#Granada Investigadores de la UGR diseñan una etiqueta sobre la sostenibilidad de túneles que predice cómo mejorarlos

Túneles para la A-7
By Feranza (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

(Túnel en la Autovía del Mediterráneo en Motril. Granada, en construcción en 2012.

 

Un grupo de investigación de la Universidad de Granada han diseñado un sistema de etiquetado que, con conceptos álgebra vectorial, analiza la sostenibilidad de los medio millar de túneles del país y facilita el diseño y la detección de sus puntos débiles en consumo y actuaciones para mejorarlos.

La investigación, desarrollada por miembros del grupo “Luminotecnia para la Seguridad y la Sostenibilidad”, propone por primera vez en Europa un sistema de etiquetado de los túneles similar al que se utiliza ya en edificación con el que se proporcionan criterios para tratar de cuantificar la sostenibilidad de estas construcciones.

El director de la investigación y profesor del departamento de Ingeniería Civil, Antonio Peña, explica que el proyecto ha permitido analizar el gasto energético, el impacto ambiental y el mantenimiento de los túneles del país y ha estudiado tubos existentes y otras infraestructuras aún en construcción.

Infraestructuras críticas

“Los túneles son infraestructuras críticas desde el punto de vista de la seguridad, y su iluminación es especialmente problemática por la lenta adaptación del ojo cuando pasa de ambientes muy luminosos a otros más tenues, por lo que iluminación funciona las 24 horas al día, 365 días al año”, señala Peña.

Estas infraestructuras exigen un gasto energético elevado que en algunos túneles puede alcanzar el millón de euros anual para evitar que un cambio de iluminación y el proceso visual de adaptación afecte a la seguridad de un conductor que, a una velocidad de 100 kilómetros por hora, avanza una media de 28 metros por segundo y cuya calidad de visión debe garantizarse.

La investigación, que ha publicado la revista de referencia mundial en el sector “Tunnelling and Underground Space Technology”, ha analizado algunos de los parámetros relacionados con el consumo eléctrico que pueden comprometer la sostenibilidad de los túneles y permite identificar carencias y posibles acciones correctivas.

“Hemos utilizado como parámetros el consumo eléctrico de la instalación de alumbrado, la integración en el paisaje en términos de forestación y el coste de construcción del portal del túnel, parámetros aparentemente inconexos pero íntimamente relacionados entre sí”, destaca Peña, que afirma que “mediante unas sencillas operaciones con vectores analizamos su sostenibilidad y proponemos un sistema de etiquetado energético”.

Este sistema de etiquetado permite planear con menor gasto la construcción de un túnel, detectar puntos débiles y planificar acciones correctivas, y se puede aplicar tanto a túneles ya existentes como a otros en proyecto.

El vector tridimensional proporciona datos sobre el equilibrio del túnel y su aplicación en forma de sistema de etiquetado energético que supondría además un adelanto sobre la actual legislación internacional.

“Se trata de proporcionar una herramienta útil para diseñar las instalaciones de túneles o para analizar y optimizar los actuales y para planificar estrategias y subsanar deficiencias”, apunta Peña.

Más información en la web de la Universidad de Granada.

 

#Almería Conservación de las cuevas visitables

14.10.02 Gruta de las Maravillas 2
By Junta Informa (14.10.02 Gruta de las Maravillas 2) [CC BY-SA 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)], via Wikimedia Commons

 

Investigadores del grupo Electrónica, Comunicaciones y Telemedicina de la Universidad de Almería han instalado un nuevo sistema que permite monitorizar en tiempo real variables de conservación de cuevas visitables. El sistema permitirá a los organismos gestores aplicar medidas de forma inmediata para evitar los daños de las visitas masivas.

La metodología propuesta se ha aplicado en El Soplao, una cueva descubierta en Cantabria a principios del siglo XX y que representa una importante atracción para la zona por su riqueza geológica y por los yacimientos paleontológicos, en los que se han descrito, entre otros hallazgos, nuevas

Los investigadores explican en el artículo ‘A real-time underground environment monitoring system for sustainable tourism of caves’ publicado en la revista Journal of Cleaner Production, cómo el sistema que han desarrollado ofrece segundo a segundo la información relativa a la cantidad de dióxido de carbono presente, humedad, temperatura, lluvia, fuerza del viento, dirección de éste y presión barométrica. Estas variables deben permanecer estables dentro de un rango para asegurar que el estado de la cueva se mantenga. Si en algún momento se altera alguna de ellas es posible actuar de forma inmediata para evitar el más mínimo deterioro.

Entre las distintas estrategias en la conservación de los espacios geológicos se encuentra la limitación de visitas, pero no siempre se disponen de datos concretos que determinen qué cantidad de turistas admite una gruta sin que se vea afectada. “Ejemplos como la cueva de Altamira, actualmente cerrada al público por los daños irreparables que se generaron con las visitas masivas, sirvieron para emprender medidas que eviten que esta situación vuelva a repetirse. Con nuestro método, podemos conocer en tiempo real en qué estado se encuentra la cueva y aplicar medidas urgentes para que la regeneración se produzca y que así podamos disfrutarla sin una fecha de caducidad”, afirma a la Fundación Descubre la investigadora de la universidad de Almería Nuria Novas, autora del artículo.

Más información en la fuente de la noticia en Remedios Valseca / Fundación Descubre

#Córdoba Reconstruyen virtualmente los alminares andalusíes

Córdoba
Córdoba

 

Catorce alminares andaluces datados entre los siglos IX y XIII han servido de base al estudio estadístico de los investigadores del Departamento de Ingeniería Gráfica y Geomática de la Universidad de Córdoba: El trabajo ha permitido inferir una relación directa entre una serie de medidas y el estilo constructivo empleado para levantar estas torres destinadas a la llamada a la oración.

Según explican en un artículo publicado en la revista Journal of Cultural Heritage, los cuatro indicadores utilizados por los investigadores  han sido, en el interior, el ancho de las escaleras, el diámetro del pilar central (machón), el diámetro exterior de las escaleras y en el exterior, la base de la torre.

A partir de esos cuatro índices y de la información bibliográfica existente, el equipo ha sido capaz de encontrar relaciones entre las distintas variables que permiten reconstruir virtualmente el aspecto original de estos alminares, ocultos en su mayoría bajo campanarios cristianos.

La técnica empleada ampliará la información con la que trabajan los arqueólogos y expertos en patrimonio. Gracias a un software y a partir de los cálculos realizados por el proyecto de investigación, es posible recrear la imagen de los que fueron parte de los edificios más importantes de Al Andalus.

Crisis política del Califato

El estudio de los 14 alminares ha permitido además descubrir una mejora del diseño y de los procesos de construcción de este tipo de edificios a lo largo de los siglos y explicar cómo los cambios políticos y militares afectaron negativamente al desarrollo de los mismos. Según los responsables del proyecto, el trabajo muestra la primera evidencia en la búsqueda de ahorro de material y de eficiencia en la construcción, en los momentos de crisis política del Califato.

Entre los resultados más destacados del trabajo de los ingenieros cordobeses destaca la reconstrucción tridimensional del alminar de Hixem I, construido en la Mezquita Catedral de Córdoba en el siglo VIII y del que sólo queda una placa testimonial en el popular Patio de los Naranjos.

Los autores de este trabajo creen que esta metodología podrá ser usada en la datación y obtención de relaciones en otros campos dedicados al Patrimonio. Un ejemplo sería su aplicación para materiales de construcción, analizando ladrillos y sillerías de distintas épocas para conseguir datar emplazamientos arqueológicos o para distinguir diferentes áreas.

Fuente: Agencia SINC

 

#Almería Sensores contra derrapes y exceso de peso sobre cuatro ruedas

Coche
Coche

 

Investigadores del grupo Automática, Robótica y Mecatrónica de la Universidad de Almería y de la Universidad italiana de Salento han empleado un sistema de sensores ‘inteligentes’ en vehículos de cuatro ruedas capaz de avisar de inmediato ante posibles accidentes producidos por derrape o exceso de peso.

Para configurar el dispositivo, los investigadores han simulado por ordenador una serie de maniobras que pueden originarse durante la conducción, como los adelantamientos o la incorporación de vuelta al carril derecho, entre otras. El objetivo de estas pruebas es detectar en cada caso el ángulo de deslizamiento o derrape, es decir, la posición que forma la rueda con el sentido de la marcha del automóvil.

La determinación de este parámetro se recoge en el artículo científico titulado ‘Vehicle parameter estimation using a model-based estimator’ publicado en la revista Mechanical Systems and Signal Processing y en el que han trabajado durante dos años aproximadamente.

En estos ensayos virtuales han empleado además técnicas matemáticas y de robótica móvil para estimar en cada momento la masa real del coche y el ángulo de deslizamiento. “Esta información es clave porque muestra exactamente si el vehículo va a derrapar o no y qué peso es el que soporta si esto ocurre. Asimismo, estos sensores virtuales ofrecen datos junto con una estimación de su margen de error, con lo que se garantiza su fiabilidad”, asegura a la Fundación Descubre el profesor José Luis Blanco, uno de los autores principales de este estudio.

De esta forma, los investigadores proponen incorporar sensores inerciales en la parte central del vehículo, conocido como centro de masas. Este tipo de aparatos miden la aceleración y la velocidad angular y se utilizan en los análisis de movimiento. Ya existen en el mercado y se pueden encontrar, por ejemplo, en los teléfonos móviles. “Según el ángulo que forme la posición de las ruedas, en relación con el sentido de la marcha y la velocidad, el cuadro de manos del vehículo mostraría una señal alertando de posibles situaciones de riesgo durante la conducción. Se trata de una estimación muy útil para implementar sistemas de advertencia y seguridad a bordo”, matiza el investigador.

 

Más información en la fuente de la noticia: Amalia Rodríguez / Fundación Descubre

 

 

#Málaga Desarrollan un modelo numérico para mejorar la respuesta de la pala de pádel frente al impacto de la pelota

Paddle
Paddle

 

Aplicar la ingeniería para mejorar el golpe en el juego de pádel, ese es el objetivo de los profesores de la Universidad de Málaga Germán Castillo y Felipe García, que han desarrollado simulaciones numéricas para estudiar la respuesta de la pala frente al impacto de la pelota, con el fin de identificar los materiales más adecuados para su composición, así como su relación con parámetro de interés como la rigidez, la absorción de la energía o, incluso, el tamaño, número y distribución de los agujeros.

Este proyecto pionero se ha llevado a cabo junto con la compañía malagueña ‘Shark Padel’ y, en concreto, se ha centrado en su modelo de pala ‘Marvel’, realizado en fibra de vidrio, carbono y espuma polimérica. Un convenio de colaboración, cuya fase preliminar acaba de finalizar, que acerca la empresa a la I+D+i que se genera en la Universidad, en busca de un aumento de su competitividad y posición en el mercado.

¿Por qué una pala funciona mejor que otra? Es la pregunta que estos dos investigadores de la Escuela de Ingenierías Industriales tratan de desvelar “jugando” con los modelos numéricos. “Primero caracterizamos los materiales que la componen para obtener sus propiedades y, luego, introducimos estas en el modelo numérico de elementos finitos que hemos desarrollado, a partir de los ensayos realizados con la máquina de impacto vertical CEAST 9350, que mide su repetitividad”, explica Castillo.

Un trabajo complejo que ya ha dado los primeros resultados. Y es que, según destacan los profesores, de las propiedades viscoelásticas y la rigidez de los materiales depende, en gran medida, la respuesta de la pala. De ahí la importancia de definir su composición y el estudio sistemático de la misma.

Un análisis innovador con el que la gran mayoría de las empresas no cuentan, pero que, sin embargo, se traduce en ahorro. “En el pádel se trabaja mucho con las sensaciones. Son los jugadores los que directamente prueban las palas y las valoran. Nosotros nos adelantamos. Damos una evaluación técnica previa, que equivale a un ensayo virtual con el que, si detectamos que no funciona, nos podemos saltar el prototipo”, afirma Castillo, quien también señala que otro beneficio, sin duda, es la mejora en el proceso de fabricación.

Más información en la Universidad de Málaga.

 

#Huelva Presentan una patente para reutilizar los fosfoyesos de Huelva como alternativa a su soterramiento

La empresa andaluza Captura CO2 ha presentado en Huelva una patente con la que aportar una solución a los fosfoyesos alternativa a su soterramiento. Los autores de este proyecto plantean, además de la eliminación por completo de las balsas de fosfoyeso de las marismas onubenses, la recuperación del espacio ocupado con una inversión “bastante inferior a la propuesta” en la actualidad. Esa cantidad, además, se recuperaría generando riqueza por la comercialización de los productos resultantes, “creando empleo con la construcción de una industria limpia en la zona y rescatando un espacio libre para Huelva”. La idea es “pasar de un problema de contaminación a una solución de valor añadido”, explica el creador de la patente y catedrático de Física de la Universidad de Sevilla, Luis Esquivias. Este proceso ha sido patentado por el Instituto de Ciencias Materiales del CSIC, la Universidad de Cádiz y la Universidad de Sevilla.
En cuanto a los datos económicos del proyecto, Captura CO2 prevé que los 120 millones de toneladas de fosfoyeso que hay en las balsas podrían transformarse en casi 70 millones de toneladas de calcita y casi 100 de sulfato de sodio, con un valor comercial superior a los 24.000 millones de euros.

Básicamente el proyecto industrial, que se realizaría en la superficie de las balsas, consiste en la disolución del fosfoyeso en una solución de sosa, que se precipitaría en su mayor parte en cal apagada y daría como líquido resultante una solución de sulfato de sodio. Tras la evaporación del disolvente, el resultado que quedaría es sulfato sódico anhidro. La cal apagada reacciona con el CO2 y da como resultado calcita o carbonato cálcico. Además, para reducir costes e impacto medioambiental y desarrollar una tecnología viable para sectores industriales de la zona, se ha incorporado el uso de sosa comercial y otros residuos de industrias muy próximas a las actuales balsas de fosfoyeso. Con este proceso se reducirán las emisiones de CO2 de las industrias del Polo Químico, con la consiguiente mejora del medio ambiente, según ha destado el investigador Luis Esquivas.

Más información en la Universidad de Sevilla.

 

#Granada Un nuevo método ayuda a reducir los problemas de ruido que provoca el tráfico en las carreteras

Ciencia Andaluza
Carretera – Pixabay

 

Científicos de las universidades de Granada y Southampton (Reino Unido) han diseñado un nuevo método que permite reducir los problemas de ruido que provoca el tráfico en las carreteras, uno de los principales impactos ambientales de estas vías y que causa importantes efectos sobre la salud y el bienestar físico y psicológico de las personas.

La aplicación de la directiva europea de Ruido Ambiental por parte de las diferentes administraciones públicas de los Estados miembros de la Unión Europea en relación al ruido del tráfico de las carreteras ha generado en los últimos años una importante cantidad de Planes de Acción contra el Ruido por parte de las diferentes administraciones responsables de las infraestructuras.

Sin embargo, esta directiva no establece un proceso reglado que permita elegir cuáles son los tramos de carretera más críticos para actuar y, una vez elegidos, seleccionar la opción contra el ruido más idónea. De hecho, el estudio crítico de los planes de acción contra el ruido publicado en España deja patente la generalizada falta de metodologías y de criterios tenidos en cuenta en la toma de decisiones sobre el problema de ordenar, por prioridad, las actuaciones incluidas en ellos.

La investigación liderada por científicos de la UGR (Alejandro Ruiz Padillo, Ángel Ramos-Ridao y Diego Pablo Ruiz) y de la Universidad de Southampton (Antonio J. Torija) propone una metodología práctica basada en criterios exclusivamente técnicos usando datos disponibles por los organismos responsables de las infraestructuras.

Esta metodología se ha denominado PATRON (Prioritizing AcTions against Road Noise), y consta de dos etapas. Una primera etapa en que son definidos y ponderados, de una forma objetiva y razonada, los principales criterios usados para ordenar por prioridad de actuación los tramos de carretera incluidos en un Plan, y una segunda etapa donde se definen los criterios y alternativas principales que deben ser considerados, y se deciden las alternativas idóneas en cada uno de estos tramos. Además se obtienen los pesos para cada uno de los criterios, lo que permite valorar su importancia relativa en cada problema.

El producto final es un método que fácilmente cualquier entidad puede implementar y que ayuda en la toma de decisiones para la selección de aquellas alternativas más idóneas para la reducción de la exposición al ruido generado por carreteras, una vez seleccionados los tramos donde actuar.

El autor principal de este trabajo, Alejandro Ruiz Padillo, explica que, además, la aplicación de la metodología PATRON es posible independientemente de las técnicas de simulación o medición del ruido empleadas, por lo que puede ser fácilmente aplicable a las futuras fases de implementación de la Directiva Europea de Ruido Ambiental, especialmente ahora que el método CNOSSOS-EU ha de ser utilizado como el método común de generación de los mapas estratégicos de ruido en toda Europa a partir de 2017.

Más información en la Universidad de Granada.

#Córdoba: Los nanotubos de carbono encuentran la forma de controlar el deterioro de las grandes obras públicas

Ciencia Andaluza
Puente – pixabay

 

Cada vez que concluye la obra de una nueva infraestructura pública y una vez superados los fastos de las inauguraciones, se corta la cinta y se marchan los fotógrafos, comienza el trabajo silencioso de los técnicos encargados de evaluar el estado del nuevo puente, presa o carretera. Las obras públicas, más o menos faraónicas, requieren un control permanente que garantice su conservación a lo largo del tiempo.

Actualmente, esa evaluación se realiza a través de sensores externos que monitorizan la salud estructural de las construcciones tomando medidas de vibraciones y aceleraciones y comparándolas con modelos teóricos que permiten simular el comportamiento de la estructura ante la acción de cargas. Ese sistema de control exige tiempo -el de los técnicos encargados de tomar las medidas- y dinero -el empleado en la tecnología de sensores necesaria-. Para reducir uno y otro, el equipo de investigación TEP 167 “Mecánica de sólidos y estructuras” de la Universidad de Córdoba, en el que participan investigadores de la UCO y las Universidades de Málaga, Granada y Sevilla, ha abierto una nueva línea de investigación avalada por un  proyecto nacional concedido por el Ministerio de Economía y Competitividad con la que pretenden diseñar nuevos sensores que puedan ser introducidos en los propios materiales con los que se construyen las nuevas infraestructuras.

La idea es generar compuestos de base cemento (cemento, mortero u hormigón), adicionados con nanotubos de carbono para mejorar tanto su resistencia como sus propiedades eléctricas. De esta forma y al introducir los nanotubos en los elementos estructurales de las construcciones, como las vigas, se logra abrir canales de comunicación dentro de la nueva infraestructura. Esta idea se puede asemejar a la función que desarrollan, por ejemplo, los microchips de las mascotas, es decir, ofreciendo información desde dentro del cuerpo, en este caso, de la obra pública. Son lo que se conoce como Smart Structures o estructuras inteligentes. Para conseguirlo, el equipo de investigación que lidera el profesor Rafael Castro ha echado mano de la nanotecnología, concretamente, de los nanotubos de carbono y su extraordinaria capacidad conductiva, diseñando cubos de unos 50 mm de lado para ser integrados en estructuras constituidas por hormigón estructural.

 

Más información en la Universidad de Córdoba.

#Granada: Un nuevo sistema de bajo coste detecta síntomas de fatiga en conductores y ayuda a prevenir accidentes de tráfico

Ciencia Andaluza
Accidente de tráfico

Investigadores de la Universidad de Granada y la Universidad Politécnica de Valencia han diseñado un nuevo sistema de bajo coste que detecta síntomas de fatiga y situaciones de distracción de los conductores y que ayudaría a prevenir posibles accidentes de tráfico.

El equipo consta de cuatro sensores que monitorizan diferentes parámetros físicos del conductor y su posición al volante. A partir de estos datos, es capaz de generar una serie de señales acústicas si detecta algún riesgo, alertar al conductor y evitar así un posible accidente.

Tal y como explican los investigadores, la fatiga presenta una amplia variedad de síntomas: visión borrosa y aumento del índice de parpadeo; ansiedad y cambios en el comportamiento del conductor; incremento del número de movimientos para acomodarse en el asiento; y, lo que es más importante, aumenta el tiempo de reacción del conductor ante una determinada situación peligrosa en la carretera.

“Por esta razón, es importante contar con sistemas capaces de detectar estos síntomas, para ayudar a aumentar la seguridad del conductor. Ahora bien, la mayoría de las soluciones actuales se centran en el movimiento de los ojos y la detección de rostros, y nuestro sistema va más allá”, destaca Jaime Lloret, investigador de la Universidad Politécnica de Valencia.

Más información en la Universidad de Granada.

 

#Jaén La Universidad de Jaén avanza en el estudio y desarrollo de mejoras para sistemas de alta concentración fotovoltaica

Paneles solares

El grupo de Investigación y Desarrollo en Energía Solar y Automática (IDEA) de la Universidad de Jaén trabaja, desde finales de 2013, en el desarrollo de sistemas de muy alta concentración fotovoltaica (HCPV, por sus siglas en inglés) que permiten concentrar la luz solar que reciben las células fotovoltaicas un gran número de veces a través del uso de dispositivos ópticos, con lo que reducen el coste de la energía generada sustituyendo el material semiconductor por lentes más baratas y de tecnología más accesible. Este trabajo forma parte del proyecto concedido al grupo IDEA en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica de la Innovación 2013-2016 financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO).

Uno de los resultados más importantes de este proyecto es la publicación del libro “High Concentrator Photovoltaics”, editado por la prestigiosa editorial Springer. Se trata de la primera obra que se centra en la tecnología fotovoltaica de alta concentración, en sus fundamentos, ingeniería y aplicaciones, por lo que se convierte en una referencia a nivel mundial. En este volumen, coordinado por los investigadores de la UJA, Pedro Pérez Higueras y Eduardo F. Fernández, han participado 43 investigadores de este ámbito, miembros de 8 instituciones extranjeras y 5 nacionales.

 

Más información en la Universidad de Jaén.