solución con mayor cuota de mercado en Europa para la monitorización de instalaciones solares fotovoltaicas en el año 2009, permite monitorizar a nivel I, aportando datos como la eficiencia de los paneles solares, de la instalación eléctrica y de los inversores, además de la irradiación solar, las temperaturas ambiente y de placa y la velocidad del viento, información esencial a la hora de abordar cualquier proyecto de fotovoltaica.

Además, incluye la posibilidad de añadir módulos de entradas/salidas digitales programables. Flexible, ampliable y fiable, es el único en el mercado que incluye monitorización de cada string con protección de fusible incorporada en 17,5 mm.

Además, con este sistema es posi-

ble integrar la monitorización de strings, de inversores fotovoltaicos y de contadores fiscales. El sistema se puede aplicar tanto en plantas nuevas como en existentes, quitando las bases portafusibles y colocando el Eos-Array.

Valores añadidos del sistema son: LED multicolor que indica cuál es el fallo (mantenimiento), registro

en memoria interna local, control de eficiencia del sistema (rotura de strings, suciedad de paneles, bajadas de rendimiento…), medida de los parámetros más importantes del sistema fotovoltaico (tensión, intensidad, potencia, energía, temperatura, viento, irradiación, medidas auxiliares…), fusible incorporado (ahorro de espacio en el cuadro).

Diseñado específicamente para la aplicación fotovoltaica, puede funcionar a altas temperaturas (hasta 65ºC); incluso en este caso el tiempo medio entre fallos (MTBF) queda garantizado por más de 30 años.

Además, el producto cumple con la normativa UL. www.carlogavazzi.com/ac

PRODUCTOS  Abril 2010 / n.º 417

Energía solar Automática e Instrumentación

serie de ventajas que los equipos de alta tensión no pueden ofrecer. Al disponer de una alimentación en baja tensión, la conexión de los módulos thin-film puede ser hecha masivamente en paralelo, sin conexiones en serie, aportando numerosas ventajas tanto en la instalación como en la producción de energía, disminuyendo, a la vez, el pay-back.

Asimismo, el diseño de las instalaciones se ve simplificado, pasando a tener poca influencia las posibles zonas sombreadas, no siendo necesarias una orientación ni inclinación determinadas para los módulos. Esta gran versatilidad permite una mejor eficiencia en el resultado de generación final.

Los strings de paneles conexionados en serie perjudican el periodo total de vida útil de los paneles de capa fina. En cambio, una conexión masivamente en paralelo asegura el óptimo funcionamiento durante toda la vida estimada de la instalación. www.salicru.com

➔ PROYECTO SELECCIONADO POR EL JURADO DE LA GALERÍA DE INNOVACIÓN DE GENERA 2010

Refrigeración y calefacción por energía solar térmica

L

a empresa Schüco ha desarrollado un sistema que combina la técnica de captación solar térmica con la máquina de frío compacta por absorción, especialmente desarrollada para esta aplicación, y un sistema de almacenamiento de calor latente, para conformar una instalación de generación de calor y frío para edificios comparativamente simple. Con este sistema se puede refrigerar en verano y en invierno se puede apoyar al sistema de calefacción. Ante un sistema convencional de frío (compresor eléctrico), el consumo en energía primaria es claramente

menor. Además, la mayoría de sus materiales son reciclables y de larga duración, lo que también contribuye a la protección del medio ambiente. www.shueco.com

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Energía solar

 PRODUCTOS

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Abril 2010 / n.º 417

Switch Ethernet y servidor de puertos en un solo equipo

M

oxa, cuyos productos están presentes en España a través de Tempel, ha lanzado al mercado una nueva gama de productos que combinan en un solo equipo un switch Ethernet de 5 puertos con un servidor de 4 puertos serie. El primer modelo de esta nueva gama, el denominado NPORT S8455I-MM-

SC, incluye 2 puertos de fibra multimodo, 3 puertos de cobre 10/100 y 4 puertos serie RS-232/422/485 con aislamiento. Este innovador diseño permite ahorrar espacio en los armarios, al mismo tiempo que se reduce el consumo respecto de una solución switch+servidor por separado. La nueva gama NPORT

Características destacadas

80

• Servidor de puertos, 4 puertos RS-232/422/RS-485 • QoS Serie, para configurar prioridad en la comunicación serie • Aislamiento de 2 KV (DC) en cada puerto serie • Resistencias ajustables de pull high/low en los puertos RS-485 • Switch Ethernet de 5 puertos incorporado.

• 2 puertos Ethernet en fibra y 3 puertos en cobre • Redundancia de Ethernet con Turbo Ring® (Recuperación < 20 ms) o RSTP/STP (IEEE 802.1w/D) • Soporte QoS, IGMP-snooping/GMRP, VLAN, LACP, SNMPv1/v2c/v3, RMON • Protección de sobretensión en puertos serie, Ethernet y alimentación

S8000 incorpora toda la funcionalidad de un switch Ethernet gestionable con soporte para QoS, IGMP Snooping, VLAN, Port Trunking, SNMP V1/V2c/V3, y compatibilidad con el protocolo de Moxa Turbo Ring, que permite recuperar el anillo en menos de 20 ms. Igualmente, dispone de todas las funciones de los servidores de puerto serie de la gama NPORT-5000 de Moxa. Es una solución ideal para el mercado de monitorización y control de instalaciones solares. ingenieria@tempel.es

Inversores de alto rendimiento

S

MA, presente en España a través de SMA Ibérica Tecnología Solar, SL, la subsidiaria española, ha presentado la familia Tripower, inversores trifásicos con potencias que van de 10 a 17 kW. Con un rendimiento del 98%, la tecnología Multi-String permite su uso en todas las configuraciones de módulos: desde una planta submodular de 10 kW hasta otra de varios MW. Su sistema de seguridad incluye seccionador de potencia de CC integrado ESS, fusible electrónico para strings, detector de fallos en los strings y una función integrable de protección contra rayos. Además, son compatibles con la Directiva alemana de la Asociación Alemana del Agua y Energía (Directiva de media tensión).

La familia de inversores Sunny Island para instalaciones en aisla-

da ocupará un área exclusiva en Genera 2010. En un espacio de 16 m2 situado frente al pabellón 5, una casita de madera mostrará una pequeña instalación en cubierta autosuficiente. Se compone de un Sunny Island 2012, un Sunny Boy 1200, un Sunny Island Charger y un Sunny Island Display. Respecto al Sunny Island 2012, es el inversor

adecuado para sistemas de 1 a 9 kW. Permite la conexión monofásica o trifásica en paralelo y ampliable por módulos. Su peso y volumen reducidos, así como su robustez, facilitan su montaje. La clase de protección elevada IP54 y la unidad de control portátil Sunny Remote Control (SRC-1) permiten elegir el lugar de instalación.

Por su parte, en la gama Sunny Mini Central los modelos 9000TL, 10000TL y 11000TL ofrecen un rendimiento máximo del 97,7% e incorporan la tecnología Power Balancer, con la que pueden conectarse a la red como un sistema trifásico. Su integración a la red con inyección de potencia reactiva constituye una buena solución cuando se requiere que la empresa energética suministre la potencia reactiva en el punto de inyección. Además,

PRODUCTOS  Abril 2010 / n.º 417

Energía solar Automática e Instrumentación

➔ PROYECTO SELECCIONADO POR EL JURADO DE LA GALERÍA DE INNOVACIÓN DE GENERA 2010

Seguidor solar a modo de carrusel

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L

a firma Sendekia ha desarrollado un seguidor solar a dos ejes concebido a modo de carrusel y equipado con una multiplicidad de paneles captadores fotovoltaicos.

El diseño del conjunto es de altura reducida y puede ser posicionado horizontalmente tanto sobre una porción superficial de soporte directamente a ras de suelo como apoyado sobre cubiertas de edificaciones, lo que aumenta su resistencia frente a la acción del viento y reduce su impacto visual, facilitando que se

incluyen el sistema de regulación MPP OptiTrac, el sistema de refrigeración OptiCool y la Topología H5 sin transformador.

En cuanto al modelo Sunny Mini Central 7000HV, permite conectar en serie más módulos que con inversores convencionales. Su separación galvánica posibilita su utilización tanto con módulos de células cristalinas como de capa fina. Su rango de potencia permite la construcción de grandes plantas fotovoltaicas a partir de unidades más pequeñas, facilitando así una monitorización detallada de la instalación.

En la categoría Sunny Boy, el modelo Sunny Boy 3000HF, con separación galvánica, logra un rendimiento máximo de más del 96%, el más elevado de todos los inversores con transformador de esta clase de potencia. Su sistema

adapte a la normativa de medio ambiente. Asimismo, el dispositivo incorpora el back-traking o programa de sombras, que posibilita aumentar la ganancia de producción con respecto a otros seguidores.

Entre sus ventajas, destaca la rapidez y sencillez de su montaje, su fácil mantenimiento y su coste de fabricación.

www.sendekia.com

ENTENDER LA NORMA EN ISO 13849-1 Y LA RETIRADA DE EN 954-1 Si usted diseña y construye máquinas y hasta ahora ha utilizado EN 954-1 como norma para demostrar que éstas cumplen las directivas, deberá volver a evaluar los sistemas de control relativos a la seguridad de sus máquinas basándose en nuevas normas de seguridad funcional (como EN ISO 13849-1 o EN 62061) o tomando directamente como referencia la Directiva de Máquinas. Para ayudarle a entender los nuevos requisitos y gestionar este proceso de transición, Rockwell Automation pone a su disposición un conjunto de herramientas y servicios de asistencia técnica.

81

www.discoverrockwellautomation.com/go/machine_conformity

��������������� informativas

de conexión de CC SunClix permite una conexión sencilla y rápida, gracias también a su reducido peso (menos de 18 Kg). Su amplio rango de tensión de entrada (175 a 700 voltios) lo hace muy flexible.

Asimismo, incorpora un display gráfico para visualizar los valores diarios y comunicación inalámbrica mediante Bluetooth.

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➔ PROYECTO SELECCIONADO POR EL JURADO DE LA GALERÍA DE INNOVACIÓN DE GENERA 2010

Centro fotovoltaico integrado de 500 kw/CFI-500

E

l aumento de los límites en la potencia de las instalaciones fotovoltaicas (inicialmente 5 kW, luego 100 kW y actualmente ninguno) permite el diseño de sistemas de gran potencia que optimicen los costes de diseño y explotación de los equipos auxiliares como pueden ser los inversores fotovoltaicos y los transformadores BT/MT. La innovación aportada por este

proyecto se basa en la integración en un único casetón prefabricado de las funciones del inversor fotovoltaico, el transformador BT/MT, la aparamenta de protección y maniobra y el sistema de telemando/telecontrol.

De esta forma, el Centro Fotovoltaico Integrado (CFI-500 kW) incorpora un inversor fotovoltaico con salida de media tensión dotado de todas las protecciones necesarias

➔ PROYECTO SELECCIONADO POR EL JURADO DE LA GALERÍA DE INNOVACIÓN DE GENERA 2010

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Transol PRO 3.0: Software de simulación

D

esarrollado por Aiguasol, Transol es el primer sofware que permite simular en detalle sistemas de refrigeración solar y se ha desarrollado con el objetivo de acercar las herramientas detalladas de simulación dinámica al proceso de diseño de sistemas solares térmicos.

El dispositivo permite, de esta forma, proporcionar la información precisa y abundante que caracteriza a los modelos más detallados, pero sin la necesidad de disponer del tiempo y los conocimientos que exigen esos sistemas. Presenta una interface de trabajo sencillo, con modelos TRNSYS detallados que

para su conexión a la red. Entre otras variables, destaca el diseño de su sistema de refrigeración que garantiza las condiciones óptimas de funcionamiento para todos los componentes del centro integrado.

Además, no utiliza extractores externos auxiliares a los propios del inversor, lo que repercute positivamente en la mejora del rendimiento del CFI entendido como un sistema completo y, asimismo, minimiza los costes de explotación y mantenimiento de la instalación, al eliminar estos elementos. www.ormazabal.es

Nuevo sistema para el soporte de paneles

S

contienen datos meteorológicos de Meteonorm 6.0 del mundo entero.

Entre otras prestaciones, es capaz de realizar estudios paramétricos multivariable de un sistema previamente definido y cotejar resultados, facilitando la optimización de sistemas. Asimismo, permite hacer una comparación realista del comportamiento de distintos tipos de captadores solares térmicos, planos, tubo de vacío o CPC, gracias a la caracterización bidimensional del IAM, así como modelos específicos para distintos captadores.

un Nest presentará en Genera, junto con el seguidor solar de doble eje SN15K, un innovador sistema de estructuras fijas para el soporte de paneles solares fotovoltaicos y captadores térmicos.

Este producto se caracteriza por su modularidad y versatilidad, la facilidad de montaje que ofrece al instalador y su robustez.

También verán la luz por primera vez en Genera las farolas fotovoltaicas para iluminación vial, desarrolladas con tecnología LED de alta luminosidad. Por su parte, Oliva Torras Solar presentará su catálogo de captadores solares térmicos de alto rendimiento OTS, fabricados con acero inoxidable y aluminio.

También podrán contemplarse las estructuras de soporte de acero inoxidable, adaptables a cualquier tipo de instalación.

www.aiguasol.com

www.sun-nest.com

COMUNICACIONES ROBUSTAS PARA INSTALACIONES CRÍTICAS

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INFORME

Abril 2010 / n.º 417

Acelerómetros y sensores de vibración Para caracterizar un movimiento oscilatorio puede medirse el desplazamiento del cuerpo, su velocidad o su aceleración. Los sensores más ampliamente utilizados son los de aceleración (acelerómetros), pero existen otros tipos, como son los sensores de desplazamiento de fibra óptica y LVDT (Linear Variable Differential Transformer) y también sensores de velocidad como vibrómetros láser basados en el efecto Doppler y sensores electromagnéticos.

L

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a vibración es el movimiento oscilatorio de un cuerpo respecto a su posición de equilibrio y, en consecuencia, puede caracterizarse mediante tres magnitudes distintas: desplazamiento, velocidad y aceleración. De esta manera, puede medirse cualquiera de estas tres magnitudes y obtener las otras dos integrando o derivando.

La cadena básica de medida de vibraciones consta, como se ve en la figura adjunta, de un sensor que proporciona una señal eléctrica de potencial proporcional a la función de la magnitud medida. En la etapa de conversión analógica/digital se adquieren muestras a intervalos equiespaciados de tiempo de la señal continua proporcionada por el sensor, de manera que la señal pasa a ser temporalmente discreta.

Para cada uno de estos instantes de tiempo, el valor de la señal no se mide exactamente, sino con la precisión dada por el rango dinámico y la resolución digital del equipo, así que la señal es también discreta en el eje de voltaje. En la etapa final es cuando se realiza el procesado digital de la señal para obtener la información necesaria sobre el fenómeno vibratorio de estudio.

Tipos de sensores de vibración Como ya se ha comentado, para caracterizar un movimiento oscilatorio puede medirse el desplazamiento del cuerpo, su velocidad o su aceleración. Los sensores más ampliamente utilizados son los de aceleración

■ Cadena básica de medida de vibraciones.

(acelerómetros), pero existen otros tipos, como son los sensores de desplazamiento de fibra óptica y LVDT (Linear Variable Differential Transformer) y también sensores de velocidad como vibrómetros láser basados en el efecto Doppler y sensores electromagnéticos.

Los sensores de desplazamiento de fibra óptica constan de un emisor de luz y dos receptores; si la superficie de medida es reflectante, la cantidad de luz recibida es proporcional

a la distancia entre la superficie de medida y el sensor.

Los LVDT constan de una bobina primaria y de dos bobinas secundarias, todas bobinadas entorno a un mismo cilindro dentro del cual se halla otro cilindro móvil o núcleo magnético que sirve de camino al flujo magnético, tal como se ve en la figura inferior. Cuando se aplica una diferencia de potencial en la bobina primaria, se induce una diferencia de potencial en las dos bobinas se-

■ Esquema de un LVDT cortado transversalmente.

INFORME

Abril 2010 / n.º 417

cundarias que están conectadas en serie tal como se indica en la citada figura. El voltaje proporcionado por el sensor (vs) es la diferencia de los voltajes inducidos en las bobinas (v1 y v2). Cuando el núcleo magnético está en su posición central, v1 y v2 son iguales, por lo que el voltaje proporcionado por el sensor es 0. Sin embargo, el núcleo se desplaza con la superficie de medida induciendo una diferencia de potencial mayor en la bobina hacia la cual se mueve y menor en la otra; por lo tanto v1 y v2 dejan de ser iguales y vs es función del desplazamiento del núcleo.

Los vibrómetros láser emiten sobre la superficie de medida una luz láser que se refleja en ella y se recibe de nuevo en el vibrómetro. La frecuencia de la luz recibida está afectada por el efecto Doppler, que es función de la velocidad relativa entre el vibrómetro (estático) y la superficie de medida. Suele utilizarse cuando no es posible utilizar otros sensores, puesto que no exigen montaje y no necesitan contacto con la superficie de medida.

Los sensores electromagnéticos de velocidad constan de un imán que se mueve solidariamente a la superficie de medida dentro de un par de bobinas; el movimiento del núcleo induce un voltaje en la bobina que según la Ley de Faraday es proporcional a su velocidad.

Acelerómetros El acelerómetro es un sensor que proporciona una señal eléctrica

Automática e Instrumentación

■ Relación aceleración-variación de potencial proporcionado por un acelerómetro.

que varía de forma proporcional a la aceleración medida. La proporcionalidad viene dada por la sensibilidad del acelerómetro tal y como se esquematiza en la figura superior.

Es deseable que la sensibilidad sea independiente de la frecuencia, lo que se consigue sólo dentro de un determinado rango de frecuencias que constituye el denominado rango frecuencial de funcionamiento.

Los acelerómetros uniaxiales miden la aceleración en la dirección perpendicular a la superficie de medida; sin embargo, los hay también triaxiales, que son capaces de medir la aceleración en las tres direcciones del espacio.

Para escoger un determinado tipo de acelerómetro y un determinado tipo de montaje hay que tener en cuenta los siguientes parámetros: • Rango aproximado de amplitud de la aceleración.

• Rango frecuencial de interés.

• Masa máxima admisible del acelerómetro.

■ Esquema de la parte mecánica de un acelerómetro.

• Tipo de alimentación disponible para el acelerómetro.

• Temperatura de trabajo.

• Existencia de campos electromagnéticos que afecten la zona de medida.

Tipos de acelerómetros y su funcionamiento Los tres tipos más conocidos de acelerómetros son los capacitivos, los piezo-resistivos, y los piezo-eléctricos.

El principio mecánico de funcionamiento de los tres tipos es, sin embargo, el mismo, y se ejemplifica en la figura inferior.

Una masa inercial esta elásticamente unida a la carcasa del acelerómetro; si se asume que ésta está sólidamente unida a la superficie de medida, el desplazamiento oscilatorio de la carcasa (x) será solidario al de la superficie, y diferirá del desplazamiento oscilatorio de la masa (y), por lo que existirá un desplazamiento relativo entre la masa y la carcasa. Se puede demostrar que el desplazamiento relativo entre masa y carcasa tiene la misma frecuencia que el movimiento oscilatorio de la superficie de medida, pero difiere en módulo y fase. Concretamente, la relación entre la amplitud de aceleración del movimiento oscilatorio de la superficie y el desplazamiento relativo masa-carcasa (z = x - y) viene dado por la función de respuesta en frecuencia mecánica:

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INFORME

Automática e Instrumentación

Abril 2010 / n.º 417

Rango temperatura de funcionamiento

Calibración

Dirección medida

Tipo de alimentación

Nivel de ruido de fondo

Sensibilidad transversal

Serie

Sensibilidad

Fabricante Suministrador Web

Rango de frecuencias de funcionamiento

En esta relación sólo aparecen aquellas empresas conocidas por nuestra redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

Tipo de acelerómetro

Sensores de vibración y aceleración

7596-30

Capacitivo

0 a 800 Hz

66 mV/g.

< 1%

_

24 a + 30 Vdc

Monoaxial

NIST

-55 a 121ºC

2271A

Piezoeléctrico

1 a 8000 Hz

11,5 pC/g

< 3%

_

24 a + 30 Vdc

Monoaxial

NIST

-269 a 260ºC

86/87

Piezoeléctrico

0,003-200 Hz

1/10 V/g < 0,5%

10 ng/√ Hz

24-30 Vdc

Monoaxial

NIST

-20-100ºC

8712

Piezoeléctrico

0,5 a 8000 1000 Hz V/g

< 1,5%

_

2 a 20 mA

Uniaxial

_

-55 a 100

8793A500

Piezoeléctrico

2,5 a 10000 Hz

10 V/g

< 1,5%

_

2 a 20 mA

Triaxial

_

-55 a 120

8305b10

Capacitivo

0 a 300 Hz

40,0 V/g

1%

_

7 a 32 V

Uniaxial

_

-40 a 85

8393B10

Capacitivo

1 a 180 Hz

200 V/g

<1

_

3,8 a 32 V

Triaxial

_

-40 a 85

71xx/72xx/ 75xx

Piezoeléctrico

0.115000Hz

mV/g

Según Según modelo modelo

IEPE

Monoaxial y triaxial

_

-73-260ºC

12xx/40xx/ 42xx/ 46xx/ 48xx/5x/ 6x

MEMS piezoresistivo

0-2000Hz

mV/g

Hasta Según modelo 1%

Voltaje 2-10V o 9-30Vdc

Monoaxial y triaxial

_

-55-120ºC

Memic.Inc/ Argos comp. Elec. www.memsic.com

Acelerómetros 2 & 3 axis

Thermic

Hasta 200 Hz

_

_

_

2,0-5 V

2-axis y 3-axis

_

40-85 ºC

Metra MMF/ Instrumentos de Medida www.mmf.de Sensing www.sensing.es

KB/KD/ KS

Piezoeléctricos

0,07-6000 10 mV/ Hz (alta g-10 V/g sensibilidad)/ 0,1233000 Hz (propósito general)

< 5%

1µg acelerómetros sísmicos de alta sensibilidad)/ hasta 3000 µg para los acelerómetros de mayor rango dinámico

Salida en MonoVoltaje axiales y IEPE: de triaxiales 2-20mA/ Con Voltaje de dolarización: 12-14Vcc

Metra MMF modelo VC110

-20+120ºC

Monitran/Equitrol www.equitrol.com

MTN/1185

Piezoeléctrico

2-1000 Hz _

< 5%

_

24 VCC

Monoaxial

En fábrica

-25-90ºC

Monitran/Marposs www.marposs.com

CS 150/P7 Marposs/ CTM Artis

Piezoeléctrico

0,3 Hz-10 KHz

10-100 mV/g

< 5%

_

24 Vdc

Monoaxial y Biaxial

Marposs CS 150 ; Marposs P7; Artis CTM

60 º (máximo)

Monitran/ Electrónica Guemisa www.guemisa.com

MTN/ 1100CQ

Piezoresistivo

2 a 10000 Hz

100mV/ g

< 5%

0,1 mg max

12 Vcc

1 eje

_

-55 a +140 ºC

MTN/1310

Piezoresistivo

1 a 30000 Hz

5pC/g

_

0,2 mg max

18 a 30Vcc

3 ejes

_

-55 a +250 ºC

MTN/ 1100SM6

Piezoresistivo

2 a 10000 Hz

100mV/ g

< 5%

0,1 mg max

12 Vcc

1 eje

_

-50 a +140 ºC

MTN/1010

Piezoresistivo

2 a 10000 Hz

100mV/ g

< 5%

0,1 mg max

12 Vcc

1 eje

_

-25 a +120 ºC

Endevco/TSI www.tsisl.es

Kistler/ Kistler Ibérica www.kistler.com

MEAS/Spec/Sensing www.sensing.es

86

(1) Mantenimiento predictivo en maquinaria rotativa Vibraciones de grandes estructuras, terreno y edificios Análisis de vibraciones en cuerpo humano Vibraciones en estructuras aeronáuticas Análisis de vibraciones en dispositivos de pequeño tamaño como tarjetas impresas o componentes discretos.

INFORME

Roscado

Laboratorio y ensayos de deformación

Roscado

Aplicación sísmica y estructural

Roscado

Aplicación sísmica y estructural

Base magnética y roscado

Análisis modal, vibraciones, máquinas, etc.

Base magnética y roscado

Análisis modal, vibraciones, máquinas, etc.

Base magnética y roscado

Edificios, aerogeneradores, estructuras

Base magnética y roscado

Edificios, aerogeneradores, estructuras

Roscado, base magnética o base adhesiva, etc.

Análisis de vibraciones en máquinas

Roscado con agujeros de montaje o con base magnética

Análisis modal, vibraciones del terreno, análisis de vibración en estructuras, crash testing, ensayo en vehículos, etc.

SMD

Sensor de inclinación y de alarma de coche, acelerómetro, movimiento de inclinación, etc.

Roscado, base magnética, pasta adhesiva y punta de contacto

(1)

Varias

Máquinas

Roscado y base magnética en diversas configuraciones

Máquinas herramienta (rectificadoras, tornos, fresadoras, centros de mecanizado, transfert, etc…)

ºC

Todas

Vibraciones

ºC

Roscado

Vibraciones

ºC

Roscado M6

Vibraciones

ºC

Todas

Industrial bajo coste

C

Automática e Instrumentación

Aplicaciones

Opciones de fijación

Abril 2010 / n.º 417

■ Fuente: Abrox.

La diferencia entre los distintos tipos de acelerómetro reside en cómo este desplazamiento relativo masacarcasa se convierte en una señal eléctrica de variación de potencial proporcional a la aceleración. La relación entre la señal eléctrica y ¯) viela aceleración medida (∆V/X ne dada por el producto entre la función de respuesta en frecuencia ¯ y la relación /Z En mecánica Z/X ¯ es función de la consecuencia ∆V/X ¯ también frecuencia puesto que Z/X lo es (ver figura inferior). La repre¯ se sentación en frecuencia de ∆V/X denomina función de respuesta en frecuencia del acelerómetro. Como estos transductores son generalmente independientes de los equipos de adquisición, es necesario que esta relación sea un valor constante

independiente de la frecuencia, lo que sólo se consigue dentro de un determinado rango de frecuencias.

Normalmente se define el rango de frecuencias de funcionamiento de un acelerómetro como aquél en el que existe menos de un 10% de ¨ Bajo variación de la relación ∆V/X. esta hipótesis, el límite superior del rango de frecuencias es 0,3·ωr, siendo ωr la frecuencia de resonancia del acelerómetro. Dentro del rango de frecuencias de funcionamiento la relación se denomina sensibilidad del acelerómetro y se considera constante.

Igualmente dentro del rango de frecuencias de funcionamiento del acelerómetro, la relación Z/X¯ se considera constante, y el valor de esta constante de suele denominar

■ Respuesta en frecuencia de un acelerómetro.

87

INFORME

Automática e Instrumentación

Abril 2010 / n.º 417

Rango temperatura de funcionamiento

4 a 20 mA

< 5%

0,1 mg max

12 Vcc

1 eje

_

-55 a +120 ºC

MTN/1181

Piezoresistivo

3 a 6000 Hz/10 a 1000 Hz

3 salidas < 5% (0…10 vcc) y 100 mV/g

0,1 mg max

24 Vcc

1 eje

_

-25 a +95 ºC

Dimensional 3D

0-1000Hz

0,0050,190 mm

Lineal No

Por cable

Triaxial 3D

Enac

15-40ºC

Cerámicos ICP

0,3-60 kHz

1-1000 mV/g

≤ 5%

Variable según la frecuencia de funcionamiento

18-30 MonoVDC, 2-20 axial Ma

PCB 394C06

-53+121ºC con opción alta temperatura

357 (Charge AceleróHasta 20 output acce- metros con kHz lerometers) salida en carga

0,3 pC/ g-100 pC/g

≤ 5%

Variable según la frecuencia de funcionamiento

120pF

Monoaxial

PCB 394C06

-73+482ºC

350 (Shock Aceleróaccelerome- metros de ters) choque ICP y de carga

0,005-1 mV/g y 0,065 pC/g

≤ 5%

Variable según la frecuencia de funcionamiento

18-30 Vdc/2-20 mA

Monoaxial

PCB 394C06

-53+121ºC

5-100 mV/g

≤ 5%

Variable según la frecuencia de funcionamiento

18-30 Vdc/2-20 mA

Monoaxial

PCB 394C06

-54+121ºC

≤ 5%

Variable según la frecuencia de funcionamiento

5-30 Vdc

Monoaxial y triaxial

PCB 394C06

-40+121ºC

PCB Piezotronics/ Álava Ingenieros www.alava-ing.es www.pcb.com

352 (Ceramic Shear ICP accelerometers)

0,4-15 kHz

353 (Quartz Aceleró0,7-20 Shear ICP metros de kHz accelerome- cuarzo ICP ters)

3711/3713 Aceleróme- 0-1000 Hz 10-700 (Mems DC tros MEMS mV/g Response Accelerometers)

Calibración

Dirección medida

5 a 12000 Hz

Tipo de alimentación

Piezoresistivo

Serie

Nikon Metrology/ K-400/KAbrox-Sariki 600/K-610 www.nikonmetrology. com

88

Nivel de ruido de fondo

Rango de frecuencias de funcionamiento

Monitran/Electrónica MTN/1800 Guemisa (cont.)

Fabricante Suministrador Web

Sensibilidad

Tipo de acelerómetro

En esta relación sólo aparecen aquellas empresas conocidas por nuestra redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

Sensibilidad transversal

Sensores de vibración y aceleración

340 (Metric ICP and Charge Output Accelerometers)

Aceleróme- 0,3-18 tros ICP y kHz de salida en carga

9,8-98,1 ≤ 5% mV/ g/2,7-3 pC/g

Variable según la frecuencia de funcionamiento

18-30 Vdc/2-20 mA

Monoaxial

PCB 394C06

-70+260ºC

320/351 (Extreme Environment ICP accelerometers)

Aceleróme- 0,7-18 tros para kHz ambientes extremos

5-100 mV/g

≤ 5%

Variable según la frecuencia de funcionamiento

18-30 Vdc/2-20 mA

Monoaxial

PCB 394C06

-196+260ºC

333 (Structural Test / Array ICP accelerometers)

Aceleróme- 0,5-3000 tros para Hz análisis estructurales

1001000 mV/g

≤ 5%

Variable según la frecuencia de funcionamiento

18-30 Vdc/2-20 mA

Monoaxial

PCB 394C06

-18+66ºC

1-10 V/g ≤ 5%

Variable según la frecuencia de funcionamiento

18-30 Vdc/2-20 mA

Monoaxial

PCB 394C06

-53+121ºC

393 (SeisAceleróme- 0,01-4000 mic ICP tros sísmi- Hz accelerome- cos ICP ters)

INFORME

Automática e Instrumentación

Aplicaciones

Opciones de fijación

Abril 2010 / n.º 417

ºC

Pegado

Análisis modal

C

Todas

RMS- Velocidad-aceleración

Masa de pocos gra- Ensayos mecánicos en labomos, fijación por ratorio pegado locktite, o base magnética Roscado, base magnética

Medidas de vibración de baja amplitud, control de vibraciones de alta frecuencia, etc.

Roscado, base magnética

Test en turbinas de vapor, medidas-altas temperaturas, análisis en motores, etc.

Roscado, base magnética

Aeroespacial, estudios en explosivos, monitorización con shaker, Test de impacto, etc.

Roscado, base magnética

Medidas de vibración, análisis estructural, control de vibraciones, etc.

Base magnética

Para medidas de aceleraciones-baja frecuencia, análisis estructuras en puentes, análisis estructural aeroespacial, etc.

Roscado, base magnética

Para valores métricos, etc.

Roscado, base magnética

Test alta temperatura y-temperatura criogénica, Halt, Hass, Ess, análisis ambientales, etc.

Roscado, base magnética

Análisis estructural, análisis modales multicanal, test NVH en automóviles, test GVT’s en aviones, etc.

Roscado, base magnética

Vibraciones del terreno, en edificios, detección terremotos, análisis estructural en puentes, estudios de formaciones geológicas, etc.

■ Fuente: Marposs.

sensibilidad mecánica Sm= m/k.

Cuanto mayor es la masa inercial, mayor es la sensibilidad mecánica obteniendo un mayor desplazamiento relativo para la misma amplitud de vibración. Este hecho va a repercutir en la sensibilidad final del acelerómetro, de manera que la sensibilidad del acelerómetro aumentará con el incremento de su masa inercial.

Una sensibilidad alta es preferible, puesto que se obtiene una mejor relación señal-ruido. Sin embargo, en ocasiones no es posible el uso de acelerómetros de masa elevada,

puesto que la masa del acelerómetro debe ser claramente menor a la masa del cuerpo que se ensaya para no influir en su comportamiento vibratorio.

Acelerómetros capacitivos En el caso de los acelerómetros capacitivos esta conversión se realiza de manera directa, convirtiendo el desplazamiento relativo entre masa y carcasa en una variación de voltaje entre las dos placas de un condensador. Una de las placas se denomina móvil y es solidaria a la masa, y la

■ Principio de funcionamiento de un acelerómetro de condensador.

89

INFORME

Automática e Instrumentación

Abril 2010 / n.º 417

Sensores de vibración y aceleración

Variable según la frecuencia de funcionamiento

18-30 Vdc/2-20 mA

Triaxial

PCB 394C06

-70+254ºC con opción de alta temperatura

Schenck/Schenck/ Process Ibérica S.A. www.schenck.es

AS y VS

AS Piezoeléctrico y VS electrodinámico

AS 1 Hz10 KHz/ VS 1 Hz-1 KHz

AS 100 mV/g, VS 100 mV/ (mm/s)

< 7%

0,1Hz-1 kHz <0,2 mVss

VS sin alimentación, AS-24 V CC

Monoaxial

Calibración sólo necesaria en fábrica

AS hasta 120ºC, VS hasta 200ºC

Seika/Sensing www.sensing.es

Bx

Capacitivo

0-300Hz

mV/g

0.005 g/g

Según modelo

Voltaje 5V

Monoaxial

_

-40-80ºC

Sensorex/Sensing www.sensing.es

41xxx

Servoacele- 0-15Hz rómetro

mV/g

0.00 5g/g

Según modelo

Voltaje 9-30Vdc

Monoaxial

_

-40-80ºC

± 0.002 g/g

2 mVrms máxi- Entre ±12 1 y 2 ejes No aplimo y ±18 Vcc cable

90

Sherborne Sensors/ A215, A220, Inercial Instrumentos A260, A320, con tecnode Medida A700 logía servo www. sherbornesensors.com

0-60 Hz, Desde aceleró1 µg metros de <±2g/0150 Hz para los de mayor rango hasta ±20g

Calibración

Rango temperatura de funcionamiento

≤ 5%

Dirección medida

1-1000 mV/ g/2,7-10 pC/g

Tipo de alimentación

Nivel de ruido de fondo

Aceleróme- 0,3-12 tros triaxia- kHz les ICP y de carga

Sensibilidad

356 (ICP and Chage Output Triaxial accelerometers)

Serie

Rango de frecuencias de funcionamiento

PCB Piezotronics/ Álava Ingenieros (Cont.)

Fabricante Suministrador Web

Tipo de acelerómetro

Sensibilidad transversal

En esta relación sólo aparecen aquellas empresas conocidas por nuestra redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

-18... +70ºC

(2) Estudios geofísicos, sísmicos e ingeniería civil Pruebas de vuelo en aeronaves Monitorización estructural de edificios y grandes estructuras Análisis de microgravedad. Sistemas de seguimiento de satélites Monitorización de vehículos de transporte de pasajeros Simuladores de vuelo.

Cualquier aplicación de análisis de aceleraciones con alta precisión

otra se denomina fija y es solidaria a la carcasa del acelerómetro. Esta idea se esquematiza en la figura de la página anterior, aunque normalmente se utilizan dos pares de placas para más precisión en la medida.

La relación entre el potencial entre placas y la distancia relativa entre ellas viene dada por la ecuación: Z DV = q - ––––––– ε0 . A donde: q es la carga eléctrica de las placas del condensador.

ε0 es la permeabilidad del medio entre las placas A es el área de las placas.

Los acelerómetros de condensador requieren alimentación para generar la carga q en las placas del condensador. Como se ha visto anteriormente, la respuesta en frecuencia del acelerómetro (Hω) será el producto de la respuesta en frecuencia mecánica y la respuesta eléctrica, según: Z ∆V H (ω) = ––– . –––– ¯ X Z

Acelerómetros piezo-resistivos En los acelerómetros piezo-resistivos se utiliza un elemento piezoresistivo (silicona, por ejemplo) como se esquematiza en la figura de la página siguiente. El desplazamiento relativo de la masa inercial respecto la carcasa induce una elongación en el material piezo-resistivo. La resistencia eléctrica del material piezo-resistivo varía en función de su elongación. El factor de galga (K) es la relación entre la elongación del material (ε) y su variación fraccional de resistencia eléctrica (∆R/R). K es

INFORME

Roscado, base magnética

Roscado y base magnética

Roscado

Medidas simultáneas en los tres ejes, vibraciones en motores y estudios NVH, análisis modal, análisis en vehículos, etc.

Vibraciones en maquinaria rotativa

Vibraciones del terreno, análisis de vibración en estructuras, industria ferroviaria, etc.

Roscado con aguje- Vibraciones del terreno, anáros de montaje lisis de vibración en estructuras, industria ferroviaria, etc.

Fijación por tornillos laterales

Automática e Instrumentación

Aplicaciones

Opciones de fijación

Abril 2010 / n.º 417

(2)

una constante que vale aproximadamente 100 en el caso de la silicona.

La variación de resistencia se traduce en variación de potencial eléctrico mediante un puente de Wheatstone en el cual una de sus resistencias se sustituye por el elemento piezoresitivo. A menudo se utilizan pares de elementos piezoresitivos situados de modo que uno trabaja a tensión y otro a compresión. En el caso de utilizar dos pares, los elementos se conectan como describe la citada figura y la relación entre la tensión de entrada al puente de Wheatstone

■ Principio de funcionamiento de un acelerómetro de piezo-resitivo (izquierda). Puente de Wheatstone constituido por dos pares de elementos piezoeléctricos (derecha).

(Vi) y la de salida es: ∆V ∆R –––– = –––– = ε.K Vi R En consecuencia, en este caso la respuesta del acelerómetro resulta: Z ∆V H (w) = ––– . –––– X¯ e La función de transferencia DV/ε no es función de la frecuencia, y por tanto modificará la amplitud de la función de respuesta en frecuencia del acelerómetro pero no su forma.

Así pues, atendiendo a la forma de la función de respuesta en frecuencia de la figura de la página 89, los acelerómetros piezo-resistivos son capaces de responder linealmente hasta 0 Hz, siendo ésta una de sus principales ventajas. Además, la sensibilidad final de un acelerómetro de este tipo es proporcional al voltaje de entrada al puente de Wheatstone, como indica la ecuación anterior.

Los acelerómetros piezo-resistivos necesitan de una fuente externa que proporcione el voltaje Vi. Tradicionalmente esta alimentación es aportada por una fuente de corriente continuo o una batería de entre 2 a 10 V. En todo caso debe tratarse de una fuente estable, puesto que en caso contrario introduciría error en la medida.

Acelerómetros piezoeléctricos En el caso de los acelerómetros piezoeléctricos se usa un cristal de material piezoeléctrico tal como cristales cerámicos o cristales de cuarzo, para convertir el desplazamiento relativo masa-carcasa en una variación de

carga eléctrica entre las caras del cristal. Esta idea se esquematiza en la figura inferior.

La relación entre la elongación del material piezo-eléctrico que coincide con el desplazamiento relativo masa-carcasa (Z) y su variación de carga (DQ) se considera constante.

Para obtener la relación entre la aceleración medida y la variación de potencial proporcionada por el acelerómetro, es necesario traducir la variación de carga en una variación de voltaje. Esto se consigue mediante un circuito eléctrico. De esta manera la respuesta frecuencial final de un acelerómetro piezoeléctrico se obtiene mediante el producto de su función de transferencia mecánica ¯), la función de transferencia del (Z/X material piezo-eléctrico (DQ/Z) y la función de transferencia del circuito eléctrico (DV/DQ): Z ∆Q ∆V H (w) = ––– . –––– . ––– X¯ Z ∆Q

■ Principio de funcionamiento de un acelerómetro piezo-eléctrico.

91

INFORME

Automática e Instrumentación

Ejemplos de utilización Vibraciones causadas por infraestructura ferroviaria

E

n caso de realizar medidas de vibración en el terreno o en el interior de edificios se debe tener en cuenta que la amplitud de las vibraciones en puntos alejados de la fuente no será grande. Por este motivo, se debe recurrir a acelerómetros de alta sensibilidad que, como se ha visto, son acelerómetros de masa relativamente elevada.

Esta particularidad no resulta un problema, ya que su masa es despreciable comparada con la masa del cuerpo sobre el que se mide.

En la figura adjunta se muestra un montaje realizado por el Laboratorio de Ingeniería Acústica i Mecánica (LEAM) para estudiar la propagación en el terreno de las vibraciones provocadas por el paso de tren. Los

Abril 2010 / n.º 417

acelerómetros utilizados son de tipo piezoeléctrico, con sensibilidad de 1 V/(m/s2) y 210 g de masa, y su colocación se realiza mediante piquetas al no ser aplicable ningún otro método, uniendo el acelerómetro a la piqueta mediante cera.

Vibraciones en el interior de edificios

Medida de vibraciones provocadas por el paso de tren para estudiar su propagación en el terreno realizada por el LEAM (Laboratorio de Ingeniería Acústica y Mecánica, UPC).

En la figura superior de la página siguiente se observa el mismo tipo de acelerómetro utilizado para la medida de vibraciones provocadas por maquinaria pesada en el interior de un edificio realizadas por el LEAM. En este caso, debido a las características de la superficie, la única opción para no dañarla es el uso de cera para su adhesión.

La temperatura de trabajo no es elevada, la amplitud de las vibraciones es pequeña, y el rango de frecuencias de estudio es bajo, por

92

con: ∆V w.T ––– = –––––––––––– ∆Q √ 1+ (w . T)2 donde R y C son la resistencia y capacidad del circuito T=R.C Si la relación ∆Q/Z se considera

■ Fuente: Álava Ingenieros.

constante, ésta no modifica la forma de la función de respuesta en frecuencia. Sin embargo, la relación ∆V/∆Q sí es dependiente de la frecuencia. Concretamente, ∆V/∆Q es solamente constante a partir de una frecuencia determinada y es por esto que el límite inferior del rango de frecuencias de funcionamiento de los acelerómetros piezoeléctricos no es 0 Hz. La conversión de variación de carga a variación de voltaje se hace de distintas maneras: en los acelerómetros IEPE (Integrated Electronics Piezo Electrics) o lo que es lo mismo ICP (Integrated Circuit Piezo Electrics), el circuito que realiza la conversión está integrado dentro de la misma carcasa del acelerómetro, de manera que el acelerómetro sólo requiere una corriente continua para funcionar.

En el caso de acelerómetros sin electrónica integrada, la conversión se realiza exteriormente conectando el acelerómetro a un amplificador de carga. Esta última opción es preferible en casos de realizar medidas en alta temperatura o presencia de

campos electromagnéticos. En este caso, las prestaciones de los circuitos integrados de los dispositivos ICP se ven degradadas mientras que el amplificador de carga puede ser instalado lejos de la fuente de calor o radiación. Sin embargo, el uso de un amplificador de carga externo puede introducir ruido en la medida.

Por lo que respecta al rango dinámico del acelerómetro (rango entre la amplitud de aceleración mínima detectable y la máxima que es capaz de medir), el efecto piezo-eléctrico es detectable en un amplio rango, por lo que el límite inferior del rango viene limitado por el ruido de fondo introducido por el circuito eléctrico integrado o el amplificador de carga, y el límite superior por la carga máxima admitida por el amplificador de carga o el potencial máximo de salida del circuito integrado. Así pues, el uso de acelerómetros piezo-electricos con amplificador de carga externo permite un mejor aprovechamiento del rango dinámico puesto que en los IEPE este rango viene establecido por las características del circuito

INFORME

Abril 2010 / n.º 417

Automática e Instrumentación

tanto, la elección de este tipo de sujeción no presenta ningún inconveniente.

Análisis modal de estructuras pesadas El mismo tipo de acelerómetro se utilizó para el análisis modal experimental de una losa de hormigón intermedia entre las vías superior e inferior de la línea 9 del metro de Barcelona como se observa en la figura inferior. En este caso la fijación de los acelerómetros se realizó por unión

Medida de vibraciones provocadas por el paso de tren para estudiar su impacto dentro de un edificio realizada por el LEAM. Análisis modal experimental de una losa de hormigón intermedia realizado por el LEAM. ▶Sigue en pág. 94.

integrado.

Por otra parte, imprecisiones en la fabricación del acelerómetro causan que el eje de máxima variación de carga del acelerómetro no coincida exactamente con la dirección de montaje del acelerómetro. Esto implica que la existencia de una vibración transversal (perpendicular a la dirección de montaje) provoca una respuesta errónea de un acelerómetro uniaxial.

La sensibilidad transversal es el factor de proporcionalidad entre la amplitud de aceleración transversal y la variación de potencial del señal eléctrico proporcional a ésta que el acelerómetro proporciona. Se suele expresar como porcentaje de la sensibilidad en el eje de montaje.

Montaje de los acelerómetros Los métodos de unión de los acelerómetros con

la superficie de medida son los siguientes: unión roscada, base magnética, cera de abeja, resinas epoxi o mediante piquetas. La selección del tipo de sujeción depende de las posibilidades que ofrezca la superficie a medir y el efecto de la sujeción en la frecuencia de resonancia del acelerómetro, puesto que ésta disminuye conforme se reduce la rigidez

■ Fuente: Equitrol.

de la sujeción. A continuación se presentan y comentan las diferentes posibilidades de unión.

• Una unión roscada es la unión que menos modifica la frecuencia de resonancia del acelerómetro, por lo que es la más adecuada en caso de alta frecuencia. La seguridad de este tipo de unión permite la medición de grandes amplitudes de vibración y no modifica el rango de temperaturas de uso del acelerómetro. Como contrapartida, no siempre es posible mecanizar la superficie de medida y su instalación requiere tiempo.

• La cera de abeja modifica la frecuencia de resonancia ligeramente, y es útil en caso de acelerómetros sin rosca, en caso de tests rápidos o si hay que realizar mediciones en superficies no alterables. En contrapartida, no se pueden utilizar en casos de grandes amplitudes debido a que no se trata de una unión

93

Automática e Instrumentación

INFORME

Abril 2010 / n.º 417

Vibraciones en maquinaria

▶ Viene de la pág. 93.

En otros casos en los que la masa del cuerpo a medir se pueda ver influida por la masa de acelerómetros como los anteriores, hay que recurrir a acelerómetros más pequeños suponiendo esto una pérdida de sensibilidad. Esto no supone una desventaja si la amplitud de vibración en el punto de medida se prevé alta como es el caso de medición directamente sobre maquinaria.

Monitorizado de los cambios con el desgaste en el espectro de vibración de motores eléctricos realizado por el LEAM.

roscada, lo que requirió una preparación laboriosa de la muestra. La excitación de la placa de hormigón se realizo utilizando un shaker o excitador de vibración alimentado con una señal sweep sine.

94

sólida, y tampoco son aconsejables para temperaturas altas en las que la cera se pueda fundir, ni se puede garantizar la repetitividad del punto de medida.

• Las uniones magnéticas son rápidas y se pueden utilizar en casos

de altas amplitudes, pero se necesita que la superficie de medida sea ferro magnética. El hecho de añadir la base magnética al acelerómetro aumenta su masa.

• Las resinas epoxi son útiles en caso de no disponer de rosca en el

■ Acelerómetro triaxial KS813B de Metra, distribuido en nuestro país por Sensing y por Instrumentos de Medida.

Análisis modal experimental del panel de la pared de un tren.

acelerómetro o no poder mecanizar la superficie de medida. Son válidas también para grandes amplitudes y un amplio rango de temperaturas.

Como contrapartida hay que señalar el cuidado que exige la retirada del transductor: la unión debe usualmente romperse mediante un golpe seco en la base del acelerómetro, en dirección paralela a la superficie, lo que puede causar daños en el transductor. Es aconsejable, por este motivo, usar una base añadida (que puede ser la base magnética que suelen equipar los acelerómetros) para realizar este tipo de fijación.

• El uso de piquetas es normalmente el único recurso para realizar mediciones en un terreno natural o superficies muy rugosas, aunque suele ser un procedimiento laborioso.

Proporciona buenas características en general pero se pueden ver limitadas por el uso de cera o resinas al unir el acelerómetro con la piqueta.

Hay que asegurar también la verticalidad de la piqueta.

INFORME

Abril 2010 / n.º 417

Automática e Instrumentación

La figura de la página anterior muestra un montaje experimental realizado por el LEAM para el monitorizado de los cambios en el espectro de vibración en función de la carga y otras variables. En este caso, se escogieron acelerómetros de sensibilidad 0,01 V/(m/s2) y 2 g de masa. La sujeción del acelerómetro se realizó mediante la aplicación de resina epoxi utilizando una base magnética para proteger el acelerómetro en el momento de retirarlo.

Análisis modal de estructuras ligeras El mismo tipo de acelerómetros se utilizó para realizar el análisis modal experimental de una probeta de cerramiento de coche ferroviario, como se ve en la figura de la página anterior. La probeta se colocó en la planta de ensayo del LEAM. Los acelerómetros se colocaron mediante cera puesto que no era posible perforar la superficie, y la amplitud de las oscilaciones era suficientemente pequeña para utilizar este método.

Vibraciones en placas muy ligeras En los casos en los que la masa del acelerómetro sea un parámetro limitante como puede ser el caso de medidas en placas muy finas, deben escogerse acelerómetros de muy poca masa, lo que supondrá una pérdida de sensibilidad. En casos como el de la figura

Calibración Como se ha presentado en la figura de la primera página, el acelerómetro suministra una señal eléctrica que debe ser adquirida y procesada por un equipo independiente, de forma que estos elementos son intercambiables. Esto implica que es necesario calibrar la cadena de medida, ajustando las condiciones de lectura del equipo al transductor que se va a usar. Aunque suele ser posible introducir manualmente las características de sensibilidad, el procedimiento más seguro consiste en la calibración automática de la cadena de medida mediante el uso de un calibrador que suministre una amplitud de vibración conocida y garantizada. Por otra parte, la sensibilidad de un acelerómetro puede variar con la temperatura, como sucede especialmente en los acelerómetros piezoeléctricos, cuya sensibilidad se reduce con la disminución de temperatura. Este efecto de las condiciones de la medición

Montaje experimental en el LEAM de una placa metálica en la cual se realiza control activo de vibración.

adjunta, en el que se estudia la aplicación de control activo de vibraciones en una placa metálica, se utilizan acelerómetros piezoeléctricos ICP de masa 0,7 g y sensibilidad 0,001V/(m/s2). Debido a las pequeñas dimensiones del acelerómetro, el cable está integrado en la carcasa de manera que se suprime la conexión que aumentaría la masa del acelerómetro. Los acelerómetros se unen a la placa mediante cera debido a la imposibilidad de perforar la superficie de medida (esto afectaría a su comportamiento vibratorio) y al hecho que los acelerómetros por su pequeño tamaño no tengan mecanizada ninguna rosca que permita su unión por este sistema.

■ Acelerómetro Serie 8712 de Kistler.

■ Acelerómetro piezoeléctrico para vibración de Instrumentos de Medida.

juntamente con el probable uso de diferentes cables de conexión para diferentes situaciones, aconsejan realizar siempre una calibración in situ antes de cada medición y también al finalizar la misma, para confirmar que la cadena de medida ha mantenido sus características durante todo el tiempo de trabajo.

El calibrador de vibraciones es un dispositivo que proporciona una vibración sinodal de amplitud y frecuencia conocida que se mide con el acelerómetro que se pretende calibrar. No todos los acelerómetros

pueden calibrarse con cualquier calibrador; se debe seleccionar un calibrador que pueda soportar la masa del acelerómetro y que suministre una amplitud que multiplicada por la sensibilidad del acelerómetro no supere el rango dinámico del equipo de adquisición.

Jordi Romeu, Meritxell Genescà Lab. de Ingeniería Acústica y Mecánica (LEAM) Dep. Ing. Mecánica UPC http://leam.upc.edu

95

Transclinics xi Monitorización precisa de corriente, tensión y temperatura en plantas fotovoltaicas Tensión Entrada para la medida de tensiones de hasta 1000V. Esta funcionalidad, unida a la medida de corriente, permite controlar en todo momento la potencia generada por cada entrada.

Temperatura Permite prevenir incidencias del cuadro.

Rango de temperatura -20ºC a 70ºC.

Corriente La tecnología low-side sensing emplea shunts de precisión para asegurar una medida lineal, sin derivas térmicas y con seguridad de la corriente de cada entrada.

Disponible para 4, 7, 8 y 14 strings.

Estado de contactos auxilires

Modbus RTU sobre RS-485

Pueden monitorizar dos entradas digitales

Se conectan en red mediante el protocolo

binarias, lo cual permite controlar contactos

ModBus RTU sobre RS-485 utilizando un

auxiliares de seccionadores, de dispositivos

senzillo cable trenzado de tres conductores.

protectores de sobretensión, de detectores de intrusión, etc.

www.weidmuller.es

Aplicaciones

SISTEMAS DE CONTROL  Abril 2010 / n.º 417

Automática e Instrumentación

Una referencia en integración de servicios municipales

Automatización de parkings con sistemas abiertos

A

mersam es una sociedad de capital municipal que forma parte del grupo de empresas municipales del Ayuntamiento de Reus. Su ámbito de actuación se dirige principalmente a la gestión y explotación de aparcamientos públicos, aunque también se extiende a mercados municipales, escuelas, transporte público o grúas, entre otras tareas de gestión. Está orientada a la movilidad y atiende a unos 31.000 usuarios al día.

La sociedad tiene un fuerte compromiso social, especialmente mediante la integración socio-laboral de discapacitados, los cuales forman un 80% de su plantilla. Pero lo que llama particularmente la atención es que el Ayuntamiento de esta ciudad, a través de Amersam, tiene gran capacidad de autonomía en el diseño de las soluciones de automatización y gestión de sus propias actividades, sin necesidad de recurrir a terceros o a la subcontratación para cierto tipo de actividades estratégicas.

Sistemas abiertos, por encima de todo Para valorar su mercado objetivo es necesario conocer algunos datos de Reus. La ciudad tiene unos 110.000 habitantes y 6 aparcamientos municipales subterráneos, con cerca de 2.000 plazas, además de una zona azul de superficie con otras tantas.

El tamaño de estos aparcamientos subterráneos va de 90 a 900 plazas, por lo que uno de los retos para la entidad municipal es hacer rentable los aparcamientos con menos de 250 plazas, teniendo en cuenta que requieren prácticamente las mismas necesidades, principalmente en recursos humanos.

La rotación media para una plaza es de 4 vehículos/día, con una ocupación cercana al 70% para la zona azul y al 30% para los aparcamientos

La ciudad catalana de Reus tiene 6 aparcamientos municipales subterráneos, con cerca de 2.000 plazas, además de una zona azul de superficie con otras tantas. El tamaño de estos aparcamientos subterráneos va de 90 a 900 plazas, por lo que uno de los retos para la entidad municipal era hacer rentable los aparcamientos con menos de 250 plazas.

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■ De derecha a izquierda: Leonardo Blázquez, Satyan Thomee y Alfred Blasi, el equipo técnico de Amersam, en la Sala de Control que centraliza la gestión de todos los servicios.

subterráneos (este último funciona esencialmente en horario diurno).

Para la integración y automatización de estos servicios, se dispone de un equipo compuesto por tres técnicos, los cuales desarrollan las aplicaciones. La política de adquisición de equipos es clara: todos tienen que estar basados en sistemas estándar abiertos. En una sala de control se aglutina toda la gestión telemática de las instalaciones. Se controlan activos muy heterogéneos, como sistemas de cajeros expendedores de tickets, control de plazas libres, reconocimiento automático de matrículas, videovigilancia (CTV),

alarmas, detección de presencia, control de iluminación, ventilación, incendios, megafonía, interfonía IP, etc.

Esta sala de control se encuentra atendida por un total de 9 personas que cubren las 24 horas de servicio diario durante los 7 días de la semana. No obstante, el grueso de la plantilla de la empresa, con más de 200 personas, efectúa tareas en campo, esencialmente de supervisión y mantenimiento en las distintas instalaciones.

En la sala de control están integradas dos pantallas murales, 8 PC de gestión scada, un servidor

Aplicaciones Automática e Instrumentación

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OPC y un servidor Lisistemas heredados, nux con Base de Datos ya instalados en los MySQL. distintos parkings anSegún Satyan Thotes de iniciar el promee, que desarrolla el ceso de integración software de los autómaconsolidada. Este matas y scada, el sistema terial que aún está recoge continuamente operativo procede de unos 4.000 tags, prinfabricantes diversos. cipalmente a través de Abundan los protocouna red de fibra óptica los de comunicación con topología en estrepropietarios, así como lla y protocolo TCP/IP, gran diversidad en extendida por toda la buses de campo, tales ciudad. como: Profibus, ModEn el año 2006 ya se bus, CANbus, etc. apostó por los equipos Según Leonardo suministrados por BecBlázquez, respon■ Aspecto de una de las pantallas del scada. khoff para la integración sable de informátide aplicaciones. Desde ca de Amersam, la entonces, se han utiliintegración se ha zado 10 Embedded PC conseguido gracias y cinco cabeceras Serie a la utilización de un CX, además de varios middleware que es camódulos de E/S analópaz de homogeneizar los datos recogidos de gicos y digitales (KL 14, 34 y 24) que captan selas distintas instalañales de temperatura, ciones para nutrir al presencia (infrarrojos, sistema principal. En ultrasonidos, etc.) o este punto, ha sido finales de carrera, enclave la utilización de tre otras posibilidades. pasarelas y el software Además, también se TwinCAT de Beckhoff, utilizan módulos de coprincipalmente sus municaciones RS-232/ bloques funcionaRS-485. En un futuro, les y las librerías de se pretende utilizar la parametrización KS ■ Pantalla informativa con la distribución de uno de los aparcamientos controlados remotamente. red EtherCAT 2000.

El software scada Innientemente en zonas iluminadas dusoft Web Studio está integrado con Gestión inteligente estos sistemas. independientemente. En función La información está disponible para de la información recogida por los cada actor y en el lugar apropiado, detectores de presencia, se iluminan Ahorro energético justo lo que necesita. Independienúnicamente las necesarias para cada En las zonas de aparcamiento de temente, todos los datos adquiridos superficie se controlan hasta 100 momento, aunque sin crear zonas se van almacenando en una base de máquinas de campo que gestionan oscuras excesivas, con la finalidad de datos, desacoplada de la aplicación las 2.000 plazas disponibles. Adiaumentar la percepción de la seguriscada. Alfred Blasi, responsable de la cionalmente, se ofrece servicio a 25 dad del usuario. Incluso la intensidad Sala de Control, destaca la intensa terminales portátiles PDA con GPRS de la iluminación interna cambia en utilización que hacen actualmente y GPS, para una gestión móvil de la función de la luz externa. de herramientas de BI (Business infraestructura.

También se controlan los accesos Intelligence), que permitan presentar Mediante estos sistemas, en los a los distintos edificios gestionados la información de una forma más aparcamientos se consigue un ahorro mediante sistemas biométricos o adecuada a cada usuario. Para ello, de energía de hasta un 50%, espetarjetas Myfare sin contacto. se ha recurrido también a sistemas cialmente gracias a la utilización del abiertos como, por ejemplo, el paquecontrol electrónico de iluminación Los sistemas heredados te de software Pentaho, una potente DALI (Digital Addressable Ligthing Una de las claves del éxito de la herramienta de análisis de datos Interface). Cada espacio de aparcafilosofía actual consiste en la ingratuita (bajo ciertas condiciones) miento se ha segmentado convetegración eficiente de los distintos con la que se hace posible añadir

SISTEMAS DE CONTROL  Abril 2010 / n.º 417

Aplicaciones Automática e Instrumentación

o quitar columnas con distinta jerarquía y presentar la información en forma de tablas o gráficos, con millones de datos disponibles. Su punto fuerte es que se reconfigura de forma instantánea, buscando siempre aquella presentación más eficiente y atractiva, a elección de cada usuario. Resulta particularmente útil para efectuar previsiones, detectar problemas o hacer mantenimiento preventivo.

La recuperación de la inversión de estos equipos o ROI es cada vez es más rápida. Para los 6 aparcamientos y la zona azul serían necesarias unas 30 personas si no existiera integración y automatización de los servicios. En la actualidad son 9 personas, tal como se ha comentado. La eficiencia de la explotación es tal que ha permitido reducir el coste y el precio de los servicios, revertiendo en los ciudadanos estas ventajas. Además, a grandes rasgos, la automatización no representa más del 10%-15% de sobrecoste sobre el

total de una instalación.

Está previsto que el número de aparcamientos aumente a lo largo de esta año, quizá hasta un total de nueve. La automatización del siguiente no va a representar añadir personal y va a suponer un coste bajo, gracias a la reusabilidad del código escrito.

Quizá tan sólo sea necesario adaptar el 20% de software para añadir un nuevo aparcamiento, lo que ofrece una idea de las ventajas de trabajar con bloques funcionales.

Otro aspecto interesante a destacar es la actitud de diseñar pensando en que las cosas sean muy fáciles para el personal que va a utilizar esos equipos. En este sentido, se ha construido un cierto círculo virtuoso, ya que la propia tecnología ayuda a las personas que sufren alguna discapacidad, mediante procedimientos simplificados y en ocasiones dimensionados a medida, sin añadir coste aparente por ello.

Según Leonardo Blázquez, la elección de equipos de Beckhoff se adapta

■ Armario de E/S con un sistema Beckhoff, instalado en un aparcamiento automatizado.

al criterio de operar con estándares abiertos, fáciles de configurar y utilizar en sus aplicaciones. Son sistemas que han demostrado su fiabilidad durante cerca de cuatro años de operación Xavier Alcober

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Soluciones

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Nuevos Servicios de Diseño y Fabricación Originales

Box-PC: ¿producto de serie o diseño a medida?

Hace poco más de un año, Kontron presentó un servicio de diseño a medida para Box PC individuales bajo el título provisional de Concept Box. En la actualidad, el servicio ya ha dado sus frutos en forma de tres productos estándares que conforman la nueva serie CB. Por lo tanto, las fronteras entre Box PC customizados y modelos estándares están desapareciendo. De esta forma, los clientes se benefician de sistemas más económicos y rápidos.

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o ideal sería disponer de un sistema off-the-shelf diseñado a medida para responder a las necesidades de una aplicación determinada. Sin embargo, en muchos casos, esta solución simplemente no existe, especialmente en el caso de pequeños Box PC. Como el mercado para pequeños Box PC embedded ha ampliado su ámbito de aplicación a la automatización, sanidad, POS/POI, señalización digital, seguridad y transporte, las dimensiones y la forma de montaje no han sido estandarizadas. Además, las aplicaciones y los requerimientos también han variado, lo que se refleja en los numerosos tamaños de cubierta y set de características y funciones.

Los expertos aconsejan reducir los costes de ingeniería de los Box PC individuales para minimizar el coste inicial. Por lo tanto, se necesita una solución transparente y modular que combine la flexibilidad de un diseño a medida con la reducción de coste y tiempo de un producto estándar.

Con los nuevos Servicios de Diseño y Fabricación Originales (ODM) para Box PC, Kontron ofrece una respuesta.

Servicios de diseño La ventaja de este método es que el propio diseño tiene un carácter que se corresponde al de un producto

serie. Con esta visión, un proceso estándar va más allá de seguir una lista de instrucciones. En su lugar, se crea un conjunto de reglas para el proyecto que garantiza un proceso lo más rápido posible y con la máxima calidad, al mismo tiempo que ofrece el grado necesario de libertad requerido en el desarrollo de “cajas a medida” y permite a los diseñadores emprender nuevos caminos.

Con el servicio ODM de Kontron se pueden implementar muchos parámetros y variables estandarizadas, tales como límites, por ejemplo, para el consumo máximo de energía

o el uso de placas madre y tarjetas embedded. En este entorno de trabajo dedicado al despliegue de Box PC (normalmente para diseños con placas madre mini-ITX), ahora es posible desarrollar configuraciones a medida de una manera libre y estandarizada.

Mayor rapidez en el tiempo de llegada al mercado Además de las posibilidades financieras de contar con un sistema integrado a medida al precio de un producto producido en serie, los clientes OEM también se benefician de una reducción considerable en el

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Los tres productos estándares que componen la serie CB

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os tres productos estándares que componen la serie CB Kontron son el resultado de proyectos de clientes para el servicio Concept Box. La serie incluye el Kontron CB 751 rugerizado, el Kontron CB 752 de valor añadido y bajo consumo, y el Kontron CB 753 de elevado rendimiento. Una comparación de las tres cajas demuestra el tipo de variabilidad que es posible con un servicio ODM para Box PC. Kontron CB 753 con rendimiento multi-core El Kontron CB 753 Embedded Box PC sin ventilador (75 x 350 x 300 mm), que ha sido presentado en el Embedded World 2010, es el último producto procedente de los Servicios de Diseño y Fabricación Originales para Box PC. Disponiendo de características de servidor industrial y rendimiento de proceso ‘server-like’, el CB 753 es perfecto para señalización digital high-end, test y medición y aplicaciones de imagen médica.

Integrado con la placa madre embedded Mini-ITX Kontron KTGM45, se encuentra disponible con el rendimiento de los procesadores móviles Intel Core 2 Duo con un bus ‘front side’ de hasta 1066 MHz y se puede equipar con hasta 8 GB de DDR3 RAM de consumo eficiente.

tiempo de llegada al mercado.

Uno de los objetivos de los Servicios de Diseño y Fabricación Originales, para Box PC es presentar, por ejemplo, un diseño de sistema que haya sido evaluado en todos sus detalles en sólo una semana desde la fecha de especificación del modelo 3D. Seis semanas después de completar el modelo 3D, se pueden realizar los primeros prototipos funcionales. A partir de entonces, puede comenzar

El CB 753 también soporta Intel Active Management Technology (Intel AMT 4.0) para facilitar la gestión remota y el mantenimiento. Esta tecnología permite, por ejemplo, una actualización remota de una aplicación con display digital, contribuyendo así a reducir la necesidad de técnicos in situ y, por lo tanto, reduciendo los costes de propiedad.

Los interfaces montados en el frontal incluyen tres LAN 10/100/100, cuatro USB 2.0, un IEEE1394, un RS232, VGA y DVI (vía tarjeta ADD2), audio HD, ratón PS/2 y teclado PS/2. La caja también posee tres puertos RS232 y dos interfaces USB en la parte trasera.

Para responder a los requerimientos de aplicaciones específicas, se caracteriza por dos slot de expansión PCI o un slot PCI Express x16 para elevados ratios de datos, convirtiéndose en una magnífica alternativa en tareas de test y medición.

Kontron CB 752 con procesador Intel Atom El Kontron CB 752 Embedded Box PC sin ventilador es el segundo producto disponible a largo plazo de

la producción a gran escala, y el tiempo de llegada al mercado puede ser inferior a tres meses. De esta forma, la fecha exacta de cada fase de gestión de proyecto se puede determinar con la máxima precisión.

Los datos esenciales Basado en placas madre mini-ITX, el tamaño mínimo de los sistemas sin ventilador es 75 x 250 x 160 mm, que es ligeramente mayor al de las placas madre estándares con compatibilidad

▶ Sigue en página 102.

ATX. Con estas dimensiones, el Concept Box incluye una placa madre embedded con un interface compatible con ATX. Y también puede implementar conectores embedded e interfaces adicionales. Las dimensiones del sistema final dependen de los componentes add-on requeridos para escalar cada unidad.

Por lo tanto, módulos de expansión, discos duros y componentes adicionales, como un sistema de

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▶ Viene de la página 101.

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los Servicios de Diseño y Fabricación Originales para Box PC. El CB 752 ha sido desarrollado con el objetivo de crear una plataforma compacta de valor añadido con elevada eficiencia y bajo coste.

Equipado con el procesador Intel Atom N270, el CB 752 ofrece un amplio rango de interfaces, que se pueden configurar para cumplir los requerimientos de aplicaciones industriales. Por este motivo, es ideal para un gran número de tareas que requieren disponibilidad a largo plazo, por ejemplo, en tecnología médica, transporte, automatización, POS y señalización digital.

El CB 752 también se distingue por hasta 2 GB de DDR2 RAM y ofrece un amplio rango de puertos configurables en un chasis de aluminio rugerizado. Además de los interfaces estándares, cuenta con RS232, RS422/485, I/O digitales, un interface CAN y dos interfaces Gigabit Ethernet. Opcionalmente, este Embedded Box PC posee WLAN de antena dual para eliminar la necesidad de cableado innecesario de red.

Los módulos de expansión se pueden integrar vía un slot mini PCI Express.

Con un MTBF de unas 100.000 horas, que equivalen a una operación ininterrumpida de más de once años, el CB 752 es idóneo para aplicaciones donde se requiere un elevado tiempo de funcionamiento, como sucede en centros de producción y POS. Por lo tanto, gracias a este tiempo de funcionamiento, este Box PC compacto se puede “dejar” en una bandeja durante años y gestionar remotamente sin necesidad de acceso físico al dispositivo.

Kontron CB751 con rendimiento dual core El Kontron CB 751 Embedded Box PC sin ventilador es el primer producto estándar disponible a largo plazo de los Servicios de Diseño y Fabricación Originales para Box PC, y está específicamente diseñado para

alimentación ininterrumpida (SAI), se pueden ubicar exactamente en el lugar deseado. Los módulos de expansión se integran a través de slot en la placa madre mini-ITX, por medio de tarjetas raiser especialmente planas o mediante un set de cable embedded. Además, es posible implementar cualquier módulo de expansión que sea electrónicamente compatible con PCI o PCI Express.

Esto es posible gracias a la elevada flexibilidad de la cubierta modular de las unidades Kontron Box PC, que se basan en perfiles estándares con

uso en entornos adversos e industriales.

Como núcleo de este Box PC se encuentra una tarjeta Mini-ITX Kontron 986LCD-M/mITX (BGA) con la posibilidad de elegir entre un procesador Intel Celeron o Intel Core Duo LV y hasta 4 GB de DDR2 RAM. El CB 751 compacto (75 x 250 x 260 mm) opera sin ventilador como consecuencia de su alta eficiencia energética, siendo además particularmente robusto y silencioso.

Junto con tres LAN Gb, seis USB 2.0, un Firewire, cuatro RS232, VGA, HD Audio, ratón PS/2 y teclado PS/2, bahía SATA de 2.5”, toma CF y DVI opcional, este Box PC también ofrece un slot de expansión miniPCI Express.

El Kontron CB 751 se puede emplear en varias aplicaciones como sanidad y control de proceso. Además, su diseño robusto sin ventilador permite actuar en entornos industriales, tecnología médica, sistemas de transporte y señalización digital.

Por último, gracias al uso de medios SSD o CF, la caja opera complemente en silencio y, por consiguiente, es la solución perfecta para aplicaciones en áreas sensibles al ruido.

dimensiones abiertas en función de la longitud y ancho, y ofrecen entradas individuales para I/O. A pesar de la alta variabilidad de cada solución individual, los Kontron Box PC de la serie CB presentan múltiples similitudes. En general, todas las versiones han sido diseñadas para operar con una temperatura ambiente de 0 a +50°C. La potencia máxima de diseño térmico para la placa madre está especificada a 35 W y el consumo de energía del sistema no puede superar los 70 W. La alimentación se sumi-

nistra vía 24 VDC. Sin embargo, estos parámetros sólo especifican los límites superiores definidos por los certificados más relevantes. Los requerimientos específicos para, por ejemplo, aplicaciones médicas o a bordo de vehículos, pueden ser mucho más estrictos en cuanto a aislamiento eléctrico, límites de consumo o gestión de energía.

Günther Dumsky Director de Sistemas y Tarjetas de Kontron

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Soluciones Automática e Instrumentación

Tecnología de conexión para sistemas de comunicación basados en Profinet

Planificar un cableado completo y adaptado al entorno La organización de usuarios de Profibus (PNO) ha desarrollado un modelo de instalación con el que el usuario puede crear su red con componentes seleccionados mediante el uso de reglas y cálculos sencillos (véase también la Guideline Profinet Cabling and Interconnection Technology, www.profibus.com).

U

na de las razones para el éxito de los sistemas de comunicación basados en Ethernet, entre los que se encuentra Profinet, es el concepto de cableado completo con su topología adaptada al entorno de producción, normas de diseño y diversidad de componentes.

Ni el ya conocido cableado genérico IEC 11801 utilizado en edificios, ni el cableado IEC 24702 utilizado en ambientes industriales son capaces de cumplir los requisitos impuestos por la ingeniería de planta y la ingeniería mecánica en lo referente a las exigencias sobre flexibilidad y adaptación a condiciones específicas. Por este motivo, las redes del mundo de la producción están instaladas dentro de las llamadas “islas de automatización” conforme a la norma IEC 61918, campo en el que se utilizan las redes Profinet (ver figura en página siguiente).

El cableado en forma de estrella tiene más sentido en el caso de máquinas con longitudes de cable cortas. El cableado lineal utilizado normalmente para buses de campo, con conmutación interna en los equipos, es de gran ventaja en el caso de las instalaciones en serie (daisy-chained). Si hay que aumentar la disponibilidad de la red, por ejemplo, con aplicaciones de seguridad, es más frecuente utilizar una

estructura en anillo. Una conexión entre dos dispositivos activos y sus componentes pasivos se define como canal y se divide en varias clases en función de la fuerza de la transmisión. La definición de un canal excluye las conexiones enchufables en el dispositivo activo, pero tiene en cuenta las conexiones enchufables dentro del canal.

Por razones de planificación sencilla, el modelo de instalación de referencia más utilizado en las instalaciones de edificios indica que se puede obtener una calidad especial mediante el uso y disposición de ciertos componentes. Por ejemplo, un canal de clase D se establece con componentes para el cableado simétrico de categoría 5 (ver figura en página siguiente) y éste es apropiado para la transmisión en Fast y Gigabit Ethernet. En este caso, los cables flexibles pueden tener tan sólo una longitud máxima de 10 m y en el caso de los conductores permanentes, la longitud no puede exceder los 90 m. Esto quiere decir que el propio canal no excede una longitud total de 100 m. Como las propiedades de transmisión de los cables flexibles no son tan buenas como las de los que están instalados de forma permanente, es importante prestar atención a las longitudes de los cables. Una combinación de un conector enchufable y una toma

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■ El concepto de cableado completo contribuye considerablemente al éxito de Profinet en el ambiente de automatización.

siempre se considera una conexión.

Teóricamente, es posible utilizar componentes de alta calidad como los de la categoría 6 y reducir la longitud del canal para compensar los cables flexibles más largos, pero esto sería difícil de calcular en la práctica.

Mucho más sencillo Si hubiese que aplicar este modelo a condiciones de la comunicación industrial más complejas, el esfuerzo de planificación sería mayor y terminaría por convertirse en un mayor riesgo de error. Por este motivo, la organización de usuarios de Profibus (PNO) ha desarrollado un modelo de instalación con el que el usuario puede crear su red con componentes seleccionados mediante el uso de

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reglas y cálculos sencillos (véase también la Guideline Profinet Cabling and Interconnection Technology, www.profibus.com).

Se pueden conseguir todas las longitudes de canal mediante cables flexibles y cables colocados de forma permanente, en cualquier combinación y en longitudes parciales, utilizando los tipos de cable definidos. Los conectores enchufables en el canal se pueden diseñar de varias formas conforme a las condiciones de empleo industrial –siempre y cuando no se supere el valor umbral de cuatro conexiones enchufables.

En el caso de Profinet, la transferencia simétrica de datos ha sido diseñada de tal forma que siempre se establece una longitud de canal de 100 m cuando se utiliza un tipo de cable estándar. Se puede concebir cualquier combinación de cable fijo (tipo A), flexible (tipo B) o incluso especial (tipo C).

Además, se pueden añadir conectores enchufables, pasamuros, acopladores y tomas de instalación siempre y cuando no se exceda la cantidad total de cuatro conexiones enchufables. Se pueden utilizar transiciones de tomas de conectores enchufables individuales como aparecen en las cajas de enchufe del cableado estructurado de edificios. También pueden utilizarse los pasamuros, equipados con dos tomas, llamados bulkheads. Éstos están clasificados como transiciones de toma de conector enchufable,

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■ Las redes forman una jerarquía en Ethernet industrial.

en la medida en que no están clasificados por el fabricante como un componente.

Ventajas sobre el cableado genérico Este modelo de planificación simplificada se realizó inicialmente utilizando secciones de conductor AWG 22. Tales secciones de conductor se encuentran por encima de la secciones AWG 24 y AWG 26 normalmente utilizadas en el cableado estructurado de edificios.

A diferencia del cableado de par trenzado genérico de 8 hilos, Profinet utiliza un cable star-quad en el que los 4 hilos están trenzado juntos y que está optimizado para

■ La formación de un canal genérico así como de un canal para Profinet.

100 Base-T. Todos los cables están apantallados contra interferencias y diseñados idealmente para los conectores enchufables definidos para Profinet.

Con canales ópticos el montaje es similar. Los tipos utilizados en las aplicaciones industriales considerados apropiados para las redes Profinet son los siguientes: 1 mm de polímero (POF), sílice revestido de polímero (PCS, también denominado HCS), fibra de vidrio multimodo (GOFMM) y fibra de vidrio monomodo (GOF-SM).

Las posibles longitudes de canal van desde los 50 m (POF) pasando por los 100 m (PCF) y los 2.000 m (GOF-MM), hasta los 14.000 m (GOF-SM). Ambas conexiones ópticas en el punto de conexión de los dispositivos activos y las conexiones pasivas en el canal siempre contienen una transición óptica y, por consiguiente, se pueden considerar un punto de conexión enchufable.

Un canal POF exige una reducción de longitud de 7.5 m por conector enchufable en el canal por razones de atenuación. La experiencia adquirida durante años en soluciones de fibra óptica en la tecnología de automatización condujo a un posterior desarrollo de la tecnología de transmisión óptica en Profinet con velocidades de 100 MBits/s. Para indicar la dirección de la transmisión

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de datos, cada conector y cada cable está marcado con una flecha, lo que evita mezclas.

Ethernet industrial está sujeta, con frecuencia, a condiciones de funcionamiento severas y los componentes de tecnología de conexión eléctrica deben poder soportarlas. Por este motivo, el usuario no sólo debe considerar las propiedades técnicas de transmisión cuando selecciona los componentes, sino que también debe tener en cuenta las condiciones ambientales. Para garantizar una buena planificación, Profinet diferencia entre componentes en la clase inside para uso en el armario de control y la clase outside para el uso en campo (tabla superior).

Conectores para Profinet El conocido conector RJ45 (típico del mundo de la oficina), se utiliza para la transmisión eléctrica de datos mediante cables simétricos dentro y alrededor de los armarios de conexión con un grado de protección IP20. La conexión in-situ para todos los componentes industriales importantes requerido por la PNO puede resolverse con el conector Variosub RJ45-Quickon.

Para la automatización descentralizada en el campo son necesarios componentes clasificados para el exterior. El concepto de conexión Push-Pull para la transmisión óptica y eléctrica de datos y para la alimentación al PNO se ve respaldada por el popular conector M-12 (que es mucho más conocido para los mó-

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■ Los importantes parámetros ambientales en Profinet están descritos en términos de clases; Inside para el uso en armarios de control y Outside para el uso en campo.

dulos de E/S debido a su pequeño tamaño).

Los datos se transmiten a través de los mismos sistemas SCRJ o RJ 45 que se utilizan en instalaciones con el grado de protección IP20. Un revestimiento protector adicional garantiza la protección IP67, pero el montaje del usuario es siempre el mismo e igual de confortable utilizando la tecnología de conexión rápida. Ésta es la razón por la que los nuevos conectores push-pull son compatibles con la solución de protección IP20 y por consiguiente permiten un sistema de instalación universal. Además, este sistema también tiene un conector para la conexión a la alimentación. Junto con la PNO, la Iniciativa de Automatización de los Fabricantes de Automóviles Alemanes (AIDA) ha incluido el conector push-pull en

■ La familia de conectores enchufables de Profinet de Phoenix Contact incluye una amplia gama de conectores industriales Ethernet.

sus propias líneas directrices y esto hará posible su utilización en los sistemas de producción del automóvil, uniformes y estandarizados, controlados por Profinet. En este caso, la estructura en línea debería ser el método preferido para la transmisión de potencia y de datos.

Conectores SCRJ para las señales ópticas Los conectores enchufables SCRJ transmiten señales ópticas mediante GOF-MM, GOF-SM, PCF o POF y su instalación en el dispositivo es muy sencilla gracias a su compacto diseño. Con un diámetro de puntera de 2.5 mm, puede acomodar la fibra de forma que resulte en un conector óptico robusto. En campo, la capacidad de un montaje cómodo y rápido es a menudo una ventaja. En el caso de la fibra POF, por ejemplo, sólo es necesario cortarla y utilizar una carcasa aérea de fijación rápida.

La compatibilidad con el conector SCRJ ampliamente utilizado es otra ventaja durante la puesta en marcha y el diagnóstico.

Además, el sistema de conector enchufable push-pull ha sido definido para la transmisión de señales ópticas en el caso de grado de protección IP67 para ambientes industriales severos. Como es el caso con la protección IP20, el conector SCRJ se utiliza como interface óptico. De esta forma, el concepto push-pull es compatible con las soluciones para el grado de protección IP20 y garantiza la continuidad de todo el sistema. Las

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Soluciones

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■ Conectores por clases de alimentación para energía y asignación de pines de los conectores.

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mismas dimensiones del conector, los mismos cortes para el montaje así como los mismos conectores y los sistemas de montaje se utilizan dentro del marco del sistema de instalación Profinet para fibra óptica en IP67.

Como consecuencia, se admiten todos los tipos de fibra óptica.

Se han definido dos clases para suministrar 24 V a cada dispositivo conectado a Profinet (tabla adjunta). Las piezas en T con conectores push-pull han sido definidas para las conexiones de topología en línea que se encuentran fuera de los dispositivos. Esto permite la sustitución del dispositivo sin interrupción de la alimentación (hot-swapping). Como ambos laterales están protegidos contra el contacto involuntario, no importa de qué lado esté conectada la alimentación porque esto no tiene ningún efecto sobre el conector enchufable push-pull. En los conectores M12 y 7/8”, la tensión la lleva la toma (hembras). Además, se debe asegurar que el el conector M12 ha sido certificado para la alimentación SELV (Safety Extra Low Voltage) y, debido a la exclusiva topología en estrella, se prescinde de las piezas en T en 7/8” y M12.

Eva Andueza Jefe de Producto Pluscon Phoenix Contact www.phoenixcontact.de/ industriestecker/25791

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NUEVOS PRODUCTOS PARA LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

Nuevo diseño para buses de campo en Zona 2 ▶ Diseñados según el concepto HighPower Trunk, un estándar aplicado en la industria para cualquier área peligrosa, los componentes del sistema FieldConnex para la infraestructura de bus de campo desarrollados por Pepperl+Fuchs, disponen de una pared separadora de plástico introducida en el protector de segmento R2 para incorporar la separación física de 50 mm de longitud entre los circuitos de seguridad intrínseca y los circuitos no intrínsecamente seguros.

Por lo que respecta a su validación, el sistema sigue los conceptos para la seguridad intrínseca según Entity o FISCO.

Nueva generación de aparamenta modular enchufable

www.pepperl-fuchs.com

▶ El módulo de control de temperatura y procesos multilazo Celciux, comercializado por Omron, permite comunicar con hasta 128 lazos, siendo la distancia máxima entre el módulo de comunicación EJ1N-HFU y el PLC de hasta 500 metros.

Además, garantiza la comunicación con buses de campo industriales DeviceNet y ProfibusDP dentro de una red.

Por otro lado, la conexión de Celciux a Profibus DP se realiza mediante el módulo PRT1-SCU11, compatible con el resto de la gama de temperatura de Omron. Fácil de programar, es suficiente con agregar el módulo a la red Profibus y configurar los switches del módulo, ofrece una velocidad autodetectable de 9,6 kbit/s a 12 Mbit/s, en distancias de 100 m a 1200 m pudiéndose conectar hasta un máximo de 15 dispositivos.

▶ La instalación del nuevo sistema Smissline, desarrollado por ABB, reduce al mínimo tanto el tiempo de conexión-desconexión de la aparamenta como el cableado de la instalación. Este sistema está indicado para aquellas instalaciones donde se requiere una continuidad de servicio, como por ejemplo, en hospitales, bancos, centros de datos, aeropuertos o centros comerciales. Además, la rápida conexión y desconexión y el mínimo cableado de los dispositivos de protección permite reducir el tiempo de intervención en situaciones críticas y garantizar la máxima seguridad para el operario de mantenimiento.

www.omron.es

www.abb.es/bajatension

Módulo para el control de temperatura y procesos

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Software de cálculo de la climatización ▶ La versión 6.0 del software de cálculo de la climatización Rittal Therm, desarrollado por Rittal, ofrece un programa para el cálculo de la humedad del aire y la posibilidad de calcular la climatización necesaria para armarios de exteriores expuestos a radiaciones solares y dimensionar ventiladores con filtro en función de la altura por encima del nivel del mar del lugar donde se encuentran. Todos los resultados pueden exportarse como documento HTML o XML. Otra de las novedades de esta nueva versión es la base de datos de las potencias de pérdida, que ofrece diseño Microsoft Explorer fácilmente ampliable en la que se encuentran integrados componentes electrónicos de conocidos fabricantes con sus correspondientes potencias de pérdida. Además, el software incluye informaciones sobre el mantenimiento y la puesta en marcha de componentes de climatización, así como de los Climate-Engineering-Services. www.rittal.es

Medida de presión electrónica

Soluciones

óptimas

En aplicaciones donde la medición de presión es esencial, la importancia en la elección de la instrumentación exacta es decisiva. WIKA es el único proveedor que fabrica transmisores de presión con estos tres tipos de sensores: cerámico, piezoresistivo y película delgada.

Ofrecemos rangos de medida de 0...2 mbar hasta 0...10.000 bar y con varios tipos de señales de salida (4/20 mA, 0/10 V, Hart, Profibus DP/PA, CAN Open etc.). Para zonas con riesgo de explosión disponemos de la solución óptima según la normativa ATEX.

Llámenos

Instrumentos WIKA S.A. Josep p Carner, 11 - 17 08205 Sabadell (Barcelona) Tel: 902 902 577 Fax 933 938 666 e-mail info@wika.es www.wika.es

tecnoMarket

Automática e Instrumentación

Terminales gráficos de operador

Equipos para el ahorro de energía durante las pausas de producción ▶ La división Industry Automation de Siemens lanza al mercado los primeros productos de la gama PROFIenergy: el módulo de potencia PM-E RO para periferia descentralizada Simatic ET 200S y los bloques de función para los controladores Simatic. El módulo de potencia PM-E RO PM-E RO permite cortar puntualmente entradas y salidas del sistema Simatic ET 200S y desconectar su carga de la fuente de alimentación. Además, los nuevos bloques de función permiten realizar la gestión de energía para unidades completas de proceso.

▶ Las familias de terminales gráficos serie GOT1000, modelos GT12, GT15 y GT16 presentados recientemente por Mitsubishi Electric, han sido mejoradas con funcionalidad de mantenimiento remoto, es decir, que cualquier máquina o planta equipada con estos terminales de operador puede, gratuitamente, operar la instalación de forma remota. Las pantallas del terminal GOT son visibles y operables desde un ordenador remoto y la conexión entre el PC y el terminal GOT se realiza vía comunicación Ethernet. Por otro lado, el software necesario para programar el terminal, el GT Works3, le aporta la conexión remota necesaria con una excelente velocidad de conexión.

www.siemens.com

Repetidor de pequeño tamaño con protección IP67 ▶ Murrelektronik ha lanzado al mercado el Profibus DP, un repetidor con protección IP67 de reducidas dimensiones, con electrónica integrada y muy robusto. Especialmente diseñado para soportar las más extremas condiciones en entornos industriales facilitando su instalación directamente en campo, dispone de un repetidor IP67 que funciona generando dos segmentos galvánicamente aislados, lo que facilita la implementación de una ramificación del profibus. Por otro lado, el segmento 2 puede acoplarse/desacoplarse mecánica y eléctricamente en funcionamiento.

www.mitsubishielectric.es

www.murrelektronik.es

Boletín de suscripción a Automática e Instrumentación 2010 Deseo suscribirme a la revista Automática e Instrumentación (11 ediciones/año) y recibir las ediciones especiales de la revista de nuevos productos TecnoMarket. � Suscripción (11 ejemplares+4 TecnoMarket). España: 160 €. Extranjero: 168 € Datos de envío Nombre

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Abril 2010 / n.º 417

FUNCIONA CON ELECTRICIDAD, GASOLINA, Y CÓDIGO GENERADO AUTOMÁTICAMENTE.

ESTO ES MODEL-BASED DESIGN. Para crear una transmisión híbrida dual, los ingenieros de GM usaron modelos para verificar continuamente el diseño, ensayar prototipos y generar automáticamente el código embebido.

El resultado: Un HEV avanzado, terminado a tiempo.

Para más información visite www.mathworks.es/mbd

©2010 The MathWorks, Inc.

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ANUNCIANTES

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Página

Aiguasol .........................................................................79 Automatismes Girona ....................................................15 B&R ...............................................................................33 Beckhoff .................................................................6 y 104 Circutor ..........................................................................99 Dicomat ..........................................................................26 Emerson ...........................................................................3 Endress + Hauser ...........................................................29 Festo ...............................................................................31 Fluke ............................................................................109 Igus.................................................................................39 Infaimon .........................................................................38 Instrumentos Testo .........................................................18 Instrumentos Wika ........................................................111 International Rail Forum ................................................68 Kontron ..........................................................................17 Lana Sarrate ...................................................................27 Lapp Kabel .....................................................................75 Medel Cadena ................................................................16 Mesurex............................................................................4 National Instruments ....................................................103 Next For .........................................................................83 Omron ....................................................................19 y 21 Pepperl + Fuchs .............................................................69 Phoenix Contact ..................................... Interior portada e interior contraportada

Abril 2010 / n.º 417

Anunciante

Página

Pro-Face .........................................................................43 Rittal Disprel ..........................................................22 y 23 Rockwell Automation ....................................................81 Schneider Electric ..........................................................41 Sick Optic.......................................................................25 Siemens ..........................................................Portada y 20 Sistel Control .................................................................14 Tempel......................................................... Contraportada The Mathworks ............................................................ 113 Vega................................................................................13 Weg ................................................................................37 Weidmüller .............................................................63 y 96

EN EL PRÓXIMO NÚMERO Automatización en la sanidad

Gestión de la información.

Teleatención. Robótica asistencial.

Diagnosis asistida por ordenador

Panorama

Sector de la Máquina-herramienta

Informe

Control de ejes (Se incluye tabla de oferta)

El sistema de E/S más rápido del mundo

¡Genial !

Automatización rentable

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La automatización no es siempre cara y complicada. Al contrario, con los Controladores Compactos de la clase 100 de Phoenix Contact se consigue aunar lo bueno y lo barato.

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Enviar un e-mail con ficheros adjuntos, crear una estación remota según IEC 60870-5-101/104, realizar la visualización con el servidor web integrado, un datalogger en la memoria flash interna, ser cliente/ servidor FTP… son algunos ejemplos de lo que puede hacer cualquiera de estos Controladores. ¡Cree su propia solución individual!

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Productividad y eficiencia del diseño a la producción

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417 / Abril 2010

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Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

Automática e Instrumentación

ENERGÍA SOLAR

Aumentar eficiencia y reducir costes Queda mucho por hacer para que la energía solar alcance niveles de coste de producción análogos a los de las tecnologías convencionales basadas en combustibes fósiles. Además, el desarrollo de las denominadas “redes inteligentes” y el concepto de micro-redes serán clave para el futuro de todas las energías renovables.

Pág. 44 INFORME Acelerómetros y sensores de vibración Incluye tabla de oferta Pág. 96

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Automatización de párkings con sistemas abiertos

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Stephan Kramer, de CMI (Logitek)

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...se convertirá en máxima potencia.

“Nuestra nueva radio asegura la comunicación en entornos distribuidos y desatendidos” �����

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SIMATIC y SIRIUS Abril 2010, n.º 417

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Planificar un cableado completo y adaptado al entorno

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Con SIMATIC y SIRIUS su control...

Nuestros controladores SIMATIC y soluciones para tareas de control, mando, arranque y protección, constituyen la solución para cualquier proceso de automatización. Ya sea un PLC clásico, un Embedded o una solución de automatización basada en PC, un arrancador o nuestra aparamenta, todas sus necesidades se encuentran bajo el concepto de Totally Integrated Automation.

Más información en: www.siemens.es/automatizacion

Answers for industry.