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Productividad y eficiencia del diseño a la producción

El primer SAI inteligente

447 / Enero 2013

Automática e Instrumentación Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

Automática e Instrumentación

GENERACIÓN ELÉCTRICA

El auge de los recursos energéticos distribuidos Los desarrollos tecnológicos están facilitando e impulsando la conexión de sistemas de generación a pequeña escala con las redes eléctricas de distribución.

INFORME Almacenando la energía eléctrica: baterías

Pág. 34

EL SISTEMA INALÁMBRICO

FLUKE CNX CNX CAMBIE LAS REGLAS DEL JUEGO.

QUINT UPS-IQ Inteligencia para la máxima disponibilidad de su instalación.

TM

Pág. 52

Por primera vez, la tecnología iQ le asegura al 100% la disponibilidad de su instalación ante cualquier fallo de red. eso se consigue gracias al nuevo sistema de gestión de baterías que proporciona un diagnóstico avanzado que incluye:

Sistema de gestión de energía en fábrica usando información de la producción TIEMPO REAL

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Enero 2013, n.º 447

• Nivel de prestaciones de las baterías

Panorama Evolución industrial: nuevo año de incertidumbres

Módulos inalámbricos El equipo. Las herramientas Fluke CNX ahora trabajan en equipo. A distancia. De forma simultanea. Con toda comodidad.

Multímetro inalámbrico El capitán. Muestra varias lecturas en tiempo real, al mismo tiempo y en una sola pantalla.

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Automática e Instrumentación

SUMARIO

LA PORTADA

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Fluke Corporation vuelve a estar en la cabeza de la innovación y presenta el Sistema inalámbrico Fluke® CNX, el primer conjunto de instrumentos de medida que permite conectar de forma inalámbrica varios módulos de medida y enviar las lecturas al simultáneamente a un dispositivo principal que puede estar hasta a 20 metros de distancia. El nuevo sistema inalámbrico está compuesto por un multímetro con clasificación CATIII a 1.000 V y CATIV a 600 V con una pantalla que muestra tanto sus lecturas como las lecturas en tiempo real de hasta otros tres módulos de medición. Los módulos pueden ser de tensión CA, pinzas amperimétricas CA, pinzas amperimétricas iFlex CA y temopares de tipo K y pueden tomar medidas en tiempo real o registrar hasta 65.000 conjuntos de datos. El nuevo sistema Fluke CNX simplificará la toma de medidas de parámetros eléctricos ya que permite a los usuarios colocar los módulos en sitios peligrosos o complicados para ver las lecturas desde una distancia segura. El Sistema Fluke CNX Wireless System Serie 3000 ya está disponible en el canal de distribución autorizado.

EL SISTEMA INALÁMBRICO

FLUKE CNX CNX CAMBIE LAS REGLAS DEL JUEGO. TM

Módulos inalámbricos El equipo. Las herramientas Fluke CNX ahora trabajan en equipo. A distancia. De forma simultanea. Con toda comodidad.

Multímetro inalámbrico El capitán. Muestra varias lecturas en tiempo real, al mismo tiempo y en una sola pantalla.

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Enero 2013 / n.º 447

Evolución industrial: Nuevo año de incertidumbres

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Con el consumo interior en cifras que podrían incluso decrecer para industrias inmunes a la crisis como la alimentación, el mercado exterior será prácticamente la única vía de crecimiento para todos los sectores este 2013. Desde la CEOE demandan un plan global de competitividad industrial que contemple desde la reducción de los costes energéticos hasta la simplificación administrativa.

El mercado wireless se doblará en 2016 Según Frost&Sullivan, la tecnología sin 26 hilos y la propia percepción respecto a la misma por parte de los utilizadores está evolucionando rápidamente. Un estudio de la consultora americana titulado Análisis de equipos sin hilos en Europa estima que este mercado ha generado 218 M$ (170 Meuros) en 2011 y espera que llegará a los 536 M$ (421,6 Meuros) en 2016.

TIEMPO REAL 14 Mes a mes • La situación del PLM en las empresas españolas de fabricación discreta, según un estudio de IDC España • Convenio de colaboración entre la Fundació CIM y el Tecnológico de Monterrey • Fieldbus Foundation e ISA 100 aprueban el modelo multiprotocolo • La EPTDA impulsará su ritmo de crecimiento en 2013 20 Empresas • Acuerdo de colaboración entre RS Components y Phoenix Contact • Una plataforma de software para el M2M 28 Opinión Trabajo, automatización y luditas (Laura Tremosa)


SUMARIO

Enero 2013 / n.º 447

Automática e Instrumentación

GENERACIÓN ELÉCTRICA El auge de los recursos energéticos distribuidos

La biomasa como fuente de energía eléctrica a pequeña escala

La generación de elec34 tricidad se ha realizado

La biomasa es una fuente energética 38 natural, abundante y accesible a pequeña

Tendencias en el sector eólico: Offshore y repowering

Powerlink cumple con la norma IEC 61499 de Redes Eléctricas Inteligentes

tradicionalmente en grandes centrales operadas de manera centralizada. Sin embargo, la tendencia actual es la generación distribuida, que presenta nuevos retos y oportunidades para la operación de los sistemas eléctricos.

Con la finalidad de seguir 44 incrementando la contribución

El Departamento de Energía del Instituto Austríaco de Tecno48 logía (AIT) está trabajando con la mirada puesta en el futuro

de la energía eólica en el mix energético, se está avanzando en base a dos tendencias. Una promueve instalar parques eólicos en el mar (offshore); la otra fomenta la reutilización de los aerogeneradores que ocupan los mejores emplazamientos.

S ELECCION DEL MES 30 Productos • Medición de nivel radar: más segura, más precisa, más fácil • Un sensor de seguridad que se apoya en la visión • Sistema inalámbrico Fluke • Adquisición audio y vídeo en una misma tarjeta • Nuevo interruptor de nivel vibratorio para altas temperaturas

I NFORME 52

Almacenando la energía eléctrica: Baterías Una de las tecnologías clave para las nuevas redes

escala. Estos tres factores facilitan la implantación de las diferentes tecnologías de aprovechamiento energético, como pueden ser la gasificación o la pirólisis. En función de la biomasa local existente se pueden desarrollar diferentes proyectos y aplicaciones, considerando la tecnología adecuada en cada caso.

del abastecimiento energético desarrollando conceptos para la automatización de la gestión de potencia en redes eléctricas inteligentes. Como nos referimos a redes heterogéneas de arquitectura distribuida y que cumplen con la norma IEC61499, las soluciones más adecuadas son aquellas de código abierto. Siguiendo esta norma y encapsulados como Bloques de Funciones de Interfaz de Servicio (SIFB) para los nodos maestros y esclavos, Powerlink se está convirtiendo en el estándar de comunicación de datos en tiempo real basado en Ethernet para aplicaciones de redes eléctricas inteligentes.

eléctricas inteligentes son las baterías, que permitirán el almacenamiento distribuido de energía eléctrica necesario para la integración de la generación distribuida con alto porcentaje de energías renovables y el despliegue definitivo del vehículo eléctrico.

APLICACIONES 60 Elevación sincronizada de una estructura circular de acero y losa de hormigón de 230 TN Con el objetivo de simplificar al máximo las tareas de programación del control estándar, de las seguridades y del sistema de visualización, Enerpac se decantó por el uso de la plataforma de programación Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) de Siemens, que permite utilizar un único entorno de ingeniería para

todas las tareas de automatización.

SOLUCIONES 64

Sistema de gestión de energía en fábrica usando información de la producción El concepto e&ecof@ctory de Mitsubishi consigue ahorro energético interrelacionando y gestionando la información de la producción y la información de la energía para identificar la energía desperdiciada en el sistema de producción.

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EDITORIAL

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Eficiencia también en la producción y distribución de energía eléctrica

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esde las crisis energéticas de 1973 y 1979 del pasado siglo, que constituyeron una llamada de atención respecto a la gran dependencia del mundo industrializado del petróleo, la búsqueda de nuevas fuentes de energía y el ahorro energético han sido un objetivo que bien puede calificarse de estratégico por parte de la mayoría de países industrializados, y ha dado sus frutos. Mucho se ha trabajado, por ejemplo, en el desarrollo de nuevas células fotovoltaicas de las que hemos visto aumentar su eficiencia. También en dotar de mayor “inteligencia” a las turbinas eólicas donde la automática ha tenido mucho que decir. EL físico brasileño especializado en energía y medioambiente José Goldemberg afirmaba en una entrevista publicada en The Guardian que en la actualidad las energías renovables representan aproximadamente el 10% de la energía eléctrica consumida en Europa, y señalaba que, visto su ritmo de crecimiento, cabía esperar que en 2050 estas renovables en su conjunto podrían suministrar alrededor del 50% de toda la energía consumida. Y refiriéndose al uso de la energía, señalaba que desde 1973 en los países de la OCDE había tenido lugar un notable incremento de la eficiencia en el uso de la energía sin el cual el consumo actual de energía sería el 50% mayor de lo que es ahora. Una eficiencia que es de esperar que siga aumentando. Pero los ahorros y eficiencia se han centrado hasta hace bien poco únicamente en el uso final de la energía, olvidándose los otros eslabones de la cadena energética, es decir la generación, el transporte y la distribución. Hasta ahora, el sistema se ha basado en la fabricación de electricidad en grandes centrales cercanas a las fuentes de energía primaria y, en general, alejadas de los centros de consumo. Una fórmula que cabe calificar de poco eficiente. Esta es la razón por la que en los últimos tiempos el sector eléctrico esté evolucionando hacia la búsqueda de nuevas fórmulas para acercar la generación a los consumos, reduciendo las notables pérdidas en las redes eléctricas, además de conseguir de forma eficiente la integración de una mayor diversidad de fuentes de energía. Se trata, en definitiva, de pasar de una generación centralizada a otra distribuida donde los flujos de energía puedan ser multidireccionales y el almacenamiento también distribuido (a semejanza de

los datacenters, se trataría de disponer de energy centers). Este es el objeto de uno de los artículos que se incluyen en el dossier de este número dedicado a la energía eléctrica, en el que se muestra cómo las tecnologías de la información y comunicación pueden permitir operar de manera coordinada puntos de producción distribuidos con las grandes centrales conectadas a la red de transporte. El artículo incluye un esquema muy ilustrativo de lo que puede ser el escenario futuro de las redes eléctricas. En estas redes distribuidas caben fuentes de energía diversas, entre las que sobresalen la energía eólica y solar, ambas con el problema de que son de producción intermitent, de modo que otra pieza clave del futuro eléctrico está en disponer de tecnologías eficientes de almacenamiento, tema al que precisamente se dedica el Informe de este número, en el que se da noticia de características y prestaciones de las diversas tecnologías hoy disponibles. Al citar las fuentes de energía renovables que pueden integrarse en estas redes distribuidas hemos citado la eólica y la solar, pero no son las únicas, también la biomasa, sola o en centrales híbridas (solar y biomasa, por ejemplo) puede ser una energía renovable gestionable, tal como se detalla en otro de los artículos que se incluyen en el dossier de este número. Las comunicaciones industriales y las aplicaciones de la informática han constituido una auténtica revolución en cualquiera de los procesos industriales de que se trate y así hemos intentado reflejarlo en nuestras páginas. Sin embargo, durante años el sector de la producción y distribución de la energía eléctrica ha permanecido en gran medida ajeno a esta revolución tecnológica. Hecho curioso si se tiene en cuenta que sin electricidad ninguna de estas nuevas tecnologías sería posible. Ahora, con la aparición de nuevas propuestas como las microredes y la gestión integrada de varias fuentes de energía distribuidas y redes de distribución, en las que los flujos pueden cambiar de dirección, es cuando la necesidad de medir, comunicar, tratar y almacenar cantidad de datos solo es posible con el soporte de la informática y las comunicaciones. Ahora sí puede afirmarse que la nueva revolución industrial está llegando también al sector eléctrico.

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Panorama

Evolución industrial

Nuevo año de incertidumbres

Con el consumo interior en cifras que podrían incluso decrecer para industrias inmunes a la crisis como la alimentación, el mercado exterior será prácticamente la única vía de crecimiento para todos los sectores este 2013. Desde la CEOE demandan un plan global de competitividad industrial que contemple desde la reducción de los costes energéticos hasta la simplificación administrativa. Mientras esto se discute, las empresas no cesan en mejorar sus procesos internos con el fin de no perder más terreno.  CONSTANZA SAAVEDRA

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nivel macroeconómico, para este año que comienza no hay atisbo de cambios en el guion lánguido y gris que interpreta la economía española desde 2007. Según el Informe de Previsiones Económicas presentado por la escuela de negocios Esade,

2013 será nuevamente un año de recesión para la economía española. Tal y como apuntan sus previsiones, la desaceleración se situará en el -1% del PIB, a medio camino entre las previsiones presentadas por el Gobierno, que estima un retroceso del -0,5%, y las de la Fundación de las Cajas de Ahorro, que lo eleva hasta el -1,5%. Para Josep Manuel Comajuncosa,

profesor titular del departamento de Economía de Esade y coautor del estudio, la caída en el ya sexto año de crisis provocará también un aumento del paro, que se situará por encima del 25%, un crecimiento de la inflación hasta el 2% –algunas décimas por encima de la tasa media de la zona euro– y el crecimiento negativo del consumo y la inversión privada. Así las cosas, no se vis-

Tecnología para la industria

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e las tendencias tecnológicas que experimentará España en 2013 según IDC, quizás es el big data una de las cuestiones que afecta de manera más directa a la industria por la implicación que tiene en relación a la adecuación de sus infraestructuras de control. Y es que tal y como apunta Byll Lindon, editor de n Fuente: Festo. la revista InTech Magazine de la International Society of Automation en un reciente editorial, la monitorización de los procesos en tiempo real crece y con ella la necesidad de adquisición de herramientas para el análisis de esta gran cantidad de información que permitan la mejora de la productividad de la industria en términos reales. En relación a mercados verticales, IDC destaca la continuidad del efecto smart-cities, y con

ello la oportunidad de un nuevo mercado para las empresas de servicios y soluciones tecnológicas para la industria en 2013. Por otra parte, la incorporación de industrias de red como agua, gas y electricidad a la tercera plataforma –término acuñado por IDC para el entorno tecnológico en el que conviven dispositivos móviles, servicios en la nube, banda ancha móvil, analíticas de big data y negocios sociales– es otro de los asuntos que se espera se desarrollen en España durante este año. En este sentido, la flexibilidad se convierte en la norma en el despliegue de red: tanto la distribución como las cargas distribuidas obligarán a las utilities a una mayor automatización y monitorización de la red. Sin embargo, según la consultora, 2013 no será aún el año de la explosión de contadores.


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TIEMPO REAL

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Panorama

Sector de la automoción

La capacidad de las multinacionales y los esfuerzos en innovación marcarán la evolución

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ese a que 2012 cerró con 700.000 turismos vendidos, cifra que lleva hasta volúmenes de 1986, Anfac, la patronal del sector, ha anunciado que para 2013 se espera un incremento de la producción en un 11%, 2,2 millones considerando turismo, vehículos comerciales y camiones, siendo los segundos los que empujarán el merca- n Fuente: Grupo PSA. do al alza. Dos serán los asuntos que marcarán la evolución de la industria este año. El primero de ellos hace referencia a la capacidad de las multinacionales con plantas productivas en España para ofrecer costes de producción competitivos y así acaparar pedidos que atiendan la demanda exterior. La negociación en n Fuente: Grupo Volskwagen. el seno de las factorías es, según Anfac, una de las claves para que España siga siendo polo de atracción industrial del automóvil. El segundo de los asuntos tiene que ver con la capacidad de la industria para acertar en sus esfuerzos de innovación. Según las conclusiones de una encuesta de la consultora KPMG, tecnologías ampliamente anunciadas como el coche eléctrico no superarán el 15% de las matriculaciones antes de 2025, manteniéndose el combustible como el método

lumbran indicios de crecimiento económico hasta el 2014. Durante 2013, de los componentes de la demanda, el único que se espera que evolucione positivamente es el sector exterior: este segmento aportará algunas décimas positivas al crecimiento, pero no serán suficientes para compensar la caída del consumo interno. En todo caso, cabe señalar que desde mediados de 2012 nuestra balanza por cuenta corrien-

predominante, con los coches híbridos como líderes del mercado. Casi dos terceras partes de los participantes en el estudio afirmaron que la optimización de los motores de combustión interna ofrecerá mayor potencial de reducción de emisiones de carbono así como mayor eficiencia que las tecnologías de electromovilidad. Esta tecnología no desaparecerá pronto, sobre todo a medida que se siga mejorando la eficiencia de los combustibles y su rendimiento, comenta Francisco Roger, socio responsable del Sector de Automoción en KPMG España. Sin embargo, los OEM siguen realizando grandes inversiones en propulsión eléctrica que serán clave para el desarrollo de estas tecnologías emergentes de cara al futuro. La movilidad urbana, que determinará la planificación de las ciudades y el diseño de los automóviles del futuro, así como la conectividad total integrada en los vehículos, basada en un concepto de modularidad para la renovación de la tecnología a demanda del usuario, serán otras de las dos cuestiones que la industria identifica como claves para el sector en los próximos años.

Durante 2013, el único segmento que se espera evolucione positivamente es el sector exterior. Aportará algunas décimas positivas al crecimiento, pero no serán suficientes para compensar la caída del consumo interno.

te se encuentra en equilibrio. Y es que en opinión de Comajuncosa, el consumo privado continuará en retroceso dada la elevada tasa de paro y la escasez de crédito y, sobre todo, la desconfianza de los consumidores. Por ello, el estudio reclama más flexibilidad en las medidas fiscales promulgadas por el ejecutivo: Los ajustes tan severos y rápidos están resultando contraproducentes, porque al reducir el

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Panorama

Sector de la máquina-herramienta

CECIMO apunta que 2012 cerrará con un incremento de producción de más del 6% en relación a 2011

n Fuente: Fagor.

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ese a que desde la Asociación de Fabricantes de Máquina-Herramienta de España, AFM, no se aventuran a hacer previsiones para el año, desde la Asociación Europea del sector, CECIMO, se apunta a que 2012 cerrará con una producción de 22 millones de euros, esto es, con un incremento de más del 6% en relación a 2011 al que también habrá aportado la industria española. Para 2013, si se consideran dos factores apuntados por CECIMO, la predominancia de las exportaciones como fórmula de comercialización para las empresas del continente y la mayor demanda por parte de mercados tanto emergentes como consolidados –China e India pero también Alemania–, España podría incluso aumentar ese 80% de cuota de negocio exterior que manejó a 2012. Según se desprende de los informes elaborados por el ICEX en relación a la participación de empresas es-

crecimiento, en realidad reducen la recaudación, y pese a que tienen por objetivo reducir el déficit y la deuda, ambos parámetros están aumentando. Se ve en Grecia y Portugal. Es necesario que sean más suaves en el tiempo. En este sentido,

pañolas del sector en diversas ferias internacionales, para 2013 las principales demandas de los mercados externos pasarán por acortar los tiempos de entrega, por la incorporación de piezas adaptadas a las necesidades de diferenciación productiva de los clientes, por la oferta de máquinas de gran tamaño o con materiales particulares para sectores de alta tecnología –instalaciones científicas, eólicas, aeronáuticas, etc.– y por la incorporación de funcionalidades avanzadas como el mantenimiento predictivo. El sector parece ir bien encaminado. Tal y como detallan desde la AFM, el sector destina como media el 5% de su facturación a desarrollar su propia tecnología. Además, ha elaborado una estrategia de competitividad fundamentada en la internacionalización, la innovación tecnológica, la formación y la cooperación interempresarial.

n Fuente: Danobat.

el Informe se muestra crítico con los presupuestos públicos aprobados por el Gobierno español para 2013, calificándolos de poco realistas al prever una caída del PIB de tan solo el -0,5% y fuertemente restrictivos, lo que según su análisis contribuye a

Según el Informe de Previsiones Económicas presentado por Esade, 2013 será nuevamente un año de recesión para la economía española. La desaceleración se situará en el -1% del PIB, a medio camino entre las previsiones presentadas por el Gobierno, que estima un retroceso del -0,5%, y las de la Fundación de las Cajas de Ahorro, que lo eleva hasta el -1,5%.

frenar el crecimiento económico. En este contexto, el experto señala que las economías del sur continuarán con crecimiento negativo, es el caso de Portugal, España, Italia, Eslovenia, Chipre y Grecia. Alemania, Francia, Holanda, Bélgica y Luxemburgo crecerán, pero no superarán el 1%. Estas cifras quedan por debajo de las previsiones que el Fondo Monetario Internacional ha hecho de las economías avanzadas, que aumentan un 1,5%, y lejos del 5,6% que experimentarán las economías de países emergentes y en vías de desarrollo. Puede abrirse una ventana al crecimiento en el 2014. Para ello


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Panorama

Desde la CEOE no se atreven a aventurar cuál será el comportamiento del sector industrial en 2013. De hecho, prácticamente ninguna institución pública o privada industrial ha hecho a fecha de hoy sus estimaciones al respecto. es necesario que se produzcan una serie de circunstancias, explica Josep Manuel Comajuncosa de Esade. La resolución de la crisis de la zona euro, la creación de una unión bancaria y el cambio de estrategia del Banco Central Europeo, mostrándose dispuesto a adquirir deuda pública son, desde el punto de vista teórico, las claves para salir de la crisis. Una industria al ritmo de la economía Según datos aportados por el Instituto Nacional de Estadística, INE, el Índice de Producción Industrial hasta noviembre de 2012 registró una variación del –5,7% respecto al mismo periodo del año anterior. Solo tiene un comportamiento positivo el sector energético, con un crecimiento del 0,9% en relación a 2011, a diferencia de las caídas experimentadas por los los bienes de equipo (–11,1%), bienes de consumo duradero (–10,7%), los bienes intermedios (-7,0%) y los bienes de consumo no duradero (–3,3%). Si se toma como referencia el último mes con datos consolidados, algunos de los sectores que mayores retrocesos han experimentado son el de fabricación de elementos metálicos para la construcción, la industria del motor en general –vehículos y componentes–, y la producción de productos químicos básicos, así como la de compuestos nitrogenados, fertilizantes, plásticos o caucho sintético y la fabricación de elementos de hormigón, cemento y yeso. Por el contrario, según destaca el INE,

Sector químico-farmacéutico

El alza de la fiscalidad eléctrica marcará el comportamiento del sector

n Fuente: Química y Sociedad.

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a cifra de negocio del sector químico español, incluyendo la industria farmacéutica, fue de -1,3% durante los nueve primeros meses de 2012, última cifra consolidada, según datos recogidos por la Federación Empresarial de la Industria Química Española (Feique). En este escenario, el sector también consigue matizar sus datos con el aumento de la actividad en el exterior: las exportaciones aumentaron un 3,3% frente al descenso del 4,9 de las importaciones. En 2013, el alza de la fiscalidad eléctrica será uno de los asuntos que marcará el comportamiento del sector, tal y como señala Luis Serrano, presidente de Feique. El ejecutivo cifra en 200 millones de euros al año el coste de esta subida para la industria. En su opinión, los continuos cambios en relación al marco regulatorio en el que tienen que operar las empresas generarán desconfianza, produciéndose riesgos reales de deslocalización o de falta de inversión extranjera en España. A nivel tecnológico, el año se inicia con la iniciativa europea CRM_InnoNet para encontrar soluciones innovadoras y sostenibles en el ámbito de la sustitución de Materias Primas Estratégicas. La investigación en nanociencia, nanotecnologías, nuevos materiales y nuevas tecnologías de producción estará presente en la industria para dar respuesta a los retos ambientales y económicos que significa trabajar con recursos naturales agotables y que muchas veces no son fácilmente accesibles por lo que encarecen los costes de producción.

Según datos aportados por el Instituto Nacional de Estadística, INE, el Índice de Producción Industrial hasta noviembre de 2012 registró una variación del -5,7% respecto al mismo periodo del año anterior. Solo tiene un comportamiento positivo el sector energético, con un crecimiento del 0,9% en relación a 2011.

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Panorama

Sector alimentario

2013: un año de descensos

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al y como detalla la Federación Española de Industrias de Alimentación y Bebidas, FIAB, la industria prevé cerrar 2012 con una facturación total de 82.800 millones de euros, lo que supondría un ligero descenso del 0,35% respecto a 2011. Las cifras son, según la federación, resultado del equilibrio entre el decrecimiento del mercado local y el aumento en un 26% de las exportaciones. Sin previsiones oficiales del comportamiento de la industria para 2013, varias son las cuestiones que prevén un nuevo año de descensos para el sector. Según datos del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, el consumo de alimentos en el ámbito doméstico se redujo un 1,8% en octubre de 2012, lo que confirma que una de las partidas más resistentes a la crisis no es inmune a la contracción de la demanda. Y esto la industria lo notará. En segundo lugar, tal y como alertan desde la FIAB, podrá afectar al desarrollo de la industria la ola impositiva que está surgiendo en diferentes comunidades autónomas que tienen como único objetivo tratar de cuadrar las cuentas públicas y superar el déficit fiscal de estas poniendo en peligro la competitividad del país. Detallan que a las tasas sobre los envases de Baleares y Canarias se añaden impuestos sobre las grandes superficies de varias autonomías o algunas otras figuras que gravan a determinados alimentos y bebidas sin justificación alguna. La principal reper-

la industria del resto de productos químicos presenta un importante incremento en su producción. Con el fin de intentar variar el

n Fuente: Ainia y Aido.

cusión de esta política está en la clara reducción de márgenes para el sector. A nivel tecnológico, tal y como explican desde AztiTecnalia, las innovaciones que se esperan tienen que ver con el desarrollo de nuevos productos más cercanos a las necesidades de los consumidores –más saludables que presentan menores niveles de grasa, sal y azúcar y dirigidos a colectivos específicos como niños, deportistas, etc.–, la implementación de sistemas de gestión de calidad para conformar un sistema de controles y registros que abarque la totalidad de la cadena del producto, y la inversión en dotar de mayor sostenibilidad a los procesos productivos.

curso del crecimiento industrial español, arrastrado por cuestiones macroeconómicas externas pero inherentes a su desarrollo, la CEOE

propuso a este sector una serie de recomendaciones en el marco de la Cumbre de la Industria celebrada a finales de 2012. Entre ellas, tal y como apuntaba el informe de Esade, destaca la apuesta por los mercados exteriores. Nuestra salida a la crisis es clarísimamente la exportación, manifestó durante la Cumbre Juan Rosell, presidente de la patronal, destacando que los principales aspectos que lastran la competitividad de la industria se encuentran en los elevados costes energéticos, el problema financiero, la falta de orientación de la educación hacia la industria y la multitud de leyes existentes. Entre las cuestiones demandadas para la creación de una política de Estado que permita dotar de competitividad a la industria, se apuntó a la simplificación administrativa


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Panorama

De las tendencias tecnológicas que experimentará España en 2013 según IDC, quizás es el big data una de las cuestiones que afecta de manera más directa a la industria por la implicación que tiene en relación a la adecuación de sus infraestructuras de control. n Fuente: Messe Muenchen.

–eliminación de normas que supongan duplicidades, agilización de los Análisis de Impacto Normativo–, etc.; el unánime rechazo al proyecto de ley de medidas fiscales para la sostenibilidad energética con la demanda de que se analice el impacto conjunto de los distintos componentes que integran los costes regulados del sistema eléctrico sobre la productividad y el empleo, teniendo en cuenta la eficiencia energética del proceso. El mayor apoyo a los procesos de internacionalización de la industria, y la creación de canales alternativos de financiación –capital riesgo, mercado alternativo bursátil, avales, sociedades de garantía recíproca, lease-back, ICO, etc.– fueron otras de las cuestiones planteadas con el fin de revertir el estancamiento de la producción industrial. Todo y las propuestas, desde la CEOE no se atreven a aventurar cuál será el comportamiento del sector industrial en 2013. De hecho, prácticamente ninguna institución pública o privada industrial ha hecho a fecha de hoy sus estimaciones al respecto. Y es que a tenor del comportamiento macroeconómico para 2013, y el comportamiento histórico del Índice de Producción Industrial en 2012 en la que ningún mes se salvó del descenso, las perspectivas no parecen deparar sorpresas positivas. n AeI

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Mes a mes

La situación del PLM en las empresas españolas de fabricación discreta, según un estudio de IDC España

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egún el estudio, que ha sido esponsorizado por Siemens Industry Software, el 30% de las empresas consultadas están invirtiendo en nuevas implementaciones o actualizando sus aplicaciones tecnológicas para mejorar los procesos de PLM, en los cuales las empresas encuentran numerosos beneficios tanto para sus organizaciones como para el diseño de productos y procesos. La investigación principal de este estudio se ha basado en una encuesta nacional realizada durante el mes de julio pasado a 155 empresas españolas de fabricación discreta que tienen entre 100 y 1.000 empleados. Estas empresas pertenecen a sectores tan diversos como aeroespacial y defensa, construcción naval, agricultura, minería, equipos de construcción, alta tecnología y electrónica, automóvil y otros equipos de transporte, productos de consumo duradero, maquinaria industrial y otros. Por otro lado, se entrevistaron a profesionales procedentes tanto de los departamentos de tecnología de la información (TI) como de áreas de negocio para el proceso de PLM. Los resultados del estudio evidencian la presión ejercida por la situación económica actual, y muestran que la estrategia seleccionada por las compañías españolas está centrada no solo en la reducción de costes, sino también en ajustar las relaciones con sus clientes clave y en explotar los mercados emergentes con el objetivo de incrementar sus ventas. Otro de los resultados obtenidos es que la innovación está considerada incluso por encima de otras estrategias empresariales como son la

excelencia operacional en fabricación y la cadena de suministro. Y el concepto de innovación está muy relacionado con la la consecución de un proceso disciplinado y bien administrado de la Gestión del Ciclo de Vida del Producto. En cuanto a las etapas del proceso de PLM consideradas centrales para los fabricantes españoles a la hora de alcanzar sus objetivos empresariales, ocupa una primera posición la gestión de la conformidad para cumplir con las obligaciones por ley, pero el diseño/ingeniería de producto y las pruebas de concepto de producto les siguen inmediatamente en segundo y tercer lugar. La conciencia de que una estrategia de producto no puede ser efectiva sin una excelente organización colaborativa también está cada vez más madura, de manera que las etapas de PLM pertenecientes a la gestión de ventas y al proceso de ingeniería son también consideradas de importancia para el éxito empresarial. Por lo que respecta a los beneficios que las empresas esperan obtener de una mejor gestión del ciclo de vida del producto, el mencionado en

primer lugar es la capacidad de mejorar la colaboración entre diferentes departamentos y con los proveedores. Cabe destacar que este aspecto es mejor valorado en España que en otros países europeos, según se desprende de otros estudios realizados a nivel europeo. Un segundo y tercer lugar los ocupan facilitar la innovación y crear ventajas competitivas, y mejorar la calidad del producto. Siguiendo con los resultados presentados por los responsables del estudio, más del 70% de empresas consultadas creen que será necesario mejorar o extender su proceso de gestión del ciclo de vida del producto en los próximos dos años. En este sentido, más de un 53% han puesto en marcha ya una iniciativa para el futuro. En cuanto a los objetivos de inversión para los próximos dos años, las tres principales áreas de destino serán la mejora en sus procesos de ingeniería (señalada en primer lugar por un 34,8% de los encuestados), las actividades de diseño de producto/ingeniería (un 60%) y las estructuras organizativas (un 50%). Pero las empresas españolas no están invirtiendo en la mayor parte de las áreas más

modernas del proceso PLM, como son la simulación, la fabricación digital y la realidad virtual, a pesar de que reconocen que deberían mejorar en estos aspectos. Los inconvenientes más señalados: las difíciles condiciones para poder invertir en este tipo de herramientas. Modelo de madurez Para finalizar, el estudio incluye una sección en la que se define cuál es el modelo de madurez de las herramientas PLM. Para ello se han definido 5 fases, que se resumen en las siguientes: Fase 1- base, fase 2- Parcial, fase 3 -Integrado, fase 4- Extendido, fase 5- Avanzado (CAD, PDM, PLM, Full PLM y Realidad virtual/simulación/ fabricación digital). En el caso de España, del estudio se deduce que más del 60% de las empresas consultadas han puesto en marcha un proceso extendido basado en la colaboración entre diferentes funciones de negocio y entre clientes y proveedores. Según esto, las compañías entienden el papel que juega el PLM como un entorno de colaboración que mejora los procesos de toma de decisión mediante el intercambio de datos de producto, a través de su ciclo de vida en su conjunto y entre diferentes compañías. Por otro lado, más del 85% de las empresas consultadas han puesto ya en marcha un proceso integrado de PLM, que incluye todas las fases internas del ciclo de vida del producto, incluyendo servicios, garantía y disposición. Sin embargo, desde IDC se cree que hay todavía tres vacíos importantes: vacío en visión estratégica del papel del PLM en los próximos años, el hecho de que casi un 40% de fabricantes discretos en España todavía carece de un proceso PLM ampliado y la falta de interés por las tecnologías innovadoras. Más información en: www.idc.com


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Mes a mes

Convenio de colaboración entre la Fundació CIM y el Tecnológico de Monterrey

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on el objetivo de incrementar la movilidad de estudiantes entre los entornos universitarios de Europa y América Latina mediante el Programa de Máster y Posgrado en tecnologías de la producción de la Fundació CIM-UPC y la Maestría en Innovación Empresarial y Tecnológica del Tec de Monterrey, la Fundació CIM-UPC, Instituto Tecnológico adscrito a la Universitat Politècnica de Catalunya, y el Tecnológico de Monterrey, reconocida universidad mexicana por su inversión en desarrollo e innovación, han firmado un convenio de colaboración

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formativa por el cual el área de Business Landscaping del Tec de Monterrey, encargado de la Maestría en Innovación Empresarial y Tecnológica, iniciará un programa de movilidad de estudiantes de posgrado con el programa de Máster y Posgrado en tecnologías de la producción de la Fundació CIM-UPC. Para hacer efectivo el convenio, el Director de la Fundació CIM, Felip Fenollosa, y Rodulfo Rodríguez, Coordinador de proyectos TIC de R+D+I, visitaron las instalaciones del Campus Monterrey, en México, donde se llevó a cabo una sesión informativa que reunió

a todos los interesados en esta nueva formación. En dicha sesión, se hizo hincapié en el esfuerzo depositado en la transmisión de conocimientos de ingeniería y gestión de la tecnología, así como en la tarea permanente de la Fundació CIM-UPC de facilitar herramientas a los profesionales para que creen y mejoren sus productos y procesos de fabricación al acercar la realidad empresarial a la universidad, facilitando que el tejido industrial logre la máxima competitividad tecnológica. La Fundació CIM-UPC dispone también del Servicio de Bolsa de Trabajo, que tiene

Sercobe impulsa el proyecto CITIEsmart Sercobe, Asociación de Fabricantes de Bienes de Equipo de la que actualmente forman parte más de 130 empresas y grupos industriales y 5 asociaciones sectoriales, representando a más de 400 instituciones relacionadas con el diseño, la fabricación, el mantenimiento y el montaje de bienes de equipo, presentó recientemente, en una jornada organizada por el Ayuntamiento de Málaga dedicada a las ciudades inteligentes, el Clúster de la Industria,

Tecnología e Innovación Empresarial para las Ciudades Inteligentes CITIEsmart. El objetivo del proyecto es agrupar a los agentes económicos que componen la cadena de valor de la industria suministradora de bienes y servicios para las infraestructuras urbanas inteligentes y rentabilizar así su experiencia en redes eléctricas inteligentes y electromovilidad, además de compartir la experiencia acumulada en los campos de redes eléctricas inteligentes

Un primer smartphone africano

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caba de presentarse en el mercado congolés un smartphone 100% africano llamado Elikia (esperanza en lingala, la lengua nacional del Congo). Aunque ha sido fabricado en China, Elikia ha sido totalmente desarrollado en el Congo con menos de 100.000 euros. En materia de productos tecnológicos, lo que le da la nacionalidad es el lugar donde ha sido concebido el producto y no el lugar donde ha sido ensamblado, dice su

creador Verone Mankou. El móvil dispone de una pantalla de 3,5 pulgadas y ofrece una resolución de 320x480 pixels. Incluye un procesador a 650 Mhz, una memoria RAM de 512 Mo y una memoria de almacenamiento de 256 Mo, extensible a 32 Go. Igualmente integra una cámara fotográfica de 5 megapixels, una aplicación de geolocalización GPS y conexiones Wi-Fi y Bluetooth. El sistema operativo es Android

y de electromovilidad para extenderlo a otras áreas industriales necesitadas de mayores dosis de eficiencia. Las firmas que integrarán CITIEsmart son, entre otras, Telefónica, Everis, IBM, SICE, Schneider Electric, FCC, Siemens, Adif, Ingenia, ABB, Urbaser (ACS), COMSA-EMTE, Schreder Socelec, Telvent e Ingeteam, un conjunto de empresas que aportará su experiencia a otras infraestructuras urbanas necesitadas de mayores dosis de

Gingerbread. El equipo se vende a 130 euros sin subvenciones. Para el joven Verone Mankou, llamado el Steve Jobs congolés, no es la primera experiencia en este campo. En 2011 ya desarrolló y comercializó una primera tableta táctil africana. Bautizada Way-C, está dotada de una pantalla de 7 pulgadas y animada igualmente con el sistema operativo Android 2.3. n AeI

como misión favorecer que los profesionales y las empresas puedan aprovechar al máximo la inversión en formación, aconteciendo un punto de encuentro estratégico entre el mundo profesional y el mundo académico. Felip Fenollosa, director corporativo de la Fundació CIM y director del Programa Máster y Posgrado ha declarado que en la Fundació CIM siempre hemos mantenido una estrecha relación con la industria y nuestros programas están orientados a lograr la interacción práctica de los alumnos con las empresas. En vistas de que las directrices del Tecnológico de Monterrey siguen esta misma línea, el proyecto prevé ser todo un éxito. n AeI

eficiencia, mejora operativa e integración. Por lo que respecta a las agrupaciones colaboradoras, el proyecto cuenta con la colaboración de AEDIVE (Agrupación de Empresas Innovadoras de la Infraestructura de Recarga del Vehículo Eléctrico), AMETIC (Asociación de Empresas de Electrónica, Tecnologías de la Información, Telecomunicaciones y Contenidos Digitales) y CEI (Comité Español de Iluminación). La referencia del proyecto CITIEsmart es la Red Española de Ciudades Inteligentes (RECI), fundada en junio de 2012 y formada ya por 29 localidades españolas. Los trabajos de CITIEsmart se estructurarán a través de 4 grupos sectoriales que representan a las infraestructuras urbanas de Energía, Transporte y Movilidad, Medio ambiente y TIC, combinados con 5 áreas funcionales operativas como grupos de trabajo: Mercado y modelos de negocio; regulación y normalización; I+D+i, incluyendo formación especializada; internacionalización; y estrategia y comunicación. n AeI


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Mes a mes

Fieldbus Foundation e ISA 100 aprueban el modelo multiprotocolo

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ieldbus Foundation se mantiene en la vanguardia de los esfuerzos de la industria para facilitar la integración de múltiples protocolos de comunicación industriales. En diciembre del 2011, Fieldbus Foundation anunció una extensión de su tecnología que se ha denominado Foundation for Remote Operations Management (ROM). Se trata de la gestión de los activos de automatización y los recursos que se encuentran geográficamente dispersos (es uno de los segmentos de más rápido crecimiento en el negocio de automatización de procesos en la actualidad). Pues bien, a finales de noviembre del pasado año se informó de que las especificaciones para bloques de transductores HART y WirelessHART se han añadido

a las últimas especificaciones técnicas de Foundation Fieldbus. Este paso permite la plena integración de la información de dispositivos HART y WirelessHART, incluyendo el diagnóstico de los dispositivos, en Foundation ROM (gestión de operaciones a distancia). Como se ha dicho, Foundation ROM ha sido diseñada para permitir la conectividad del bus de campo a sistemas de

entradas/salidas remotas y protocolos inalámbricos industriales. Se utiliza para llevar grandes concentraciones de E/S discretas y analógicas a la sala de control utilizando comunicaciones HSE (Field- bus Foundation’s high speed Ethernet protocol). Ahora nos llega la noticia de que la Fieldbus Foundation ha aprobado un modelo de arquitectura de red de retorno, desarrollado en colaboración con la Sociedad Internacional de Estándares de Automatización, comité ISA100, que proporciona un marco común que permita a múltiples protocolos de comunicación

La EPTDA impulsará su ritmo de crecimiento en 2013

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demás de emprender nuevos proyectos para este año 2013, entre los que destacan nuevas plataformas de formación continua adaptadas a las necesidades del sector PT/MC, la Asociación Europea de Distribuidores de Transmisión de Potencia EPTDA, principal asociación del canal de distribución industrial en Europa, llevará a cabo programas de formación continua y certificados a través de la EPTDA Academy, así como del portal en línea de análisis y previsiones de mercado de acceso exclusivo para socios. Durante el año 2012, en el que la Asociación estableció nuevas vías de negocio para sus miembros y dio la bienvenida a cerca de 20 empresas de la región de Europa, Oriente Medio y África (EMEA),

además de establecer contactos con otros 30 candidatos para convertirse en miembros en su Convención Anual, la formación fue uno de los proyectos más destacados, con la impartición de programas de formación para directivos. Por otro lado, en el cuarto trimestre de 2012, la EPTDA dio la bienvenida a 6 nuevos miembros de países de Europa Occidental y del Este. Concretamente, 5 distribuidores: las empresas alemanas Anton Klocke Antriebstechnik, firma que desarrolla y distribuye componentes estratégicos que se utilizan en tecnologías de accionamiento, de detección de vibraciones y del sector tex-

til; Bührig-Adam Wälzlager und Antriebstechnik GmbH, dedicada a prestar servicios técnicos como la consultoría técnica y los conceptos logísticos personalizados así como trabajos de instalación y mantenimiento de componentes hidráulicos, de filtración y de lubricación centralizada; SBN Wälzlager GmbH, empresa especializada en los rodamientos de precisión; y las empresas Rolman World FZE, de Dubái, distribuidor de rodamientos y proveedor de servicios técnicos asociados, y TLC Lozyska SP.J., de Polonia, suministrador de rodamientos de bolas y rodillos, correas de transmisión, tecnologías de sellado y herramientas de mantenimiento, así como el fabricante belga de juntas para ejes rotatorios y juntas para sistemas hidráulicos

industrial correr en una red de retorno inalámbrica en sistemas de automatización de procesos. Una red de retorno inalámbrica es un sistema de comunicaciones inalámbricas para llevar datos de un usuario final a un nodo de una red. En la terminología de redes, un retroceso (backhaul) es esencialmente la forma de llevar datos de algún punto de la red a la red troncal. Actualmente, hay planes para una serie de demostraciones de campo con la Foundation para ROM HSE en ubicaciones de usuarios finales, tales como Reliance Industries (India), Petrobras (Brasil) y Saudi Aramco (Arabia Saudita). Las demostraciones de campo harán hincapié sobre la funcionalidad de la Foundation para ROM, incluyendo la integración de dispositivos inalámbricos, la integración de E/S remotas y capacidades inalámbricas. n AeI

y neumáticos, Suebel Seals Belgium. Tal y como afirma Hans Hanegreefs, Vicepresidente Ejecutivo de la EPTDA, las empresas del sector, tanto de Europa como de otras regiones, reconocen cada vez más el valor tangible generado por la EPTDA. Esto demuestra que la EPTDA puede ofrecer oportunidades comerciales y proporcionar el soporte técnico que estas buscan en estos tiempos cruciales, así como generar también soluciones rentables de manera continua. Por otro lado, destacar que los próximos 18 al 20 de septiembre, los profesionales del sector PT/MC se reunirán con entre 350 y 400 responsables de la toma de decisiones de todo el mundo en la próxima Convención Anual de la EPTDA en Venecia (Italia), que, además, servirá para conmemorar el 15 aniversario de la Asociación. n AeI


UPS. Cargador de batería Alimentación ininterrumpida Las caídas de tensión pueden solucionarse gracias a los Módulos UPS y baterías de Weidmüller. Con este sistema podrá mantener su instalación con alimentación durante el tiempo que necesite. Dicho tiempo dependerá de la carga que consuma su aplicación y de la capacidad de la batería seleccionada. Weidmüller añade además a su línea un módulo Buffer para caídas de tensión transitorias o perturbaciones puntuales, situaciones comunes debido a problemas en el suministro eléctrico y que generalmente no llegan al segundo (400/500ms). Estos nuevos componentes completan la familia de fuentes de alimentación PRO-M, con la misma calidad y prestaciones que las han hecho ya un referente en el mercado.

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Empresas

Acuerdo de colaboración entre RS Components y Phoenix Contact

Metso compra la americana ExperTune

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ás de 30.000 nuevas referencias del fabricante de conexión eléctrica y técnica de automatización industrial Phoenix Contact pasan a formar parte de manera inmediata de la oferta de RS Components, distribuidor de productos y servicios de electrónica y mantenimiento a nivel mundial, tras un acuerdo de colaboración alcanzado recientemente por ambas empresas para los mercados de España y Portugal. Así, con la firma de este acuerdo, se añaden a la oferta de RS Components equipos de conexión eléctrica, interface electrónica y automatización industrial, que se entregarán con unos plazos más rápidos debido a que el stock saldrá directamente del centro logístico de Phoenix Contact situado en Asturias. Además, los clientes de RS Components en la península ibérica se beneficiarán de un soporte técnico altamente cualificado por parte del fabricante, ofertas de formación, así como de la oportunidad de asistir a seminarios organizados

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conjuntamente para dar a conocer las novedades. Enrique Montes, Director de Marketing de Phoenix Contact, comentó: La relación entre RS y Phoenix Contact está presente de forma global desde hace varios años. Sin embargo, con este nuevo acuerdo local logramos un mayor acercamiento y colaboración entre ambas empresas, así como la posibilidad de realizar el suministro directo desde nuestro almacén en Asturias hasta el de RS en Madrid, mejorando de esta forma el nivel de servicio percibido tanto por RS España y Por-

Nuevo boletín GTRob del Grupo Temático de Robótica de CEA l Grupo Temático de Robótica de CEA, asociación sin ánimo de lucro que tiene como objetivo básico el servir de foro y ofrecer el marco para el desarrollo en nuestro país de la automática, ha editado un nuevo número del boletín del Grupo Temático de Robótica de CEA (GTRob), correspondiente a otoño-invierno de 2012. Además, desde la sección Boletín de la página web del CEA

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Ametek adquiere Crystal Enginnering y Sunpower

CEA

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tugal, como por sus clientes en toda la región. Por su parte, Ana Belda, Country Manager de RS España y Portugal añadió: En nuestro empeño por mejorar de forma continua, este acuerdo local con fabricantes de la talla de Phoenix Contact supone un valor añadido en todos los sentidos, ya que suscita una mejor alineación entre nuestras fuerzas de ventas en la península ibérica y genera una mayor oferta de productos para nuestros clientes, lo cual es una excelente noticia para nuestros mercados.

a empresa finlandesa Metso, uno de los principales fabricantes de válvulas, acaba de anunciar la adquisición de la americana ExperTune. Esta adquisición fortalece los servicios de optimización de la finlandesa a través de un paquete de software para el análisis y seguimiento de los procesos industriales, la identificación de nichos de mantenimiento y posibilidades de mejora asociadas. Con sede en Milwaukee, Wisconsin, ExperTune se estableció en 1986 y alcanzó una facturación de casi 10 millones de euros. La empresa se integrará en la actividad Servicios de Metso Automation.

en www.ceautomatica.es/og/ robotica/boletin-robotica se puede acceder al listado de todos los boletines publicados por la asociación. Por otro lado, para colaborar o sugerir nuevos temas en futuras ediciones se puede contactar con el responsable del boletín, el profesor Pedro J. Sanz, de la Universitat Jaume y en www3.uji.es/~sanzp/ n AeI

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espués que en el pasado mes de noviembre adquiriera Micro-Poise, el grupo americano Ametek, presente en el mercado de la instrumentación electrónica y componentes electromecánicos, acaba de anunciar la adquisición de sus compatriotas Crystal Engineering y Sunpower. La primera, creada en 1982, es un fabricante especializado en calibradores

portátiles y calibres de test para la medida de presión. Por su parte, Sunpower es fabricante de sistemas de refrigeración stirling sin pistones. Gracias a estas dos adquisiciones, Ametek se dota de dos tecnologías en cierta medida complementarias de su actividad histórica. n AeI


Nuestra calibración vale su peso en oro

Calibración de caudal in situ Sus caudalímetros calibrados en menos de 1 hora Endress+Hauser le ofrece la solución perfecta para recalibrar en planta sus caudalímetros con patrones certificados SCS (Swiss Calibration Service, equivalente a ENAC), permitiendo reducir costes, el tiempo de parada (1h/equipo) y aumentar la disponibilidad de su proceso. • Calibración de caudalímetros Endress+Hauser y de otros fabricantes • Caudalímetros a calibrar desde DN04 hasta DN100 • Caudalímetros másicos patrón (DN08, DN25 y DN50) tipo Coriolis, Promass 83F de precisión ± 0.05% calibrados con trazabilidad SCS. • Rango de caudal a calibrar desde 0,5 hasta 25 m3/h de manera autónoma (con la unidad de bombeo) y desde 0,5 hasta 70 m3/h con toma de agua independiente. • Todos los trabajos de calibración son llevados a cabo por técnicos Endress+Hauser certificados. Más información en: www.es.endress.com/banco_movil

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Una plataforma de software para el M2M

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os sistemas de comunicación son ahora una verdadera Internet de los objetos y tienden a extenderse. Las nuevas generaciones de objetos, tales como contadores de energía, están conectadas. Pero el desarrollo de un sistema de comunicación de máquina a máquina (M2M) requiere funciones especiales, en particular para garantizar la seguridad. La nueva plataforma de software para el desarrollo de Wind River cumple con estas especificaciones. Se basa en tecnología existente M2M, incluida en el kit de desarrollo embedded de servicios inteligentes M2M. El objetivo es simplificar el diseño y el uso de dispositivos de comunicación, sistemas embedded principalmente, señala Brian Vezza, director de M2M Solutions de la empresa. Basado en el sistema operativo embedded Wind River Linux, la puesta a punto de una gestión a distancia segura se realiza principalmente

por el control de recursos GRSecurity o el mecanismo de migración segura y herramientas de medida de integridad. Es posible crear una característica de arranque seguro, garantizando que el hardware y el sistema operativo no han cambiado. Los sistemas que tradicionalmente no estaban conectados ahora quedan abiertos a posibles ataques , asegura Brian Vezza. El objetivo de esta plataforma es facilitar el desarrollo y acelerar los aspectos de implementación de la conectividad, la seguridad y la

Reconocimiento para Grupo Infaimon por parte de TeldyneDalsa

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eledyneDalsaIPD, fabricante mundial de sistemas de visión artificial, ha expresado su reconocimiento especial al Grupo Infaimon como uno de sus tres primeros distribuidores a nivel global. Según Steve Geraghty, director de TeledyneDalsaIPD, Infaimon es un partner con el que hemos estado trabajando durante muchos años, y que ha invertido en una expansión global de su modelo de negocio que incluye España, Portugal, México y más recientemente Brasil. Infaimon sirve a diferentes tipos de industria y ha alcanzado un crecimiento en ventas para IPD de un 70%. Por su parte, Salvador Giró,

gestión. Para el desarrollo de aplicaciones M2M, el hardware, el sistema operativo y el software deben trabajar juntos, sigue afirmando Brian Vezza. Esta plataforma tiene como objetivo reemplazar las soluciones hechas en casa con el fin de reducir la complejidad debido a la integración de los componentes de hardware y software. Esto debería permitir a las empresas centrarse en sus factores de competitividad y reducir el tiempo de comercialización de sus productos.

• La termografía se democratiza casa vez más. El precio de las cámaras térmicas no cesan de bajar y el material se está haciendo cada vez más accesible, de tal modo que la empresa americana Flirt Systems ha puesto en marcha la venta en línea, de modo que hace posible desde la web www.flirwebshop. com comprar, por ejemplo, una cámara térmica recondicionada u otros materiales. • La empresa americana Ansell, uno de los principales fabricantes mundiales de materiales para soluciones de protección personal industrial, acaba de anunciar la adquisición del grupo francés Comasec, uno de los líderes europeos en la fabricación de guantes de protección.

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Iberdrola vende sus parques eólicos de Francia

director general del Grupo Infaimon, ha comentado que la apuesta que hicimos en el año 2007 de abrir una filial en México, y en 2011 en Brasil, ha dado como resultado un crecimiento excepcional, que cimienta además nuestra posición de líder en visión artificial en el mercado español, permitiéndonos ser mucho más competitivos en precio y dar un mejor soporte a nuestros clientes. Además, el reconocimiento por parte de nuestros proveedores nos empuja a continuar en nuestra expansión internacional en otros países de América Latina. n AeI

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l grupo energético español Iberdrola ha decidido ceder sus parques eólicos terrestres en Francia por 350 millones de euros, según anunció hace unos días. Con el objetivo de concentrarse en sus instalaciones más rentables en Gran Bretaña y Brasil, esta empresa ha decidido ceder su filial Iberdrola Renovable France, siendo adquirida en un 40% por el gigante americano General Electric, un 40% por el grupo financiero alemán Munich Re y un 20% por EDF Energies Nouvelles, filial de Electricité de France. Se trata de 32 parques eólicos terrestres en funcionamiento, de una potencia

total de 321,4 megawatios. De todos modos, Iberdrola precisa que conservará en Francia su actividad offshore y sus parques en fase de desarrollo. Hay que señalar que recientemente Iberdrola ya cedió sus aerogeneradores en Alemania y su participación en la sociedad Medgaz, encargada de construir un gaseoducto entre Argelia y Europa por unos 146 millones de euros. n AeI


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Barcelona Congreso anual en torno al mundo de la comunicación móvil.

Fira de Barcelona www.mobileworldcongress.com

26 al 28 de febrero

Genera Madrid

5 al 7 de marzo

25 al 28 de febrero

Mobile World Congress

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Ifema www.ifema.es

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Febrero

26 de febrero al 1 de marzo

Climatización Salón Internacional de Aire Acondicionado, Calefacción, Ventilación y Refrigeración.

Conferencia y exposición que reunirá a los actores de la industria electrónica, así como a la comunidad académica.

European Conferences www.date-conference.com

Matelec EIBT China 27 al 29 de marzo

Shanghai Exposición internacional de electricidad y tecnología inteligente para edificación.

Ifema Internacional www.ifema.es

1 al 3 de marzo

Energiesparmesse Wels Wels (Austria) Feria internacional de eficiencia energética y energía sostenible.

Messe Wels GmbH & Co KG office@messe-wels.at www.messe-wels.at

Smart Energy Neuss (Feria Regional) Neuss (Alemania) Ahorro de energía y eficiencia energética.

Kreishandwerkerschaft Niederrhein info@kh-niederrhein.de www.kh-niederrhein.de

Febrero Febrero

Del 11 al 14 de febrero: SIMATIC S7: S7 1200 y del 25 al 28 de febrero: SIMATIC HMI: WinCC flexible.

Siemens sitrain.es@siemens.com www.siemens.es/sitrain

Cursos SITRAIN Valencia Febrero

18 al 22 de marzo

Grenoble

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Bilbao

Ifema www.ifema.es

DATE 2013

Del 4 al 7 de febrero: Accionamientos: MICROMASTER; 4 al 8 de febrero: SIMATIC S7: S7 200; 11 al 14 de febrero: TIA Portal. WinCC a nivel máquina; 18 al 22 de febrero: Control Distribuido: PCS7 Nivel 1; 18 al 26 de febrero: SIMATIC S7: S7 Nivel 1 y del 18 de febrero al 1 de marzo: SIMATIC S7: S7 Nivel 2.

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Del 4 al 7 de febrero: SIMATIC S7: S7 1200.

Siemens sitrain.es@siemens.com www.siemens.es/sitrain

Conferencia sobre Smart Citites Niza 20 al 22 de marzo

13 al 16 de marzo

Feria internacional de componentes, equipos y servicios para la automoción.

Punto de encuentro de expertos de los sectores público y privado para discutir las iniciativas, implementaciones exitosas y las perspectivas de futuro para las ciudades inteligentes.

Fleming Europe energy.flemingeurope.com

Cursos de Formación Omron 2013 Consultar fecha y lugar de celebración

13 y 14 de marzo

Congreso internacional y feria profesional sobre e-learning.

Madrid

Siemens sitrain.es@siemens.com www.siemens.es/sitrain

Cornellà de Llobregat (Barcelona)

Madrid

Motortec Automechanika Ibérica

2 al 3 de marzo

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Del 4 al 7 de febrero: TIA Portal. Actualización; 4 al 8 de febrero: Accionamientos: Puesta en marcha SINAMICS S120 + SIMOTION; 21 al 24 de febrero: TIA Portal. WinCC a nivel máquina; 11 al 14 de febrero: SIMATIC S7: S7 Nivel 1; 18 al 22 de febrero: SIMATIC S7: S7 Nivel 2 y del 25 de febrero al 1 de marzo: SIMATIC NET: S7 Ethernet y Profinet.

Cursos SITRAIN

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Aefol www.expoelearning.com

Mesago Messe Frankfurt GmbH info@mesago.com www.mesago.de

CURSOS Y SEMINARIOS

Feria Internacional de Energía y Medio Ambiente.

Madrid

Feria y congreso sobre compatibilidad electromagnética.

Autómatas Programables Módulo Básico. Autómatas Programables Módulo Avanzado. Terminales Táctiles Compactos. Terminales Táctiles Avanzados. Variadores de Frecuencia. Visión Módulo Avanzado. Seguridad Industrial según la actual directiva de máquinas 2006/42/CE y la nueva norma de seguridad ENISO13849-1. La firma también ofrece cursos a medida si las fechas programadas no se adaptan a las necesidades del cliente.

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Mercados

El mercado wireless se doblará en 2016

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egún Frost & Sullivan, después de unas primeras utilizaciones en las plantas industriales, la tecnología sin hilos y la propia percepción respecto a la misma por parte de los utilizadores está evolucionando rápidamente. Los n Fuente: Phoenix Contact. equipos wireless ya no son considerados úniLos equipos sin hilos percamente para reemplazar sus miten reducir los costes de homólogos cableados, sino mantenimiento, aumentar la productividad y mejorar la como un elemento esencial para la optimización de los calidad de producción, afirma Anna Mazurek, analista procesos. Un estudio de la de Frost&Sullivan. Su puesta consultora americana titulado Análisis de equipos sin en marcha no necesita de grandes reconstrucciones o hilos en Europa estima que de la costosa reubicación de este mercado ha generado 218 M$ (170 Me) en máquinas. Los utilizadores han de tener en cuenta que 2011 y espera que llegará las soluciones de automatizaa los 536 M$ (421,6 Me) ción sin hilos no solo permien 2016.

n nuevo análisis de Frost & Sullivan muestra que el mercado europeo de bombas centrífugas alcanzará en 2016 una cifra de negocio en torno a los 7,5 mil millones de dólares. La conservación de la energía y su eficiencia serán los dos asuntos que empujen al desarrollo del mercado. Debido a la diferencia de disponibilidad energética en Europa y el diferencial de precios de la energía entre los países europeos, la eficiencia energética se ha convertido en el criterio de compra fundamental, explica el informe. Además, la creciente preocupación por el medio ambiente y los precios de las fuentes de energía tradicionales están empujando la demanda hacia la renovación del parque de bombas.

n AeI

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l mercado de controles numéricos asistidos por ordenador (CNC) ha recuperado el camino del crecimiento después de haber sufrido las consecuencias de la crisis del 2009. En el 2011 se ha situado por encima de los 6.000 millones de dólares, nivel que alcanzó en el 2008. Según señala Sal Spada, analista de ARC que ha dirigido un estudio sobre el tema, la evolución del mercado de CNC en 2011 refleja una recuperación de las inversiones en fabricación, pero hay que decir que el porvenir sigue siendo incierto, sobre todo porque el mercado de la máquina-herramienta china, muy dependiente de las exportaciones, podría verse afectado por una menor demanda de Estados Unidos, Europa y Japón. n AeI

La gestión de datos impulsa el mercado de software

Perspectivas del mercado de las bombas centrífugas al alza

U

ten reemplazar los cableados, sino que ofrecen la posibilidad de reorganizar y optimizar sus procesos de producción. Es preciso que sean informados y formados respecto a cómo la tecnología puede adaptarse para dar respuesta a sus necesidades particulares. Probablemente serán todavía necesarios cuatro o cinco años más para la puesta a punto de otras aplicaciones piloto y para realizar ensayos complementarios para dar respuesta a todas las preocupaciones respecto a las características de los equipos industriales sin hilos con el objetivo de convencer a los utilizadores finales sobre las ventajas que ofrecen.

El mercado internacional CNC crece

La incorporación de nuevos países al ámbito europeo, principalmente de Europa del Este, y la necesidad que tienen estos de adecuar sus industrias a la normativa comunitaria vigente en mercados como el del agua y las aguas residuales, empujará al sector al alza en los próximos años. Pese a ello, según apunta el estudio, el volátil clima económico en Europa hará que las inversiones sean conservadoras. Para contrarrestar esta tendencia, los fabricantes de bombas deberán ofrecer algo más que sus productos para atraer inversiones y contemplar el ofrecimiento de servicios de valor añadido. n AeI

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egún las previsiones de IDC para el mercado de desarrollo y despliegue de aplicaciones, se espera que el mercado mundial cierre 2012 con unos ingresos de 80,6 mil millones dólares, lo que representa un crecimiento del 3,7% en relación a 2011. El estudio, que mues- n Fuente: Oracle. tra la evolución de 330 cuota del mercado de 23,6%, proveedores en 49 países, seguida por IBM con una revela que los segmentos participación del 19,5%. En más destacados son los sistemas de gestión de bases tercer lugar en el ranking de datos relacionales, los aparece Microsoft, con un 11,6%, por delante de SAP servicios de gestión de sis(4,7%) y SAS (2,4%). CA temas caché distribuidos, Technologies, ESRI, HP, Telos de integración de datos radata y Software AG tiene y acceso y el middleware de automatización de procesos un 2% o menos de la cuota Según el estudio, Oracle lide mercado. n AeI dera el segmento con una


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TIEMPO REAL

Enero 2013 / n.º 447

Opinión

La columna de Laura

Trabajo, automatización y luditas

Laura Tremosa Coordinadora del Consejo de Redacción Automática e Instrumentación

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 Hablar de trabajo hoy en día es hablar de un bien escaso y, en general, precario. En España hemos llegado a los seis millones de personas en el paro y a una clara precarización del trabajo, tanto en la duración de los contratos como en los propios salarios. Derechos alcanzados por los asalariados a lo largo de décadas pasadas están perdiéndose progresivamente. ¿Volverán algún día las relaciones laborales a ser como fueron? A juzgar por las opiniones expresadas recientemente por el experto en psicología del trabajo Simon Dolan en una entrevista, todo apunta a que no. Este doctor en relaciones laborales afirma textualmente que vamos a entrar en la era del pluriempleo mutante: constantemente dejaremos trabajos y nos incorporaremos a otros nuevos, tendremos un portafolio laboral para no depender de una sola empresa y habrá incertidumbre, y añade: el trabajo del futuro estará marcado por la digitalización y la virtualización. El teletrabajo es imparable. Y vamos a competir entre nosotros y con las máquinas, cuyo nivel de inteligencia se equiparará al humano en pocos años. Yo no se a ustedes, pero a mi la perspectiva no me parece demasiado estimulante. Trabajar aisladamente y en continua competición con los que ahora son compañeros de trabajo con los que compartir el café de media mañana no me parece el mejor de los futuros. Pero cuando además hay que competir con máquinas que se equipararán en inteligencia, el futurismo del doctor resulta ya angustiante. Hasta ahora, el trabajo implicaba no solo una forma de cooperación y compromisos en grupo, sino además nuevas y diversas relaciones humanas, incluso fuente de grandes amistades. De todos modos, ya en 1995 (hace más de 18 años) el sociólogo americano Jeremy Rifkin escribió un libro titulado El fin del trabajo donde anunciaba que la época de pleno empleo estaba tocando a su fin. En pasados años de euforia y burbujas se olvidaron las palabras de Rifkin, sin embargo ahora aparecen como proféticas. Los puestos de trabajo están desapareciendo no solo en España, sino con mayor o menor virulencia en todo el mundo. Está la crisis económica como una de las razones, pero hay otra razón que en ocasiones se olvida y no es otra que la incidencia de la tecnología y la automatización. La sustitución del trabajo humano por las máquinas (aún no tan inteligentes como prevé Dolan, todo hay que decirlo). Es cierto y la historia económica nos confirma que la tendencia de la economía gracias a la

tecnología ha sido la de reducir los puestos de trabajo. Las líneas de montaje tipo Taylor o Ford pensadas por Adam Smith en La riqueza de las naciones son ya historia del pasado. Una planta industrial en la que podían trabajar 500 personas hace 20 años hoy no requiere más de 8 y un cierto número de instalaciones robotizadas. Pero igual podríamos decirlo en el caso del trabajo en entidades financieras, por ejemplo. El caso es que, tal como vaticinaba Rifkin, no parece que haya respuestas ante los problemas derivados de esta eliminación de puestos de trabajo y el consiguiente paro por parte de la teoría tradicional del capitalismo industrial. Estado y Mercado parecen mostrarse incapaces de dar respuestas reales a esta situación que cabría calificar de desempleo estructural profundo y que no es de esperar que se solucione cuando llegue la recuperación económica, que esto sí es de esperar que algún día llegue. Pensando en las palabras de Simon Dolan sobre que habrá que competir con máquinas tan inteligentes como nosotros, he recordado que el pasado año se cumplieron 200 años de la rebelión ludita que tuvo lugar en varios condados industriales ingleses, cuando grupos de tejedores, proclamando su lealtad al mítico Rey Ludd del bosque de Sherwood, organizaban incursiones para destrozar las máquinas de las fábricas textiles. Hay que decir que, según la periodista británica Elisa Glaser, que ha investigado sobre el tema, al contrario de lo que tradicionalmente se ha dicho, los luditas no se oponían a la tecnología sino al modo en que se aplicaba. No destruían todas las máquinas indiscriminadamente, sino solo las máquinas propiedad de los empresarios que recortaban salarios. Glaser afirma que los luditas disfrutaron de un cierto respaldo popular, incluyendo a personajes tan importantes para la cultura británica como Lord Byron o la escritora Mary Shelley, autora de la novela Frankestein. Cabe preguntarse si en esta novela, su autora no venía a aludir al lado inquietante de la revolución industrial de aquel momento. Máquinas que sustituían el trabajo de los hombres, en la mayoría de los casos tejedores expertos que veían cómo los telares mecánicos podían ser operados por trabajadores sin conocimiento alguno y a menor salario. Destruir las máquinas no era ni es la solución porque la tecnología no es el problema. Las máquinas, por automáticas que sean, no son más que una herramienta, la solución estaría en inventar un mundo nuevo y una nueva forma de entender el progreso.


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Productos

Medición de nivel radar: más segura, más precisa, más fácil

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espués de los caudalímetros electromagnéticos, los másicos Coriolis, los ultrasónicos y los transmisores de nivel por radar guiado, llega el momento de que los transmisores de nivel radar sin contacto se beneficien de la plataforma común desarrollada por la suiza Endress+Hauser. Esta empresa ha desarrollado la serie Micropilot FMR5x con siete modelos para la medición de nivel, tanto en líquidos como en sólidos. Teniendo en cuenta que las dos tecnologías de radar (guiado y sin contacto) son complementarias, era coherente usar nuestros transmisores de nivel radar sin contacto en la plataforma común, comenta David García, jefe de producto de nivel de Endress+Hauser. Sin entrar en los detalles de esta plataforma, cabe recordar algunas características que aporta esta concepción global. Las carcasas de plástico y acero inoxidable integran un display retroiluminado con teclas ópticas para la visualización de símbolos (pasando a rojo en caso de

fallo, diagnóstico conforme a Namur NE 107...). Incorpora dos salidas de 4-20 mA con protocolos Hart, Profibus PA o Fieldbus Foundation, wireless, etc., y la función HistoROM, de forma que el usuario puede cargar una configuración en la pantalla intercambiable, instalarla en otro transmisor y restablecer así la misma configuración en el nuevo dispositivo. Señales sin falsos ecos La compañía ha aprovechado el desarrollo de la serie Micropilot FMR5x para simplificar la segmentación de los diferentes productos. La familia está distribuida de la siguiente manera: hay un sensor para todas las medidas y el usuario selecciona el transmisor y la antena de acuerdo con el producto a controlar (líquido o sóli-

do). Con la nueva serie, los usuarios pueden elegir un modelo para la medición de nivel en sólidos convencionales (Micropilot FMR56 o 57) o un modelo para aplicaciones higiénicas en líquidos (Micropilot FMR52), entre otros. La serie FMR5x simplifica el servicio y el mantenimiento puesto que permite una programación más fácil, la disponibilidad de piezas de repuesto comunes, etc. Paralelamente a las mejoras en la electrónica a través de la plataforma común, Endress+Hauser ha prestado especial atención a los algoritmos para obtener un mejor procesamiento de las señales y satisfacer mejor las necesidades de seguridad del proceso. Es así que han desarrollado el algoritmo Multi-Echo Tracking, que identifica los ecos debidos

Nuevo analizador de audio y vídeo digital

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ational Instruments ha anunciado la oferta más reciente para la realización de pruebas de dispositivos multimedia, el analizador de video y audio digital NI PXIe-1491 dedicado a HDMI, DVI y dispositivos móviles. Diseñado para realizar pruebas del rendimiento y pruebas

de velocidades de transferencia de datos elevadas de dispositivos de consumo tales como descodificadores, reproductores Blu-ray, teléfonos inteligentes y tabletas, el NI PXI-1491 ofrece medidas automatizadas de alto rendimiento para eliminar la inspección manual subjetiva.

El PXIe-1491 de NI se entrega con NI Video Measurement Suite, un versátil conjunto de pruebas para el análisis de una amplia variedad de estándares de vídeo. NI ofrece también complementos tales como el software NI AudioMaster, diseñado para pruebas exigentes de audio que

Con la serie Micropilot FMR5x, Endress+Hauser lanza al mercado su nueva generación de medidores de nivel radar sin contacto. Se beneficia de las ventajas de la plataforma común de medida de caudal y nivel en términos de electrónica, procesamiento de señales, ergonomía, etc.

a elementos internos y monitoriza en todo momento su evolución para de este modo evitar medidas erróneas. En otras palabras, no solo se filtran los falsos ecos, sino que se tienen en consideración continuamente. Otra gran ventaja es la precisión de las mediciones de líquidos, que pasa de ±3 a ±2 mm debido a las mejoras en el procesamiento de los algoritmos y las electrónicas. Este último punto no va solo, sino que va de la mano del cumplimiento de la IEC 61508, que otorga el grado de seguridad SIL2 y de hasta SIL3 en redundancia homogénea. Es decir ±2 mm y SIL2 simultáneamente. www.es.endress.com incluye la respuesta de frecuencia y distorsión armónica total (THD) y el software NI Picture Quality Analysis (PQA). El software NI PQA proporciona métricas de QoE (Quality of Experience) como PSNR (Peak Signalto-Noise-Ratio) y SSIM (Structural Similarity Index Metric). www.ni.com


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SELECCIÓN DEL MES Productos

Un sensor de seguridad que se apoya en la visión

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MADRID · España /Spain

Con el sensor SC300, Rockwell Automation ofrece una alternativa a las cortinas de luz. La solución, basada en un sensor de visión, es compacta y fácil de implementar en espacios pequeños. 20 ms. En relación con las barreras inmateriales de seguridad, el ámbito es, por supuesto, menor, pero el sensor puede él solo proteger un área de hasta 1,5 m x 1,5 m. La solución es además más fácil de implementar. No es necesaria la instalación de un transmisor y un receptor. Antes de usar el sensor, es necesario definir el área a proteger con cinta reflectante, área dentro de la cual el sensor detectará cualquier intrusión. La detección de las bandas se realiza automáticamente mediante una función de aprendizaje. No se requiere software para programar el dispositivo. Gracias a su pequeño tamaño (50 mm de profundidad y 94 mm de altura), el sensor SC300 es adecuado para aplicaciones de seguridad en espacios pequeños. Se utiliza por ejemplo para proteger las aberturas que autorizan la eliminación de productos de maquinaria de pequeñas dimensiones. Para asegurar áreas más grandes, es posible sincronizar dos sensores montados espalda con espalda, o colocados en ángulo recto uno respecto al otro.

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ara proteger el acceso a áreas o maquinaria peligrosa, hay una gran variedad de soluciones. Las cortinas de luz, escáneres láser u otras medidas de seguridad presentan diferentes características, pero todas juegan el mismo papel: asegurar la detección de intrusos en un área definida. Con el sensor Allen-Bradley SC300 GuardMaster, Rockwell Automation propone otra solución, menos común, basada en visión artificial. La función de seguridad está asegurada en este caso por el procesamiento de imágenes. El sensor detecta la intrusión de un objeto al ver su imagen superpuesta a un patrón establecido como fondo. En la práctica, el sensor SC300 asegura una detección de las manos de acuerdo con el nivel de protección del tipo 3 con un tiempo de reacción de

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Productos

Sistema inalámbrico Fluke

Fácil y segura solución de problemas

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l nuevo sistema inalámbrico presentado recientemente por Fluke está constituido por un multímetro central que recibe las lecturas de tensión, corriente y temperatura de forma inalámbrica desde varios medidores asociados situados en diversas ubicaciones que pueden estar a una distancia de hasta 20 metros. De forma que no solo un único operario puede recibir simultáneamente todas las mediciones, sino que además puede hacerlo de forma muy segura.

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Algunos ejemplos Supongamos el caso de un problema de sobrecarga intermitente de un motor. En primer lugar habrá que comprobar que dicho motor, no sea defectuoso. De ser así, se conectará el motor de arranque en el centro de control del motor al módulo de tensión inalámbrico y el módulo inalámbrico de corriente se conectará al interruptor de desconexión de dicho

motor así como también el módulo de temperatura al propio motor. De este modo se podrá verificar y ver la tensión de alimentación, la corriente y la temperatura en el multímetro central mientras esté en funcionamiento el motor. Ahora será necesario realizar una evaluación adicional para aislar la causa del problema, pero en todo caso un técnico siempre podrá limitar las variables rápidamente. Los módulos se podrían dejar en su sitio y periódicamente un técnico o varios de distintos turnos podrían visualizarlos y registrarlos. Igualmente, los módulos se podrían dejar en su sitio para realizar el registro automático de datos y

descargarlos más adelante para revisarlos. Otro caso es la puesta en servicio de una unidad de control del aire, en este caso se conectaría el módulo de tensión al dispositivo de protección contra sobrecorriente del ventilador de suministro, el módulo de corriente a los cables “T” del ventilador de suministro en el variador de velocidad (VFD), y se fijaría el módulo de temperatura en la cámara impelente de aire de descarga o adyacente al sensor de aire de descarga. De este modo se podrán verificar simultáneamente varios parámetros de funcionamiento, simplificándose así la calibración de la señal de entrada analógica de 0-10 V CC del sensor de aire de descarga al VFD como referencia de la velocidad del ventilador de suministro. También, por ejemplo, en el caso de problemas esporádicos del calentador del cilindro de una extrusora donde haya va-

l ACT20P Bridge es un convertidor desarrollado por Weidmüller que transforma las señales de medición en señales analógicas estándar. La calibración de la célula de carga se realiza por medio de una tecla. Se trata del primer producto de esta nueva gama de convertidores de señal. La mayoría de células

de carga son resortes metálicos cuya deformación es captada por la resistencia extensiométrica y se transforma en señal mV. El puente que nos ocupa lee estas señales y las transforma en una señal estándar 0(4)…20 mA o 0…10 V. Además, el aislamiento galvánico protege la señal frente a alteraciones. Enviando

rias cabinas de control en distintos niveles de una plataforma de tres niveles, podría conectarse el módulo de tensión al rectificador controlado (SCR) correspondiente a la zona de sospecha, el módulo de corriente a los conductores de carga del calentador y el módulo de temperatura al calentador de la zona del cilindro. Puesto que podrían obtenerse medidas en cualquier nivel de la plataforma, bastará una sola persona para recopilar los datos, en lugar de dos o tres operarios en otro caso.

una señal a la entrada de tara se puede ajustar el peso sin carga.

También más seguro También cabe señalar que los módulos del sistema inalámbrico de Fluke permiten condiciones de seguridad de las personas muy superiores al caso de los equipos de protección personal hoy en día exigida por la normativa vigente, al poder conectar a tensiones potencialmente peligrosas, protegidas de forma segura detrás de puertas con paneles cerrados, y se pueden supervisar con facilidad de manera inalámbrica con una notable reducción de la exposición a condiciones peligrosas.

www.weidmuller.es

www.fluke.com

Convertidor/medidor para la lectura de células de carga

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Problemas de sobrecargas intermitentes u otros problemas en máquinas o instalaciones pueden ser resueltos con gran facilidad y a la vez con toda seguridad para los operarios al poder realizar las mediciones a una distancia de hasta 20 metros.


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Nuevo interruptor de nivel vibratorio para altas temperaturas

El Vegaswing 66 es la última novedad de Vega en su gama de interruptores vibratorios para detección de nivel de líquidos. Ha sido diseñado para trabajar de forma fiable, con auto monitorización y a prueba de fallos en aplicaciones con temperaturas de proceso hasta +450 ºC y presiones de proceso hasta 160 bar.

H

asta ahora, el principio de interruptor vibratorio estaba limitado a condiciones de proceso de hasta un máximo de 280°C y 100 bar. Gracias al diseño de la nueva horquilla del Vegaswing 66, este puede trabajar a temperaturas de proceso de -196°C hasta +450°C y presiones de 0 hasta 160 bar. Debido a que no se ve afectado por las propiedades del producto, tales como su densidad, el interruptor de nivel vi-

fiable y precisa al alcanzar un nivel de llenado determinado. No es necesario su ajuste con el producto para su configuración. La capacidad de análisis integrado y monitorización lo hacen apto para certificación SIL2 y normativa para calderas de vapor.

bratorio se puede utilizar sin apenas restricciones. El sensor actúa de forma

Versátil y fiable Con este nuevo instrumento es posible la completa auto-monitorización del sensor, asegurando

Adquisición audio y video en una misma tarjeta

La tarjeta HCV62A de Adlink admite numerosas señales de vídeo, analógicas y digitales en alta definición, así como la adquisición de audio. Esto permite una solución simple para analizar equipos multimedia.

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a principal novedad de la tarjeta de adquisición de datos HDV62A de Adlink Technology es que genera la adquisición de señales audio además de vídeo. Gracias a sus funciones de captura de pantalla, grabación y difusión o transmisión, es compatible con aplicaciones de análisis y de medida, especialmente para el control de equipos en línea de producción. Está destinada particularmente a fabricantes de sistemas multimedia tales como los descodificadores, las cónsolas de juego, reproductores blu-ray o tam-

bién aparatos de imagen médica. La HDV62A evita la utilización de varias tarjetas diferentes, ya que es compatible con numerosos tipos de señales de vídeo, analógicas y digitales ampliamente utilizadas en sistemas de archivo y transmisión de imágenes. En efecto, al igual que el modelo precedente, la HDV62, soporta DVI, HDMI, RGB y YpbPr, pero además maneja más formatos de vídeo S y NTSC/ PAL. Además, la captura de audio, que no existía en el modelo anterior, es aquí digital, con un decodi-

ficador de audio digital integrado por señales HDMI y S/PDIF. Otra novedad: ofrece el procedimiento HDCP (protección de contenido digital de alta definición), permitiendo restringir el uso de flujos digitales audio y vídeo, así como proteger los datos durante la transmisión. En alta definición, la captura de vídeo se puede hacer en exploración progresiva de 720 p o 1.080 p, así como en líneas entrelazadas a 1.080 i. La definición estándar ofrece opciones 480i (NTSC) y 576 i (PAL). Con una resolución de 1.920 x 1.080,

la máxima fiabilidad del sistema incluso en aplicaciones críticas de alta temperatura y alta presión. Las aplicaciones para el Vegaswing 66 van desde las columnas de destilación en la industria del petróleo y gas, hasta para el nivel del agua en calderas de vapor, o para aplicaciones criogénicas en los tanques de gas para gas natural licuado y nitrógeno. Completan la gama de aplicaciones disponibles, las certificaciones estándar según ATEX y FM para su uso con gases explosivos y polvo, así como versiones con sensor compacto o con extensiones de tubo de hasta 6 m, lo que hacen del Vegaswing 66, un producto único y novedoso. www.vega.com el flujo de vídeo sin comprimir es de 60 fotogramas por segundo. El convertidor analógico/digital tiene una resolución de 10 bits. El kit de desarrollo es compatible con el DirectShow HDV62A Microsoft. Los drivers están disponibles para los sistemas operativos Windows 7, Vista y XP, así como Direct X y el software LabVIEW 2009. La tarjeta viene con la utilidad Adlink ViewCreator Pro, evitando el sistema de programación de software para pruebas y depuración. En un factor de forma PCIe x4, la tarjeta mide 174,62 milímetros de ancho por 111,15 milímetros de largo. Se requiere una fuente de alimentación de hasta 12 voltios, a 0,5 amperios o 3,3 voltios a 2 amperios. Puede operar desde 0º a 55 °C. www.adlinktech.com

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Generación eléctrica Automática e Instrumentación

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El auge de los recursos energéticos distribuidos La generación de electricidad se ha realizado tradicionalmente en grandes centrales operadas de manera centralizada. Sin embargo, la tendencia actual es la generación distribuida, que presenta nuevos retos y oportunidades para la operación de los sistemas eléctricos.

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as políticas energéticas de ahorro y la eficiencia energética no consideran únicamente el uso final de la energía, sino que también incluyen los otros eslabones de la cadena energética, como son la generación, el transporte y la distribución. El conjunto de medidas que se establecen buscan garantizar la seguridad de suministro, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, promocionar tecnologías de transformación más eficientes y las energías renovables. En este marco, el sector eléctrico está evolucionando hacia acercar la generación a los consumos, pues se reducen las pérdidas en las redes eléctricas. Y si además, esta generación utiliza fuentes de energía

renovables, se incrementa la eficiencia del sistema eléctrico en su conjunto al reducir la necesidad de combustibles fósiles y se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero. En este sentido, los desarrollos tecnológicos están facilitando e impulsando la conexión de sistemas de generación a pequeña escala a las redes eléctricas de distribución. Estos sistemas, a los que se les conoce comúnmente como generación distribuida, utilizan diferentes recursos energéticos para la generación de electricidad, desde combustibles fósiles como el gas para el caso de microturbinas, hasta recursos de carácter renovable como la radiación solar para los sistemas fotovoltaicos. Asimismo, la regulación también co-

labora en el estímulo del despliegue de la generación distribuida, con normativas como el RD 1699/2011 que regula la conexión a red de generación de pequeña potencia. Sin embargo, a pesar de los beneficios globales, el despliegue de la generación distribuida hace más compleja la gestión y operación de las redes eléctrica. La condición necesaria para el correcto funcionamiento de un sistema eléctrico es el equilibrio entre la energía eléctrica generada y la demandada. De esta manera, debe coordinarse la producción de electricidad en las grandes centrales con la de la generación distribuida. Si no se realiza esta coordinación, puede provocar una sobrecarga en las redes eléctricas, que conlleva un incremento de las


Generación eléctrica Enero 2013 / n.º 447

pérdidas, contrariamente al objetivo de mejora de la eficiencia. Garantizar esta coordinación requiere que el gestor del sistema disponga de los datos de producción de todos los sistemas de generación, independientemente de su tamaño, además de la demanda. Para esto, es necesario el despliegue de las tecnologías de la información y la comunicación, que permitan que se reciban los datos en el centro de control, se procesen automáticamente y se envíen las consignas de generación correspondientes a los diferentes generadores con la finalidad de garantizar la estabilidad del sistema. En España, la generación de régimen especial de más de 1 MW y los parques eólicos de más de 10 MW tienen la obligación de disponer de un centro de control de generación propio, a través del cual interactúan con el operador del sistema. No obstante, quedan fuera las instalaciones de menor potencia, que a pesar de ser de menor tamaño, como existe un número significativo de estas, pueden tener cierto impacto en las redes eléctricas, sobre todo en las de baja tensión. En el caso de los sistemas de generación con fuentes renovables, como dependen de un recurso con comportamiento estocástico, no siempre pueden seguir la demanda eléctrica. Así, la operación de un sistema con este tipo de generación tiene que ser capaz de responder a esta variabilidad con mecanismos que permitan mitigarla. Uno de mecanismos es el establecimiento de criterios de conexión y procedimientos de operación, que establecen las condiciones para disponer de la mayor fiabilidad de suministro posible. En las redes de transporte se aplican desde hace tiempo y evolucionan de acuerdo a la propia evolución de las redes y el mix de generación. Por otro lado, para el caso español, tal como indica el Real Decreto anteriormente citado, se han establecido los criterios de conexión para las redes de distribución, pero todavía se carece de unos procedimientos de operación para estas redes.

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Otro mecanismo para facilitar la operación de sistemas eléctricos con generación basada en fuentes renovables es el almacenamiento de la energía eléctrica. Este almacenamiento facilitaría la gestión de los sistemas con este tipo de generación al permitir la adaptación a la demanda de electricidad, de tal manera que cuando hubiera excedente de generación podrían almacenar energía y ante una falta de generación, este sistema sería el que la suministraría. Así, está apareciendo otro nuevo concepto al que se le denomina recursos energéticos distribuidos, donde se incluyen la generación distribuida y los sistemas de almacenamiento. Este binomio es indisociable en sistemas aislados para garantizar la disponibilidad de energía cuando se demanda. En los sistemas eléctricos interconectados, la generación distribuida se gestiona

de manera coordinada con otras centrales y las interconexiones entre sistemas. Independientemente de la situación, las tecnologías de la información y la comunicación son indispensables. De esta manera es como las redes eléctricas actuales evolucionan hacia las redes eléctricas inteligentes. En esta (r)evolución de los sistemas eléctricos hay que incluir dos aspectos más. El primero es el autoconsumo. La existencia de generadores de pequeña potencia hace que los consumidores puedan instalarse uno a nivel local para satisfacer sus necesidades de energía eléctrica, permitiendo la oportunidad de autoproducción. Esto se podría aprovechar tanto en redes de baja tensión como de media tensión, así como en entornos rurales y urbanos. Incluso, si se utilizan generación distribuida con fuentes renovables, podrían dar lugar a edificios auto-


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ordine con el operador del sistema, como también para facilitar esta actividad a los usuarios particulares del vehículo eléctrico. Este papel lo puede realizar el gestor de carga, agente creado en el RDL 6/2010 y cuyos derechos y deberes se recogen en el RD 647/2011.

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suficientes energéticamente y con cero emisiones. En estos casos, tal como se ha comentado anteriormente, para sortear la variabilidad del recurso renovable se pueden utilizar sistemas de almacenamiento que guarden los excedentes de energía generados para momentos de escasez. También es viable utilizar como apoyo en momentos de escasez la red eléctrica pública. Esta situación da lugar a otro concepto al que se denomina microrred. Las microrredes disponen de sistemas de generación propios para alimentar sus cargas, y además, deben disponer de los sistemas de gestión y control para conectarse y desconectarse de la red eléctrica en condiciones seguras y de acuerdo a las necesidades energéticas y económicas, pues puede haber momentos en los que sea más económico consumir de la red y en otros, funcionar en modo aislado o inyectar energía a la red porque se obtiene un beneficio económico. En cualquiera de los casos, la electrónica de potencia es imprescindible. Un conjunto de diferentes microrredes se podrían agrupar entre sí, dando lugar a lo que se denomina plantas virtuales de generación (VPP, Virtual Power Plants). Estas planta tienen como fin agregar la potencia de un conjunto de diferentes microrredes y poder participar en los mercados de compra-venta de electricidad. Las diferentes microrredes que se agreguen, no necesariamente deben estar físicamente próximas, sino que deben disponer de un único interlocutor que las

represente en el mercado capaz de hacer ofertas, a la vez que realiza la coordinación técnica de la producción con el gestor del sistema. El segundo aspecto a considerar son los vehículos eléctricos. Estos serán una nueva demanda para el sistema, que puede ser aprovechada para establecer mecanismos avanzados de gestión de la demanda. El control de la carga en los momentos más favorables desde un punto de vista tanto del sistema eléctrico como económico será una de las nuevas oportunidades de las redes eléctricas inteligentes. Estas cargas serán típicamente durante la noche, momento en el que el consumo desciende y el precio es menor. Es más, se está pensando en aprovechar la energía disponible en la batería de los vehículos para que se entregue su energía a la red en caso necesario. Este nuevo concepto, al que se denomina del vehículo a la red (V2G, vehicle to grid) aprovecha que los vehículos están la mayor parte del tiempo estacionados para obtener unos ingresos y que puedan actuar como un recurso energético distribuido más. Para esto, se requiere el uso de los contadores electrónicos inteligentes (smart meters), que permiten enviar y recibir las correspondientes señales del mercado y poder facturar la energía correspondiente al precio establecido en ambas direcciones, tanto como consumo como generador. Para esto, es necesario un nuevo agente específico que supervise estos procesos de carga y descarga de los vehículos a fin de que se co-

Conclusiones A modo de conclusión, la figura que se muestra en la primera página de este artículo representa un escenario futuro de las redes eléctricas, donde se podrá encontrar gestores de carga que coordinen el servicio V2G con los operadores de las redes eléctricas de transporte y distribución, TSO (Transmission System Operator) y DSO (Distribution System Operator) respectivamente. Y donde también existirá generación distribuida, que deberá operarse de manera coordinada con las grandes centrales conectadas a la red de transporte, que podrá conectarse en hogares individuales o en edificios. Todo ello, facilitado por las tecnologías de la información y la comunicación. La escasez de combustibles fósiles baratos y la concienciación del cambio climático están permitiendo un mayor interés por los recursos energéticos distribuidos y facilitando su incorporación a las redes eléctricas. Estos recursos, en gran parte de origen renovable, han inducido una evolución del sistema eléctrico hacia las redes eléctricas inteligentes que permita la conexión de un gran número de estos recursos. Además, la disponibilidad de tecnologías de almacenamiento asociadas a la generación distribuida, permiten maximizar su aprovechamiento, dando lugar así a recursos energéticos distribuidos viables tecnológica y económicamente. Y es en esta nueva red en la que se pueden ofrecer nuevos servicios como el autoconsumo, la gestión de la demanda y la carga de los vehículos eléctricos. Roberto Villafáfila Robles, Pol Olivella Rosell Antoni Sudrià Andreu CITCEA-UPC/TeknoCEA


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En el rango de potencias desde 20 hasta 500 kW

La biomasa como fuente de energía eléctrica a pequeña escala La biomasa es una fuente energética natural, abundante y accesible a pequeña escala. Estos tres factores facilitan la implantación de las diferentes tecnologías de aprovechamiento energético, como pueden ser la gasificación o la pirólisis. En función de la biomasa local existente se pueden desarrollar diferentes proyectos y aplicaciones, considerando la tecnología adecuada en cada caso.

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uando se hace referencia al aprovechamiento energético de la biomasa, se piensa generalmente en el bioetanol y el biodiésel, debido a sus producciones masivas en EE.UU. y Brasil, el primero, y en Europa, el segundo. Aunque sea una tecnología bien consolidada a gran escala, los sistemas a pequeña escala son muy distintos. El objetivo del presente artículo es hacer una bren Astillas de madera (Fuente: Fundación Cidaut). ve síntesis de las características de dichas tecnologías, en el La biomasa natural más utilizada rango de potencias desde 20 hasta es la forestal (en forma de astillas de 500 kW. madera tal y como se puede ver en la La Real Academia Española defigura adjunta) por su abundancia, fine como biomasa toda la materia accesibilidad y alto poder calorífico. orgánica originada en un proceso Esta biomasa se utiliza, generalmenbiológico, espontáneo o provocado, te, en forma de pellet, que surge de utilizable como fuente de energía. la necesidad de homogeneizar el La biomasa se puede clasificar en tamaño y la densidad. La biomasa biomasa natural, residual y la proresidual agraria de cultivo proviene veniente de cultivos energéticos. del centeno, maíz, sorgo, girasol, La biomasa natural es la que se arroz y trigo, entre otros. En cuanproduce en los ecosistemas proto a los cultivos leñosos, están los piamente, como los bosques. La huesos y pepitas de árboles frutales, biomasa residual es la proveniente los cítricos, los almendros, olivares y de subproductos de otras actividaviñedos, según estudios del Ciemat. des, ya sean agrícolas, industriales En cuanto a la proveniente de los o urbanas. Finalmente, la biomasa cultivos energéticos cabe destacar la procedente de cultivos energéticos paulownia o la jatropha curcas. se caracteriza por un rápido creciLas diferentes técnicas que permiento y adaptabilidad al medio. miten la obtención de energía eléc-

trica a partir de biomasa se remontan a mediados del siglo XX, en épocas de escasez de petróleo debido a la guerra. Es en ese momento cuando surgen aplicaciones como los gasógenos, cuyo objetivo era sustituir la gasolina por madera, que se gasificaba en procesos con eficiencias inferiores al 10%. Estas aplicaciones supusieron, junto a otras similares, el punto de partida de un largo periodo, aunque interrumpido, de estudio de estas tecnologías. Los principales atractivos de estas tecnologías, en proceso de crecimiento, se encuentran en varios campos: la valorización de recursos hasta ahora considerados residuos, nuevos proyectos de cogeneración y tri-generación (frío, calor, electricidad), la posibilidad de hibridación de estas tecnologías con otras para conseguir mejoras como en la seguridad de suministro, o el hecho de poder crear e innovar en un campo de aplicaciones con mucha proyección por delante. Tecnologías existentes Para poder hacer un correcto balance de cuál es la tecnología más adecuada para cada aplicación hay que tener en cuenta que, más allá


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n Diagrama de proceso de un gasificador de All Power Labs y aspecto externo del gasificador. Dimensiones: 1,2 x 1,2 x 1,8 m. (Fuente: All Power Labs).

de las características propias de cada una de ellas, todas dependen de forma directa de la disponibilidad de biomasa, de la distancia de transporte y del hecho de contar con un sistema de recuperación del calor residual generado, que puede llegar a suponer el doble de la energía eléctrica producida, en aplicaciones cuyo objetivo sea este. Biogasificación La biogasificación o biodigestión es un proceso de tipo biológico en el que la biomasa, necesariamente húmeda, se convierte en biogás mediante la descomposición con microorganismos en ausencia total de oxígeno. El biogás obtenido se compone de CO2, CH4 y una pequeña proporción de ácido sulfhídrico (H2S). El biogás generado deberá pasar por un proceso de limpieza para introducirse en un motor o turbina, y así asegurar la durabilidad y buen funcionamiento del sistema. Se utiliza comúnmente con residuos ganaderos u orgánicos urbanos. Es importante poder tener otras fuentes de residuos (industrias del papel, maderera, etc.) para poder obtener mezclas correctas de sustrato para los microorganismos.

Sus costes de instalación están alrededor de los 4.000-5.000 euros/ kW instalado y su producción eléctrica entre 0,10 y 0,13 euros/kWh. El rendimiento global del sistema, sin aprovechamiento calorífico, está cerca del 30%. El aprovechamiento de este calor residual y también el subproducto líquido obtenido, que puede servir como abono, aumentan el atractivo de esta tecnología. Su uso está plenamente implantado en gestión de residuos ganaderos y en residuos orgánicos urbanos, siendo algunos ejemplos los siguientes: • Ecobiogas: Empresa instaladora de plantas de biogasificación que tiene diversos proyectos funcionando en Catalunya. Algunos ejemplos son la planta de SAT Moliné, en Cassà de la Selva, y la planta de Vila-Sana, en Lleida. Ambos utilizan como biomasa purines de cerdo mezclados con otros componentes en dos reactores de aproximadamente 1.300 m3, para obtener finalmente una producción aproximada de 75 m3 de biogás/tonelada de mezcla introducida. • Apergas: Empresa instaladora de plantas de codigestión anaeróbica (mezcla de diversos subproductos agrarios) de purines que permiten

tanto el autoconsumo como la venta de electricidad. • Husk Power Systems: Empresa india que utiliza la cáscara de arroz como biomasa para la biogasificación que está instalando pequeñas plantas en pueblos de su país. Pirólisis La pirólisis es un proceso termoquímico en el que la biomasa, lo más seca posible, es sometida a un tratamiento a temperatura elevada en el que se descompone en diversos productos más simples. Mediante este proceso podemos obtener desde gas de síntesis (mezcla de H2 y CO), hasta carbón vegetal, pasando por aceites y alquitranes. El gas de síntesis se puede utilizar para la producción de energía eléctrica o bien para cualquier proceso de síntesis química (diésel sintético o metanol, entre otros). Según qué uso se le quiera dar, se pueden variar las condiciones de temperatura y tiempo de residencia en el reactor y así obtener mayor proporción de uno u otro producto. Es una tecnología aún en fase de desarrollo, por lo que es complicado determinar en la actualidad el precio de instalación o producción. El rendimiento del proceso de obtención de dichos pro-

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Algunos ejemplos de fabricación actual de gasificadores los encontramos en la Fundación Cidaut, de Valladolid, que tiene un prototipo de 100 kW de potencia, o la empresa All Power Labs, de California, que produce gasificadores de 10 y 20 kW (ver figura en página anterior), y actualmente está diseñando uno de 100 kW.

n Cuadro conceptual de los tres principales ámbitos de la valorización de la biomasa (Fuente: Elaboración propia).

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ductos oscila entre el 30 y el 60%. Empresas como Piroeco tienen sistemas de revalorización de los neumáticos usados mediante pirólisis, obteniendo gasóleos, carbón y alambres. Gasificación La gasificación es un proceso termoquímico y consiste en someter la biomasa seca a altas temperaturas con una presencia controlada de oxígeno, que oscila entre un 10 y un 50% del oxígeno que sería necesario para la combustión completa de dicha biomasa. Mediante este calentamiento controlado se obtiene

Producto Coste Instalación (€/kW) Coste producción (€/kWh) Rendimiento

principalmente gas de síntesis. El proceso de gasificación genera un gas con cierto nivel de impurezas y partículas contaminantes, y habrá que someterlo a un proceso de limpieza dependiendo de la aplicación final. En el caso de la producción eléctrica, el rendimiento global del proceso está cerca del 30% en plantas de generación con un coste entre 1.000 y 2.000 euros/kW instalado. En estos sistemas productivos, y siempre dependiendo de las características del proyecto, se puede generar electricidad con un coste aproximado de 0,08-0,11 euros/kWh.

Biogasificación

Pirólisis

Gasificación

Combustión

CO2/CH4

H2/CO + C(s)+ Aceites

H2/CO

Energía

4000 - 5000

*

1000-2000

0,10-13

*

0,13

30%**

*

30%**

35-40%**

(*) Muy variable según producto deseado. (**) Rendimiento eléctrico, puede incrementar si se hace un aprovechamiento térmico (cogeneración).

n Resumen de las diferentes tecnologías eléctricas (Fuente: Elaboración propia).

Combustión La combustión de biomasa se produce en una atmósfera con exceso de oxígeno. Por el momento, a pequeña escala, esta tecnología se centra más en la producción de energía térmica. Hay sistemas de cogeneración que utilizan un ciclo orgánico de Rankine (ORC), para maximizar su rendimiento, que llega hasta el 35-40% en generación eléctrica. Aun así, el objetivo principal de estos sistemas es la generación térmica, siendo la eléctrica el subproducto que da valor añadido al proceso. Las calderas que utilizan cáscaras de almendra, huesos de aceituna o piñas para generar calor a pequeña escala son las más extendidas. • La empresa Tot Calderes vende calderas de biomasa en forma de pellets para su uso como calefacción. • En Navás, Catalunya, se procederá próximamente a la instalación de una caldera de biomasa para alimentar la calefacción de tres edificios municipales: la guardería, la escuela de música y el ayuntamiento. • La empresa Lancea ofrece productos de cogeneración con el sistema ORC, teniendo ya experiencia en plantas de 600 kWe. En la tabla adjunta se muestra de forma resumida los términos económicos y de rendimiento de las diferentes tecnologías con capacidad de producir electricidad a pequeña escala a partir de la biomasa. En la figura adjunta se muestran las principales relaciones entre la materia prima, las tecnologías y la obtención de los productos, en el rango de potencias en las que se enmarca el artículo. La relación entre las dos primeras es más flexible, teniendo en cuenta que existen multitud de combinaciones en función de


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las prestaciones de los fabricantes y las condiciones de operación. Por el contrario, las relaciones entre las dos últimas responden a procesos más maduros y desarrollados. Aplicaciones de la biomasa El avance en las tecnologías de aprovechamiento de la biomasa y la progresiva consolidación del mercado de las biomasas apuntan a un cambio importante para el sector energético a pequeña escala, desde generaciones distribuidas, incluidas industrias que demanden vapor o frío industrial y deseen ser independientes energéticamente, hasta un amplio abanico de nuevos modelos de negocio que se generarán en base a las nuevas necesidades. Una vez conocidos los tipos de biomasa y las posibles tecnologías con las que podemos aprovechar la energía contenida en ella, es importante hacer una revisión de cuáles son los campos de aplicación para esta energía renovable. Autoconsumo Entendiendo el autoconsumo como la generación parcial o total de la energía necesaria para el autoabastecimiento. Las industrias que deseen generar energía, tanto térmica como eléctrica, para el desempeño de su actividad, pueden encontrar cada vez más modelos de generación que se ajusten a sus necesidades. De esta manera se pueden aprovechar los recursos locales mediante la adaptación de la tecnología a la biomasa disponible, ya sea seca como astillas, restos de podas o cáscaras de frutos, o húmeda como el orujo de uva o la piel de patata. Venta de energía Vender la energía generada por instalaciones de pequeña magnitud se prevé cada vez más rentable aun teniendo en cuenta la incertidumbre en incentivos y subvenciones así como la tarifa del momento. Esto se debe al incremento de la eficiencia de los procesos y las facilidades en el suministro de la biomasa, por tanto, puesto que estos son los dos principales aspectos de desarrollo potencial en un futuro próximo, se

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Campos en desarrollo

n Diagrama de flujo de energía y biomasa entre productores/consumidores. (Fuente: Elaboración propia).

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asta el momento, el sector de la biomasa que ha experimentado un mayor auge es el del pellet, con 3,5 veces la densidad energética de la astilla sin pelletizar, gracias a su homogeneidad en composición y facilidad tanto en transporte como en almacenamiento. Los pellets suponen una industria por sí sola al igual que la certificación del poder calorífico de los mismos, como por ejemplo lleva a cabo el Centro de Desarrollo de Energías Renovables (CEDER). Este centro, que depende del Ciemat y del Estado, es actualmente la referencia en España para la caracterización de biomasa. Con el avance en las tecnologías expuestas en el artículo se abre el abanico de biomasas con las que se puede operar y, por tanto, se prevé un incremento en su demanda. Dicha demanda es la que propiciará el surgimiento de nuevas iniciativas y empresas que brinden o gestionen su suministro. Un ejemplo de gestión de la biomasa y la energía se muestra en la figura adjunta, en la que se muestran los distintos flujos de distribución de biomasa (franja superior) y de energía eléctrica y térmica (franja inferior). Dado el crecimiento que se prevé en el sector de la biomasa, no sorprende observar cómo diferentes centros están apostando por estas nuevas tecnologías en todo tipo de proyectos e iniciativas. Ejemplo de ello es la fundación Cidaut, que desarrolla novedosos equipos de cogeneración mediante gasificación de biomasa además de apostar por los combustibles alternativos, como el biodiésel, bioetanol o biometanol. Cabe destacar el éxito de los continuos congresos y ferias que se realizan en torno a la bio-energía, como la V Jornada HispanoAlemana celebrada el 29 de noviembre de 2012, en la que Avebiom, Agencia Española de Valorización Energética de la Biomasa, apuntó un brillante futuro para la biomasa térmica en España. La biomasa y las diversas tecnologías suponen un nuevo sector para la ingeniería eléctrica que debe generar los productos necesarios para facilitar su implantación. Los procesos asociados a la biomasa requerirán de los automatismos y de la electrónica de potencia para aumentar los rendimientos de las plantas.

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Para saber más • Castells, Xavier Elias. Tratamiento y valorización energética de los residuos. s.l.: Díaz de Santos, 2005. • Agencia Andaluza de la Energía. Estudio básico del biogás. 2011. • International Energy Agency-IEA. Biomass for Power Generation and CHP. 2007. • Universidad de Valladolid. Sistemas de cogeneración mediante ORC. prevé un claro aumento en la rentabilidad de dichos proyectos.

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Generación para sistemas aislados Muchas son las iniciativas que apuestan por optimizar la eficiencia y el espacio en procesos de generación eléctrica con biomasa. El objetivo común es obtener un producto final compacto, concebido para trabajar en modo aislado y normalizado a un tamaño contenedor, palé o similar, para facilitar su transporte. Un claro ejemplo lo encontramos en All Power Labs para muy pe-

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queña potencia, con dos modelos de 10 kW y 20 kW tamaño palé. La empresa Schnell ofrece tres modelos tamaño contenedor de 200 kW, 400 kW y 800 kW, que combina un gasificador y equipo de cogeneración de electricidad y calor (CHP). A nivel nacional, la fundación Cidaut ofrece el modelo BIOELEC_100, que proporciona 100 kW eléctricos y hasta 200 kW térmicos en un diseño compacto tamaño contenedor con un alto nivel de automatización. Hibridación con otras tecnologías renovables La generación de energía con biomasa tiene también la capacidad de cubrir la intermitencia de otras generaciones como la eólica o la solar, aportando una mayor estabilidad al sistema. Un claro ejemplo, de mayor escala (24,8MW eléctricos) es la planta Termosolar Borges, que inició su funcionamiento en enero de 2013 y opera conjuntamente una planta termosolar con una caldera de gas durante el día, y una caldera de biomasa durante la noche, con un porcentaje de generación renovable del 90%. Esta es la primera central CSP (Concetrated Solar Power) híbrida

del mundo, y primera termosolar en la mitad norte de España, donde se registra una incidencia solar menor que en la mitad sur; no obstante, gracias a las aportaciones de la biomasa y el gas natural, se hace posible un proyecto de tamaña envergadura. La biomasa y las smart grids Las redes eléctricas inteligentes que se están empezando a implantar en forma de contadores inteligentes presentan nuevos retos y oportunidades. La biomasa en las redes inteligentes se presenta como una energía renovable gestionable. La posibilidad de aumentar o disminuir potencia presentará beneficios para los gestores de la red eléctrica. Un ejemplo de aplicación es la gestión automatizada de la producción de pellets en momentos de exceso o falta de energía. De esta manera se podrían aplicar contratos eléctricos de interrumpibilidad de consumo, como los ya actuales, para favorecer la implantación de la biomasa. A modo de conclusiones Se prevé un aumento del interés colectivo en las tecnologías relacionadas con la biomasa a pequeña escala, puesto que las soluciones comerciales presentan cada vez mejores resultados, observables a corto plazo y con costes inferiores. La variedad tanto en tipos de biomasa como en tecnologías de aprovechamiento facilitará su implantación en todo tipo de industrias con demandas de calor, electricidad o productos químicos de alto valor añadido. Por último, la biomasa representa una nueva oportunidad de reutilización de los residuos actuales, con el añadido de que la cadena de valorización puede ser local, desde la materia prima hasta la generación eléctrica, con los beneficios que esto comporta. Jordi Giral, Àngel Lladó, Pol Olivella y Toni Sudrià CITCEA-UPC/teknoCEA


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Tendencias en el sector eólico

Offshore y repowering La instalación de parques eólicos ha saturado los emplazamientos terrestres con los mejores perfiles de viento. Con la finalidad de seguir incrementando la contribución de la energía eólica en el mix energético, se está avanzando en base a dos tendencias. Una promueve instalar parques eólicos en el mar (offshore); la otra fomenta la reutilización de los aerogeneradores que ocupan los mejores emplazamientos. La sustitución por otros aerogeneradores de mayor potencia que incorporan tecnologías más avanzadas, junto con la reubicación de los remplazados en países menos desarrollados, facilita y expande el uso de las energías renovables.

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a participación de las energías renovables dentro del mix energético ha crecido a lo largo de las últimas décadas a nivel mundial. La evolución del sistema de generación eléctrica convencional hacia un sistema de generación distribuido –es decir, a partir de un mayor número de fuentes de energía, de menor potencia y de forma descentralizada– está facilitando la integración de las energías renovables a la red y de la energía eólica, en particular; contribuyendo a la reducción de las emisiones de carbono ante un perfil creciente de demanda de energía. El escenario energético que se está perfilando facilitará la consecución de los objetivos fijados por las políticas energéticas de la UE para el 2020, también conocidos como 20-20-20: recortar las emisiones de CO2 en un 20%, mejorar la eficiencia energética en otro 20% y que el 20% de la energía consumida proceda de fuentes renovables. El papel de la energía eólica para cumplir con las directrices europeas es fundamental. Según la European Wind Energy Association (EWEA), la potencia eólica instalada en Europa presenta un crecimiento medio anual del 15,6% desde 1995 hasta 2011. Según estadísticas publicadas por esta misma asociación, la poten-

n Evolución de la potencia nominal de los aerogeneradores desde 1985 hasta la actualidad. Fuente: Wind Energy Basics, EWEA (European Wind Energy Association).

cia instalada en Europa era de 93.957 MW en 2012, por lo que la potencia instalada acumulada creció un 11% respecto al año anterior, siendo Alemania el país de la UE con la mayor potencia eólica instalada, seguido por España, Francia, Italia y Reino Unido. La potencia eólica instalada a finales de 2011 producirá –en un año normal de viento– unos 204 TWh de electricidad (el 6,3% del consumo total), siendo Dinamarca el país con mayor penetración de energía eólica en el consumo de electricidad (casi un 26%), seguido de España (casi un 15,9%), Portugal (15,6%), Irlanda (12%) y Alemania (10.6%). Todos estos datos apuntan hacia un futuro esperanzador para el sector eólico, pero los emplazamientos terrestres con los perfiles de viento más adecuados para instalar aerogeneradores no son infinitos y, la gran

mayoría ya están ocupados por proyectos finalizados, en construcción o ya planificados pero pendientes de desarrollar. Frente a esta problemática, existen fundamentalmente dos soluciones que permitirán seguir incrementando la potencia eólica generada a pesar de la saturación de los mejores emplazamientos terrestres. Eólica offshore La primera solución consiste en ubicar los aerogeneradores mar adentro (conocida como eólica offshore y como deep offshore cuando se trata de aguas profundas). Además de representar una alternativa a las instalaciones terrestres (también denominadas onshore), las ubicaciones marinas ofrecen perfiles de viento más favorables (más constantes, con menores turbulencias), suelen presentar menor oposición social debido a su menor impacto


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visual y permiten la instalación de aerogeneradores de mayores dimensiones y, consecuentemente, de mayor potencia (ver figura en página anterior). Esta tendencia hacia instalaciones eólicas offshore se puede apreciar en la evolución de la potencia eólica anual instalada en los últimos diez años en Europa. En 2001, se habían instalado 4 MW offshore y 4377 MW onshore. En 2011, se habían instalado 866 MW offshore y 8750 MW onshore. De estos datos se deduce que, en el caso offshore, la potencia eólica anual instalada se ha multiplicado en un factor mayor a 200, y en el caso terrestre se ha duplicado. Con la instalación de parques eólicos offshore, el diseño de los aerogeneradores ha evolucionado para lograr la producción de mayores potencias con el mínimo mantenimiento de las unidades generadoras. Teniendo en cuenta que uno de los componentes con mayor tasa de fallo en aerogeneradores era la transmisión mecánica y multiplicadora (que permite adaptar la velocidad de la turbina a la velocidad del generador), los últimos diseños de aerogeneradores han suprimido este elemento gracias a la utilización de generadores síncronos multipolares. Los convertidores de plena potencia, conectados a este tipo de máquinas eléctricas, garantizan un mayor control del aerogenerador (ver figura adjunta). La tecnología asociada a los convertidores también está en pleno desarrollo, con tendencias hacia convertidores de varios niveles, convertidores modulares integrados con generadores polifásicos y pensados también como interfaz para sistemas de almacenamiento. Debido a la gran variabilidad de los recursos eólicos, en un futuro podría verse que la instalación de dispositivos como baterías, supercondensadores o volantes de inercia permite almacenar la energía en exceso cuando la generación supera a la demanda y entregar la energía necesaria cuando la generación es inferior a la demanda. Las técnicas de control avanzado están posibilitando maximizar la energía capturada del viento,

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I+D para adaptar los aerogeneradores existentes a un nuevo entorno y mejorar su diseño, operación, control y fiabilidad.

n Convertidor de potencia (desarrollado en CITCEA-UPC) que permite un control optimizado del aerogenerador cumpliendo con los códigos de red más exigentes.

minimizar las cargas mecánicas, estabilizar el control de estructuras flotantes y mejorar el control de los convertidores y generadores, así como el control durante perturbaciones de la red. También se reducirá el peso de las palas y se aumentará su radio, gracias a la aplicación del análisis de elementos finitos y a técnicas de fabricación y materiales avanzados (como fibra de carbono). Hasta el momento, la mayoría de los aerogeneradores de grandes dimensiones desarrollados son tripala y de eje horizontal. Las estructuras para ubicarlos en emplazamientos offshore se pueden clasificar en monopila (monopile), tripila (tripile), celosía (jacket) y basadas en la gravedad. En el futuro se desarrollarán estructuras flotantes, como las denominadas ballast stabilized, mooring lines y buoyuancy, que permitirán instalar aerogeneradores en aguas mucho más profundas. Por lo tanto, los desarrollos tecnológicos previstos para la siguiente década en el sector eólico incluyen nuevos conceptos de aerogeneradores, técnicas de control avanzado para su regulación, nuevos diseños de palas, nuevas topologías de parque y mejoras en la integración a red. Cabe subrayar que ha sido gracias a la posibilidad de instalar aerogeneradores en emplazamientos marinos que se ha invertido en

Repowering La segunda solución para ampliar la generación eólica pese a la explotación de las mejores ubicaciones onshore se inspira en la regla propuesta de las 3R sobre los hábitos de consumo responsables y popularizada por la organización ecologista Greenpeace: reducir, reutilizar y reciclar. Concretamente, se basa en la segunda erre: reutilizar. Reutilizar los aerogeneradores que actualmente ocupan los emplazamientos con mejores perfiles de viento y que pueden ser sustituidos por otros de mayores potencias y con tecnología más avanzada. Esta sustitución permite, por un lado, ampliar la potencia instalada en dicha ubicación y, por otro lado, aprovechar los aerogeneradores que han sido remplazados, instalándolos en países en desarrollo, para estimular el uso de energías renovables, a un precio más accesible. Este proceso se conoce como repowering. Según afirma Grontmij en Replacement of existing wind turbines, la sustitución de los aerogeneradores se puede realizar en base a cinco procedimientos. El primero consiste en remplazar 1 aerogenerador antiguo solitario por 1 nuevo. El segundo es sustituir 2 aerogeneradores antiguos por 1 nuevo de mayor tamaño. El tercero fomenta agrupar aerogeneradores solitarios en un parque eólico con un emplazamiento acotado (por ejemplo, 20 aerogeneradores solitarios podrían remplazarse por un clúster de 6 o 10 aerogeneradores nuevos). El cuarto procedimiento se basa en sustituir 1 aerogenerador antiguo por 1 nuevo de potencia parecida, pero con máquina más nueva. La quinta alternativa propugna una sustitución de 1 parque eólico antiguo por 1 nuevo. Cada opción presenta ciertas ventajas respecto a las otras, aunque claramente la que tiene un menor impacto en el paisaje es la tercera. La instalación de nuevos aeroge-

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Componentes de un aerogenerador

n Principales componentes de un aerogenerador. Fuente: Nordex GmbH.

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os componentes de un aerogenerador se pueden clasificar en aerodinámicos, mecánicos y eléctricos. Este desglose está asociado a las etapas de conversión energética que se producen dentro del aerogenerador. La parte aerodinámica permite la captura de la energía cinética del viento, posteriormente transformada en energía mecánica de rotación gracias a la transmisión mecánica y finalmente convertida en energía eléctrica por el generador eléctrico. Los principales elementos de un aerogenerador se listan a continuación y se esquematizan en la figura superior. Su contribución en el coste total del aerogenerador se detalla en la figura inferior. • Palas: permiten capturar la energía del viento y se fabrican generalmente de materiales composite para aportar resistencia y poco peso. • Hub: Parte que permite unir las palas con

el rotor. • Rotor y ejes: El rotor de la turbina se conecta a la transmisión mecánica, constituida por un sistema de ejes y, ocasionalmente, una multiplicadora, para poder transferir la energía mecánica rotacional al generador. • Multiplicadora: Adapta la velocidad de giro del rotor de la turbina a las elevadas velocidades de giro del rotor del generador. • Generador: Convierte la energía mecánica rotativa en energía eléctrica. Las dos tecnologías más utilizadas son DFIG (Doubly Fed Induction Generator, Generador de Inducción Doblemente Alimentado) y el PMSG multipolar (Permanent Magnet Synchronous Generator, Generador Síncrono de Imanes Permanentes). La ventaja del último es que evita la necesidad de incluir multiplicadora, pues, al ser multipolar, presenta velocidades de giro más elevadas. • Góndola: Parte donde se ubican el rotor, la multiplicadora y el aerogenerador. • Torre: Dado que la velocidad del viento varía con la altura, con la finalidad de capturar la máxima energía, se sitúan las palas y góndola en la torre. • Controles, que permiten generar energía eléctrica a partir de cierta velocidad de viento (cut-in speed) y dejar de generar cuando la velocidad del viento supera cierto valor (cut out speed), así como regular la potencia que se está capturando del viento (sistemas de Pitch y Stall), maximizar la potencia generada, orientar la góndola en la dirección del viento (Yaw system), monitorizar y controlar la n Contribución en el coste total del aerogenerador de algunos de sus compocalidad de la energía producida. nentes. Fuente: EWEA. neradores no solo permite generar más energía eólica sin utilizar más terreno, sino además hacerlo con un menor número de aerogeneradores, pues al tener mayor diámetro de rotor, el área abarcada por las palas es también mayor y, en consecuencia,

la potencia extraída del viento y, por lo tanto, la generada, también lo es. Dado que un menor número de aerogeneradores pueden producir la misma o incluso más potencia de la que estaba instalada, el impacto visual se ve reducido (aunque la altura

de los nuevos aerogeneradores será mayor). El coste de producción de la energía eléctrica proveniente de estos nuevos parques eólicos también será inferior, pues la eficiencia de la conversión energética se ve incrementada. Además, hay que


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tener en cuenta que la obtención de licencias para construir parques eólicos ofrece menos dificultades si se trata de una ubicación ya existente, en lugar de una nueva. Todo lo anterior aplica para los países vendedores de los aerogeneradores que han quedado obsoletos. ¿Qué aporta el repowering a los compradores de los aerogeneradores que son sustituidos? Por un lado, una menor inversión (CAPEX) para la construcción del parque y una menor duración del proyecto, lo que reduce el riesgo financiero. Por otro lado, facilidad en el transporte y mantenimiento de los aerogeneradores, por ser de menores dimensiones que los más actuales y sofisticados. Uno de los inconvenientes del repowering es la adaptación a los códigos de conexión a red específicos de la nueva ubicación. Todo parque

eólico que se conecta a la red eléctrica de un país debe cumplir una serie de requisitos técnicos especificados por el operador del sistema de transmisión, que describen cómo debe comportarse el parque y cada una de sus unidades generadoras tanto en condiciones normales de operación como en caso de perturbaciones como cortocircuitos. Son lo que en inglés se conoce como Grid Code Requirements. En el caso de que se plantee el repowering de un parque eólico inglés y se decida ubicar sus aerogeneradores en España, habrá que adaptar estas unidades para que cumplan con los criterios de conexión a red fijados por REE, en lugar de los requeridos según National Grid (TSO del Reino Unido). Como conclusión, frente a la problemática vinculada a la saturación de los mejores emplazamientos

terrestres para instalar aerogeneradores, la ubicación offshore se está convirtiendo no solo en una solución, sino también en una alternativa que posibilita una mayor contribución de la energía eólica en el mix energético. Por otro lado, el repowering, hasta ahora planteado a nivel terrestre, está permitiendo una expansión de la energía eólica gracias a la participación de nuevos países para los que el acceso a las energías renovables tenía un coste inasumible. Todo apunta que ambas estrategias se unirán permitiendo también el repowering offshore.

Mònica Aragüés Peñalba, Oriol Gomis Bellmunt, Toni Sudrià i Andreu, Agustí Egea Álvarez CITCEA-UPC/teknoCEA

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Solución con código abierto

Powerlink cumple con la norma IEC 61499 de Redes Eléctricas Inteligentes El Departamento de Energía del Instituto Austríaco de Tecnología (AIT) está trabajando con la mirada puesta en el futuro del abastecimiento energético desarrollando conceptos para la automatización de la gestión de potencia en redes eléctricas inteligentes. Como nos referimos a redes heterogéneas de arquitectura distribuida y que cumplen con la norma IEC61499, las soluciones más adecuadas son aquellas de código abierto. Siguiendo esta norma y encapsulados como Bloques de Funciones de Interfaz de Servicio (SIFB) para los nodos maestros y esclavos, Powerlink se está convirtiendo en el estándar de comunicación de datos en tiempo real basado en Ethernet para aplicaciones de redes eléctricas inteligentes. 48

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omo las fuentes de energía fósil se están agotando y su combustión ha provocado una serie de problemas como el calentamiento global, el futuro del abastecimiento energético del planeta depende de nuestra habilidad para sustituirlas por fuentes renovables. Algunas de estas, como por ejemplo los parques de paneles fotovoltaicos o los parques eólicos, están sujetos a condiciones ambientales cambiantes. Esto hace que suministren electricidad de una forma menos regular que las soluciones convencionales. Por eso se necesitan más y mejores medios de almacenamiento de energía. Además, las instalaciones y los edificios no solamente se volverán más eficientes energéticamente, sino que algunos de ellos necesitarán de abastecimiento energético a unas horas y suministrarán energía a otros. Redes eléctricas inteligentes: una necesidad Este modelo polifacético de generación y consumo energético está en contraste con el concepto tradicional caracterizado por un gran suministrador y una multitud

n El futuro del abastecimiento energético tendrá una fuerte dependencia de la habilidad de las redes energéticas para adaptarse a la energía generada por fuentes renovables. Esto requerirá de redes eléctricas inteligentes.

de pequeños consumidores. Por tanto, se requieren unas redes de distribución diferentes a las líneas existentes actualmente en el hecho de que éstas deben de permitir el flujo de la energía en varias direcciones. Esto requiere de redes eléctricas inteligentes con la ca-

pacidad de reaccionar de manera autónoma según la información adquirida e intercambiada con las fuentes de energía, las instalaciones de almacenamiento y los puntos de consumo. Los desafíos a escala continental que plantea el desarrollo de redes inteligentes no se pueden gestionar de forma local. Por eso, la Unión Europea ha puesto en marcha la Iniciativa Europea de Red Eléctrica (EEGI) incluida dentro del Plan Estratégico de Tecnología Energética (SET). Las actividades llevadas a cabo por la citada iniciativa están siendo coordinadas por el Departamento de Energía de la AIT (Instituto Austríaco de Tecnología), el cual está también compartiendo su experiencia en redes eléctricas inteligentes con la Red de Operación Internacional de Redes Inteligentes (ISGAN) y la Alianza Europea de Investigación Energética (EERA). Imprescindible un estándar abierto Uno de los desafíos a los que nos estamos enfrentando es la estructura heterogénea de hardware que tienen las redes energéticas, afirma Tho-


Generación eléctrica Enero 2013 / n.º 447

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n Arquitectura de acuerdo con la norma IEC 61499 del entorno de pruebas para conceptos de automatización de aplicaciones de redes eléctricas inteligentes diseñadas en la AIT por Filip Andrén, Thomas Strasses y Christian Landsteiner.

mas Strasser. Desde finales de 2010, este científico especializado en ingeniería mecánica ha estado al frente de un proyecto que tiene como fin la instalación de un laboratorio de pruebas genérico, que cuente con un entorno para la simulación de algoritmos de distribución de energía, así como de componentes y sistemas de redes inteligentes. En cuanto esté finalizado, el laboratorio se utilizará para verificar y optimizar las implementaciones de las diferentes estrategias de distribución energética. Además, se podrá usar a lo largo de todas las fases de la investigación: desde la simulación total hasta la implementación de sistemas a partir de la emulación hardware in the loop. Como las implementaciones del control de distribución energética basadas en redes informáticas necesitan interactuar con los sistemas locales existentes y además se requiere que sean modificables durante mucho tiempo, los mecanismos de control y protocolos de comunicación propietarios están directamente descartados. Las soluciones de código abierto, como Powerlink, serán la elección adecuada para la columna vertebral de nuestra comunicación.

Las estrategias empleadas en los sistemas de distribución energética basadas en redes informáticas por los científicos en Viena se basan en la norma internacional IEC 61499. Con el objetivo de crear aplicaciones de control independientes del hardware y fácilmente portátiles, este estándar define un modelo universal válido para sistemas de control distribuido, que remplaza el modelo de ejecución cíclico. Este modelo antiguo se detallaba en estándares anteriores y su ejecución se realizaba por eventos usando una solución orientada a objetos basada en bloques de funciones. Como sistema principal han utilizado los entornos de ingeniería y de sistema operativo de 4DIAC (Infraestructura para la Automatización Industrial Distribuida y su Control), un sistema de control de código abierto para aplicaciones distribuidas desarrollado según la norma IEC 61499. Comunicación independiente de la topología Para la comunicación entre las CPU de control y las unidades remotas de entradas y salidas en arquitecturas descentralizadas, se necesita un protocolo rápido y versátil. Estuvimos

buscando una versión industrial de Ethernet, ya que esperamos que este estándar tan ampliamente extendido, siga en uso durante mucho tiempo, afirma Filip Andrén, que es ingeniero eléctrico y de automatización y está a cargo de la implementación. Las principales consideraciones que tuvimos en cuenta fueron la total independencia de las restricciones topológicas, la capacidad de establecer una comunicación cruzada y su disponibilidad en código abierto. Otro requisito era que fuera un protocolo en tiempo real que pudiese trabajar directamente en cualquier hardware estándar con Ethernet. Inspeccionando los protocolos del mercado que se usan en aplicaciones industriales, los científicos encontraron solamente un sistema que cumpliera con todos los requisitos. La mayoría de los sistemas industriales basados en Ethernet no están en absoluto disponibles en código abierto, en palabras deThomas Strasser. Powerlink es el único del cual no solamente se ha publicado la documentación del código abierto para poder realizar su implementación, sino que además, está disponible bajo una licencia BSD3 (Distribución de Software de

49


Generación eléctrica Automática e Instrumentación

Enero 2013 / n.º 447

n Científicos del Instituto Austríaco de Tecnología preparan la instalación de un laboratorio de pruebas genérico que cuenta con un entorno para la simulación y la realización de pruebas a escala de algoritmos de distribución de energía, así como de componentes y sistemas de redes eléctricas inteligentes.

50

Berkeley), que deja la arquitectura del sistema sin ninguna restricción mientras protege el know-how que hay detrás de la aplicación. Aparte de esto, en decisiones a largo plazo las consideraciones legales pueden ser de gran importancia. El hecho de que el Grupo para la Estandarización de Ethernet Powerlink (EPSG) esté en posesión de todas las patentes relacionadas es una ventaja significativa, añade Filip Andrén. De esta forma, el derecho de uso de las patentes se traspasan

como parte integral de la licencia y los usuarios se encuentran seguros ante cualquier amenaza legal. Powerlink es el estándar para redes inteligentes Powerlink no solamente está preparado para el futuro por su carácter abierto, también es el más adecuado para la comunicación con unidades remotas de entradas y salidas en arquitecturas de control descentralizadas como es 4DIAC. Con la simple introducción de clases de objetos

para los nodos maestros y esclavos y para las conversiones entre tiempo y eventos dependientes de procesos, Filip Andrén y Thomas Strasser lograron una completa integración con el sistema de control abierto de acuerdo con la norma IEC 61499. Con el uso de los Bloques de Funciones de Interfaz de Servicio (SIFB) para comunicar sobre Powerlink, los científicos crearon un entorno de comunicación que es fácil y rápidamente adaptable a cualquier plataforma de hardware sin necesidad de modificar el propio software. Estos SIFB ya han sido publicados a mediados de 2012 como implementaciones de código abierto y ya han sido incorporados en el 4DIAC. Entre otras cosas, se ha convertido en la fundación del proyecto de nombre Red MAS (Multi Agent System), en el cual sistemas distribuidos locales están colaborando sin una inteligencia de control central. Solamente Powerlink es el que realmente cumple con la norma IEC 61499 para la comunicación avanzada de datos en redes inteligentes de distribución de energía eléctrica. B&R Automation


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Enero 2013 / n.º 447

Almacenando la energía eléctrica: baterías Una de las tecnologías clave para las nuevas redes eléctricas inteligentes son las baterías, que permitirán el almacenamiento distribuido de energía eléctrica necesario para la integración de la generación distribuida con alto porcentaje de energías renovables y el despliegue definitivo del vehículo eléctrico.

A 52

lo largo de la historia de la humanidad, las distintas tecnologías experimentan en ciertos momentos innovaciones puntuales que introducen cambios tan importantes que se pueden considerar saltos tecnológicos. Estos nuevos paradigmas tecnológicos tienen una gran repercusión social y determinan la aparición de nuevas estructuras de organización social con gran influencia en los aspectos económicos y culturales. Las conocidas innovaciones de la máquina de vapor y la aparición de las turbinas hidráulicas, junto con la llegada más tarde de la electricidad, habilitaron la transición de la sociedad de régimen feudal a la sociedad capitalista mediante la conocida como revolución industrial, que no dejó de ser una revolución energética que permitió la producción de bienes y el establecimiento de una sociedad basada en el mercado de consumo. Más recientemente, algunos sectores tecnológicos han experimentado cambios tan importantes que han supuesto un salto cualitativo de gran repercusión social, dando paso a la nueva sociedad de la información y el conocimiento. Nos referimos a la revolución de la información auspiciada por la aparición del ordenador personal y de Internet, y a la revolución de las comunicaciones con el nacimiento de la telefonía móvil y su trepidante ritmo de innovación, con la continua irrupción de nuevos conceptos. Es muy evidente el gran cambio que estas tecnologías TIC están provocando en los modos de vida de nuestra sociedad, con unos

resultados que aún hoy en día son imprevisibles, pues a cada instante aparece algo nuevo. Lo que es indiscutible es que no algo, sino todo, está cambiando, y que estas dos tecnologías se están fusionando. Mientras estas revoluciones tecnológicas se producían, el sector tecnológico más estratégico permanecía al margen siguiendo con las viejas formas de hacer heredadas de la revolución industrial. Nos referimos a la energía eléctrica y la consideramos como la tecnología más estratégica, porque las TIC sin ella no funcionan y la sociedad es cada vez más dependiente de la continuidad y calidad de su suministro. El sector eléctrico se ha basado hasta ahora en la fabricación de la electricidad en grandes fábricas llamadas centrales eléctricas que se localizaban cerca de las fuentes de energías primarias con una ge-

neración muy concentrada y alejada de los centros más importantes de consumo, a los que se aseguraba el suministro mediante una extensa y compleja red de líneas eléctricas de transporte y distribución. Es necesario recordar que el funcionamiento del sistema eléctrico se ha efectuado con una característica única que no tiene ningún otro bien industrial: se debe fabricar en el mismo momento que se consume, pues hasta el momento ha carecido de capacidad de almacenamiento. Esta forma de operación ha sido posible mientras se ha basado en un consumo de fuentes primarias de energía de origen fósil y sin ninguna capacidad de actuar sobre la demanda. Los flujos de energía han sido unidireccionales desde las grandes centrales concentradas de generación hacia los consumos. La disminución de las reservas de


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Enero 2013 / n.º 447

combustibles fósiles y el aumento incesante de la demanda generan un aumento del precio de la electricidad, lo cual, junto con el cambio climático provocado por las emisiones de gases de efecto invernadero, han impulsado el desarrollo tecnológico de las energías renovables, principalmente eólica y fotovoltaica, que en estos momento están llegando a su madurez industrial y con costes de generación de electricidad del mismo orden que las tecnologías clásicas si se tiene en cuenta la ausencia de misiones. Las energías renovables tienen la virtud de que se pueden distribuir en el territorio y, por lo tanto, su despliegue se hace de forma contraria a las grandes centrales mediante la generación distribuida con unidades de pequeña potencia. De esta forma la generación se acerca al consumo y la red eléctrica actúa como redistribuidora del equilibrio entre generación y demanda. Como las energías renovables no son gestionables, ya que su producción depende de factores climáticos, aparecen nuevos retos para aumentar su integración en el sistema eléctrico. Se hace imprescindible la gestión de la demanda y la capacidad local de almacenamiento de la electricidad. Aparecen nuevos conceptos como las microredes y las plantas virtuales como la gestión integrada de varias fuentes energéticas distribuidas que pueden incluir almacenamiento. La operación de un sistema tan complejo con multitud de pequeños

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Medio plazo

Largo plazo

Energía específica [Wh/kg] (descarga a C/3)

80 (100 deseado)

200

Potencia específica [W/Kg] (80 % DOD/30 s)

150 (200 deseado)

400

5

10

600

1000

Vida útil [años] Ciclos de vida (80 % DOD) Precio final [$/kWh]

<$150

<$100

-30~65 ºC

-40~85 ºC

Tiempo de recargas [h]

<6

3~6

Descarga continua en 1 h [%] (sin fallada)

75

75

Degradación de potencia y capacidad [%]

20

20

Rendimiento, % C/3, 6 h de carga

75

80

Auto descarga

<15 %/48 h

<15 %/mes

Mantenimiento

nulo

nulo

15 % de capacidad/ 48 h

15 % de capacidad/ 48 h

Temperaturas de operación

Pérdidas térmicas a 3,2 W/kWh (para baterías de alta temperatura)

n Tabla 1. Criterios de rendimiento para baterías de vehículos eléctricos por USABC.

puntos de generación, con millones de puntos de consumo y con una red de distribución en la que los flujos pueden cambiar de dirección, hace necesaria una gran cantidad de puntos de medida para conocer el estado del sistema y una gran cantidad de puntos de actuación sobre él para mantener la continuidad y calidad del suministro. Esta necesidad de medir, comunicar, tratar y almacenar gran cantidad de datos para emitir órdenes a multitud de puntos de actuación solamente es posible con el soporte de las nuevas tecnologías

TIC. La revolución informática y en las comunicaciones permite una nueva revolución en el sistema de energía eléctrica. En estos momentos, el sector eléctrico está experimentando una nueva revolución que internacionalmente se conoce como smart grid o redes inteligentes. Esta revolución genera una gran demanda de nuevas tecnologías y un nuevo mercado para las comunicaciones, informática, automatización, energías renovables, electrónica de potencia, almacenamiento y vehículo eléctrico.

Li-ion

Li-ionpolímero

SLA

Metal/ Aire (**)

1,35

4~4,2

4~4,2

2,1

1,3~2,73

1,83

1,2

1,2

3,6

3,6

2,0

1~1,4

1,60

2~2,47

1,30~1,73

Energía específica [Wh/kg] (***)

30~60

50~90

90~115

100~110

20~40

65~150

65

115~130

130~180

Autodescarga [%/mes] a 20 ºC

10~20

20~30

5~10

1

4~8

0~15

12~15

0

0

Nº Ciclos de vida

300~700

Rango de temperatura [ºC]

-20~50

Ni-Cd

Ni-MH

Tensión de circuito abierto [V]

1,35

Tensión de operación promedia [V]

(**)

300~600 500~1000 -20~50

-20~50

200 -20~60

200~500 Rec. Mec. (*) -30~60

0~60

(*) Recargable mecánicamente. (**)Son varias tecnologías agrupadas. (***) Calculado con C/5. n Tabla 2. Características destacadas de las principales baterías secundarias para tracción.

Zinc- Sodio-beta Litio-FeS/ (**) Bromo FeS2

1250 10~50

2,08~2,59 1,33~1,73

1000~2500 800~1000 250~350

375~500

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INFORME

n Fuente: ABB.

54

Este cambio paradigmático se efectúa con el soporte de las TIC y, por tanto, se desarrolla bajo su influencia y adoptando muchos conceptos en paralelo. Pasa de la generación concentrada a la distribuida, los flujos de energía son multidireccionales, se desarrollan conceptos de router energético, de almacenamiento distribuido, los datacenters pasan a energy centers. El cloud computing dará lugar al cloud powering. El modelo de negocio se asemejará al de Internet y telefonía móvil, consumiremos electricidad pero no sabremos quién nos la proporciona, se pasará de un mercado de producto a un mercado de servicios. La fusión que se está produciendo entre las comunicaciones y la informática integrará para el consumidor todos los servicios: los distintos contadores de agua, electricidad y gas se integrarán en un solo dispositivo que a su vez proporcionará comunicaciones, computación, almacenamiento informático y almacenamiento energético. Será un services center, que en el futuro integrará iluminación, clima, alimentación, limpieza, seguridad, formación, cultura, entretenimiento. Toda nuestra vida estará en el cloud. Por la misma razón, la era del coche eléctrico está llegando. El precio de los combustibles fósiles seguirá aumentando, el incremento del porcentaje de las energías renovables tiene una barrera que es el bajo consumo nocturno. Ya se han tenido que desconectar algunos parques eólicos por la noche debido a que su

producción superaba la demanda. La carga nocturna de los automóviles eléctricos genera un nuevo mercado que sin inversión en infraestructuras permite vender más energía. Las baterías de los automóviles formarán parte del almacenamiento distribuido, pudiendo aportar energía al sistema en las horas punta mediante el concepto V2G (vehicle to grid), con lo cual se podrá cubrir la demanda al aplanar su curva. Una de las tecnologías clave en todo este proceso de internetización de la electricidad será el almacenamiento de la energía eléctrica. Las necesidades del cloud powering y del vehículo eléctrico han estimulado la mejora de las baterías existentes y el desarrollo de nuevas tecnologías de baterías que permitirán el sueño tanto tiempo esperado de embotellar la electricidad. Tipos de baterías No todas las tecnologías existentes de baterías secundarias se pueden usar para aplicaciones de tracción, ya que las exigencias a las que se las obliga a trabajar son muy elevadas. La tabla 1 de la página anterior presenta, a modo de ejemplo, las especificaciones más destacadas para el rendimiento de baterías de uso a medio y largo plazo para vehículos eléctricos fijadas por USABC (United States Advanced Battery Consortium), de las cuales se detallan algunas de sus características más destacadas en la tabla 2. A continuación, se destacan, a

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modo general, las principales ventajas e inconvenientes de estas tecnologías: • Las baterías de plomo-ácido selladas (Sealed Lead Acid) son fáciles de fabricar, de coste bajo y no requieren mantenimiento, pero disponen de una energía específica demasiado baja para poder ser la única fuente de energía en un vehículo puramente eléctrico. Por otra parte, no tienen efecto memoria, tienen capacidades nominales bastante elevadas, presentan niveles de autodescargas muy bajos y pueden ser usadas bajo condiciones de carga flotante debido a un electrolito famélico y un exceso de material en el electrodo negativo a la hora de realizar su diseño. Esta tecnología presenta pérdida irreversible de capacidad ante sobredescargas profundas, de forma que si va autodescargándose por un largo periodo de tiempo y no se recarga frecuentemente, el ciclo de vida útil de este tipo de batería disminuye drásticamente. • Las baterías de níquel-cadmio son robustas y ello implica que se pueden realizar cargas rápidas sin elevadas consecuencias sobre ellas. También pueden suministrar elevadas corrientes, pero a pesar de disponer de densidades de energía superiores a las anteriores, continúan siendo pequeñas para aplicaciones con altos requerimientos energéticos, además de presentar una curva de descarga plana, de la misma forma que las de Ni-MH, que se detallan a continuación. Aún más importantes resultan los inconvenientes de ser baterías con efecto memoria y la compleja gestión medioambiental del cadmio. • Las baterías de níquel-metal hidruro tienen la principal ventaja de presentar una energía específica bastante elevada, con una tensión de operación prácticamente idéntica a las de Ni-Cd, a pesar de presentar una autodescarga superior a estas. Generalmente, son más sensibles a las sobretensiones en el proceso de carga, especialmente para corrientes elevadas. Dos de las diferencias más claras a destacar en comparación con las de Ni-Cd son: la reacción química que se produce durante la


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carga es exotérmica para las bateMínima Ecualización Máxima Temperatura Temperatura rías de Ni-MH y endotérmica para [V] [V] [V] carga [ºC] descarga [ºC] las de Ni-Cd; y el perfil de tensión Li4Ti5O12 1,5 2,7 2,8 20~55 -40~55 de las baterías de Ni-MH es mucho LiFePO4 2,0 3,4 3,6 0~40 -30~60 más plano en la zona de sobrecarga, LiFeYPO4 2,8 3,4 4,0 -25~75 -25~75 hecho que dificulta la detección de carga finalizada. Además, su coste de LiPo 2,7 4,0 4,2 0~40 -20~60 fabricación es relativamente elevado. LiCoO2 2,7 4,0 4,2 0~40 -30~60 Uno de los aspectos más críticos de esta tecnología reside en su uso en n Tabla 3. Valores de operación para baterías basadas en el litio. temperaturas bajo cero, donde las prestaciones caen drásticamente, a situaciones de sobrecarga y sobreLa resistencia en serie total de pesar que la batería continúa siendo descarga, pudiendo llegar incluso una batería basada en el litio, incluoperativa. a inflamarse o explotar. En líneas yendo elementos de seguridad y la • Las baterías de Litio-ion engloban generales, estas baterías sufren daelectrónica necesaria puede llegar más de una tecnología en función ños irreversibles en las siguientes a unos 300 mΩ en celdas para aplide la química utilizada y normalsituaciones: caciones comerciales actuales. Este mente se clasifican en función de la – Sobrecarga: Daño irreversible e hecho, comparado con los 20 mΩ composición del cátodo, destacando incluso prenden en llamas. con los que acostumbran a trabajar LiCoO2, LiMnNiCO, LiFePO4, LiM– Sobredescarga: Daño irreverlas basadas en Ni, explica, en parte, nO2, Li4Ti5O12, LiMn2O4 o LiNiO2. sible. la menor capacidad de descarga de La elección del ánodo y del cátodo – Carga o descarga fuera de un las primeras. determina el voltaje nominal de la cierto rango de temperatura: AcorEn la tabla 3 se muestran los celda. El tipo de reacción que tietamiento vida útil. valores típicos de funcionamiento ne lugar en los electrodos, de una – Sobrecalentamiento de celda: normal para diferentes tecnologías fase (inserción) o multi-fase (que Prenden en llamas. de baterías basadas en el litio. puede acompañar un proceso de – Cargas o descargas con corrien• Las baterías de Litio-ion-polímeinserción) definen la forma del perfil tes muy elevadas: Acortamiento ro se consideran las sucesoras de las de voltaje de las células durante la vida útil. basadas en Li-ion estándar. En este descarga. Así pues, una gran vencaso, disponen de un electrolito en – Pulsos de corrientes del orden de taja de la tecnología litio-ion es su estado sólido o gelificado, basado segundos: Daño irreversible. versatilidad, ya que permite en un material polimérico fabricar a medida celdas con conductor de iones que se voltajes determinados, utilipuede usar también como zando los diferentes posibles separador. El valor típico compuestos de inserción de conductividad para el de litio disponibles en una electrolito más usado en la gran variedad de potenciales actualidad (óxido de polieredox. tileno) es del orden de 10-8 En líneas generales, des(Ωcm)-1 a 20ºC, factor que tacar dos de sus principacondiciona que el electrolito les características, siendo debe ser una membrana muy estas su elevado potencial fina. Algunos avances en la de operación y su destacamejora de la conductividad da energía específica. Los a temperaturas ambientales electrolitos utilizados en este se han conseguido añadiendo tipo de baterías son no acuolíquidos plastificantes. sos, opuestamente a lo que Este tipo de baterías son, sucede típicamente en las teóricamente, menos reactibaterías basadas en níquel. vas al litio que las basadas en Este tipo de baterías tamelectrolitos líquidos, hecho poco tiene efecto memoria que incrementa la seguridad y presentan autodescargas de la batería, pero la necesipequeñas. Los algoritmos de dad de añadir plastificantes, carga y procesos de descarga o usar un electrolítico en para este tipo de baterías son forma de gel, para aumentar más complejos, debido a la la conductividad provoca enorme sensibilidad de esta que se pierda parte de esta n Fuente: Saft Baterías tecnología a determinadas seguridad, dado que la reac-

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Metal del ánodo

Tensión teórica [V]

Energía específica teórica (del metal) [kWh/kg]

Tensión de operación práctica [V]

Li

3,4

13,0

2,4

Ca

3,4

4,6

2,0

Mg

3,1

6,8

1,2~1,4

Al

2,7

8,1

1,1~1,4

Zn

1,6

1,3

1,0~1,2

Fe

1,3

1,2

1,0

n Tabla 4. Características básicas de las principales baterías de metal-aire

SOC, DOD, capacidad y SOH

L

56

as siglas SOC (State of Charge), DOD (Depth of Discharge) y SOH (State of Health) son los valores que indican el estado de carga, la profundidad de descarga y el estado de salud de la batería en un determinado instante de tiempo. El SOC se define como la proporción de carga disponible en un determinado instante respecto a la carga total cuando la celda o batería se encuentra totalmente cargada. Se indica en porcentaje comprendido entre 0 y 100%. Hay determinados casos en que en la carga de algunas tecnologías, por ejemplo las basadas en el níquel o el plomo, se pueden ver valores superiores al 100%. Esto es debido a que se permite sobrecargar las celdas e introducir algo más de carga de la que se considera nominal. El cálculo del estado de carga es complejo debido al tramo plano que presentan muchas tecnologías desde que se han descargado ligeramente hasta que prácticamente están al 15% de su capacidad. La DOD indica la cantidad de carga que se ha extraído desde que se finalizó el proceso de carga. Se puede indicar en porcentaje o en Ah. La segunda opción es más adecuada porque combinada con el SOC permite obtener más información al usuario. Se suele tener la idea equivocada que el SOC y la DOD son variables complementarias, es decir, de que si el estado de carga es del 100%, en ese momento la profundidad de descarga será del 0% o se dispondrá de la capacidad nominal. No obstante, conceptualmente esta idea no es del todo correcta. Una batería usada por un tiempo que haya perdido parte de su capacidad nominal, después de un proceso de carga completa continúa teniendo inicialmente un 100% de SOC, mientras que la DOD solo podrá llegar a la parte proporcional que haya disminuido la capacidad real. Se entiende por capacidad la cantidad de energía que la batería puede entregar desde que está totalmente cargada hasta que alcanza su tensión residual. El SOH debe de ser un parámetro que indique la calidad actual de la celda o batería evaluada respecto a su estado inicial o de fábrica. Los problemas asociados al gran número de factores vinculados al comportamiento de una celda derivan en que no existe consenso a la hora de fijar cuáles de ellos se deben tener presentes en el cálculo. A modo de ejemplo, se presentan algunos de los que la literatura cita más asiduamente. Así pues, se puede considerar la edad de la batería, el número de ciclos de carga y descarga, el número de ciclos de carga o descarga de gran corriente, la capacidad actual o la resistencia actual comparada bajo unas ciertas condiciones. A pesar que estos fueran los únicos parámetros a considerar, el peso que se le otorga a cada uno de ellos hace que el resultado final pueda diferir mucho.

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tividad con el litio vuelve a aumentar. Además, tal y como se ha comentado, las membranas deben ser bastante finas, factor que condiciona la batería ante situaciones de estrés mecánico. No obstante, presentan una fácil productividad y se pueden fabricar celdas relativamente delgadas en comparación con la tecnología Liion estándar. • Las baterías de metal-aire engloban varias tecnologías, entre las cuales cabe destacar zinc-aire, aluminio-aire, hierro-aire, litio-aire o magnesio-aire como baterías secundarias. La relación electroquímica entre un ánodo reactivo formado por un metal y un electrodo de aire proporciona a la batería un cátodo inagotable. Cuando se habla de electrodo de aire debe entenderse que el electrodo está constituido, generalmente, por carbono y se expone al aire para usarlo como superficie reactiva. Así, el cátodo produce oxígeno durante el proceso de carga y consume cuando la batería se está descargando. La capacidad límite de esta tecnología viene determinada por la capacidad en Ah del ánodo y la forma de manipular y almacenar el producto derivado de las reacciones químicas. Este tipo de baterías pueden llegar a tener energías específicas relativamente altas, pudiendo incluso superar a las de Li-ion. En la tabla 4 se pueden ver las tensiones de operación y potencia específica teórica que serían capaces de suministrar este tipo de celdas. De todos los metales listados en la anterior tabla, al que se ha prestado una mayor atención y al que se le ha efectuado más desarrollo tecnológico es el zinc. Esto responde al hecho de que este metal es el más electropositivo que es estable en electrolitos acuosos y alcalinos, sin la aparición de unos niveles de corrosión excesivos. No obstante, las baterías de zinc-aire presentan problemas de formación de dendritas, disolución y deposición del níquel no uniformes, solubilidad del producto de reacción limitada y bajos rendimientos para el electrodo de aire, cuyos desarrollos y mejoras presentan un ritmo de evolución lento en comparación a


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Baterías utilizadas en vehículos eléctricos (elaboración propia) TURISMOS Marca

Modelo

País

Autonomía [km]

Arquitectura

Velocidad máxima [km/h]

Tiempo de carga [horas]

Batería

Capacidad [kWh]

Capacidad [Ah]

Tensión [V]

Nissan

LEAF

Japón

BEV

175

145

8

Ión Litio

23,8

23,76

360

Peugeot

ION

Francia

BEV

150

130

6

Ión Litio

16,5

16,5

330

Citroën

C-Zero

Francia

BEV

150

130

6

Ión Litio

16,5

16,5

330

GM

Opel Ampera/ Chevrolet Volt

EE.UU.

EREV

60

160

3

Ión Litio

16,7

16,65

370

Mitshubishi i MiEV

Japón

BEV

150

130

6

Ión Litio

16,5

16,5

330

Toyota

Prius plug-in hybrid

Japón

PHEV

22

180

1

Ión Litio

5,2

5,184

346

Smart

Smart elecric drive Coupé

Alemania

BEV

135

100

8

Ión Litio

14,6

14,62

430

Think

City 2010

Fisker

Karma

EE.UU.

BEV

203

100

10

Zebra

83,1

83,104

371

Finlandia

EREV

80

200

10

LiFePO4

20,1

20,1

336

Seat

Leon twin drive ecomotive

España

PHEV

700 (Total)

190

5

LiFePO4

12,0

12

300

Tata

Indica Vista EV

India

BEV

200

110

8

Ión Litio

26,5

26,5

250

BYD

F3DM

China

PHEV

60

No disponible

7

LiFePO4

16,5

12,5

250

MOTOCICLETAS Modelo

País

Arquitectura

Autonomía [km]

Velocidad máxima [km/h]

Tiempo de carga [horas]

Batería

Piaggio

MP3 HYBRID 300

Italia

PHEV

720

120

3

LiFePO4

1,1

31

37

Vectrix

VX1

EE.UU.

BEV

105

100

4

Niquel MH

3,8

30

125

JONWAY

MJS

Xina

BEV

110

95

8

Plomo gel

2,3

38

60

ESCUT

H6000

España

BEV

90

90

6

Ión Litio

2,4

40

60

Km. Verde

X-City 5KWLIT7250

España

BEV

150

88

8

Ión Litio

3,6

50

72

Erockit

eRockit

Alemania

BEV

80

80

4

LiFePO4

3,1

60

51

Govecs

GO S

Alemania

BEV

100

67

4

Liti Polimer

2,9

40

72

Marca

Capacidad Capacidad [kWh] [Ah]

Tensión [V]

VEHÍCULOS COMERCIALES Modelo

País

Arquitectura

Autonomía [km]

Velocidad máxima [km/h]

Cap. Carga [kg]

Batería

Iveco

DAILY 35S Cabina eléctrica

Italia

BEV

120

70

1435

Zebra

Iveco

Daily 35S Furgón eléctrico

Italia

BEV

120

70

1000

Zebra

Renault

Kangoo Z.E.

Francia

BEV

170

130

650

Ión Litio

Marca

Tata

ACE

India

BEV

50

40

700

Plomo gel

Mercedes

Vito

Alemania

BEV

130

89

900

Ión Litio

Micro-Vett (Fiat) Ducato Furgón

Italia

BEV

100

90

1298

Ión Litio

Micro-Vett (Fiat) Fiorino cargo N1-Fi-Li

Italia

BEV

70

75

604

Ión Litio

Allied electric

Peugeot eBoxer

Gran Bretaña

BEV

153

100

895

Ión Litio

Allied electric

Peugeot ePartner

Gran Bretaña

BEV

97

100

681

Ión Litio

CUADRICICLOS Marca

Modelo

País

Arquitectura

Autonomía [km]

Velocidad máxima [km/h]

Tiempo de carga [horas]

Batería

España

BEV

70

65

6

AGM

Capacidad Capacidad Tensión [kWh] [Ah] [V]

Aixam Mega

Mega City

Tazzari

Zero Standar

Italia

BEV

140

100

9

Ión Litio

12,8

160

80

Reva

Revai Deluxe Standar

India

BEV

140

100

8

Ión Litio

12,8

160

80

Melex

861

Polonia

BEV

60

36

8

Plomo acido

13,9

232

60

Mega

Furgón

España

BEV

80

45

8

AGM

7,3

152

48

8,2

170

48

57


INFORME

Automática e Instrumentación

Fabricante

ABB

SPL

Enero 2013 / n.º 447

MES

Nombre comercial

B17

HP

Z5C

Química

Na/S

Na/S

Na/NiCl2

Tipo de celda

A08

PB

ML3

Energía [kWh]

19,2

27,7

17,8

Numero de celdas

240

1408

216

48 s5 p

((4-5 s)16 p)20 s

216 s1 p o 108 s2 p

96

176

557 o 278

730x540x315

728x695x365

755x533x300

Conexionado Tensión [V] Dimensiones [mm] (*)

Peso [kg]

175

250

189

Energía específica [Wh/kg]

118

117

94

Potencia específica [W/kg]

215

240

170

(*) Largo, ancho, alto. (**) Definido a 2/3 de tensión de circuito abierto y 80% DOD. n Tabla 5. Especificaciones reales de baterías basadas en sodio-b, para vehículos eléctricos.

58

otras tecnologías. Los otros metales presentan otros problemas como polarización del ánodo, inestabilidad, corrosión parásita, disoluciones no uniformes, seguridad o manipulación de los productos de la reacción. En función del metal usado, propiedades como el ciclo de vida, el coste, la energía específica o la potencia específica pueden cambiar sustancialmente. • Las baterías de zinc-bromo representan un tipo de tecnología patentada desde hace 100 años, pero que no había presentado salida comercial, principalmente, por dos motivos: por la tendencia del zinc a formar dendritas en la deposición y por la alta solubilidad del bromo en el electrolito acuoso de bromuro de zinc. Estos dos problemas tenían como consecuencia la posibilidad de cortocircuitar o autodescargar rápidamente la celda. Estas baterías presentan una energía específica ligeramente superior a las máximas obtenidas mediante Ni-Cd, son reutilizables, por lo tanto, no afectan al medioambiente y son de bajo coste de producción. Por otra parte, son capaces de soportar cargas rápidas, son robustas ante descargas con una profundidad del 100 %. No obstante, requieren de sistemas auxiliares de circulación del electrolito y de gestión de la temperatura. Además aún se requieren esfuerzos para mejorarlas para aplicaciones de potencia moderada y presentan una alta tasa de autodescarga cuando se apaga mientras se está cargando.

• Las baterías de sodio-beta son baterías basadas en tecnologías recargables a alta temperatura, fundamentadas en un ánodo conformado por sodio líquido como material activo y un electrolito formado por alúmina-beta’’ (β’’-Al2O3). Básicamente hay dos opciones que destacan por su grado de desarrollo actual y propiedades: Sodio/Cloruro de Níquel y Sodio/Azufre. Presentan un potencial de operación relativamente elevado en comparación con las baterías estándar de Ni-Cd o Ni-MH. Estas baterías están pensadas para trabajar a elevadas temperaturas, lo que conllevaría un sistema de gestión de temperatura para aplicaciones de tracción o estáticas, tienen ciclos de vida elevados, presentan una elevada densidad de energía, una buena potencia específica y resulta relativamente sencillo calcular su SOC debido a que presentan una alta resistencia al final del proceso de carga. El hecho de trabajar con electrolitos cerámicos provoca que la batería no pueda someterse a ciclos de estrés térmicos elevados. En la tabla 5 se pueden observar tres modelos de baterías basadas en esta tecnología y optimizadas para su uso en vehículos eléctricos. Algunos de los esfuerzos en este tipo de batería se están realizando en la línea de cátodos alternativos que sean más compatibles químicamente con aleaciones metálicas basadas en el hierro y nuevas membranas más estables a la exposición al agua. • Las baterías de litio-sulfuro de

hierro surgen de la investigación con la finalidad de obtener celdas con electrodos alcalino-metálicos y electrolíticos compuestos por sales fundidas. Se aconseja que el uso de estas baterías se haga por encima de los 375ºC debido al punto de fusión del electrolito usado (LiCl-KCl). El hecho de operar a tan altas temperaturas con sales fundidas deriva en altas densidades de potencia debidas al aumento de conductividad y cinética en el electrolito. Los materiales que integran el ánodo y cátodo resultan interesantes por su bajo peso, pudiendo obtener potenciales relativamente altos (entorno a 2,3 V) y pudiendo suministrar densidades de corriente superiores a 1A/cm2. Las aleaciones de litio usadas para los electrodos negativos reducen la actividad del litio haciendo esta tecnología más tolerante a soportar sobrecargas. Se debe citar que el electrodo positivo se puede construir con otros sulfuros, como por ejemplo, sulfuro de níquel o cobalto, pero por su precio, comercialmente la opción más viable es la que usa sulfuro de hierro. Como ventajas destacadas de las baterías basadas en esta tecnología cabe destacar su alta potencia y energía específica, su tolerancia a sobrecargas, sobredescargas y estrés térmico sobre la batería físicamente, capacidad independiente de la carga, seguridad, fiabilidad e independencia de las condiciones atmosféricas. No obstante, para ello se debe gestionar un sistema de control de temperatura para que la batería trabaje dentro de su rango de funcionamiento óptimo, respondiendo a valores entorno a 400~500 ºC, y se acostumbra a considerar que una parte de la capacidad de la batería se usará específicamente para la citada gestión térmica. Las nuevas tendencias en baterías recargables se dirigen a cambiar el electrolito de sal fundida por uno de compuestos poliméricos, permitiendo operar a temperaturas de 90 a 135ºC. Daniel Heredero, Daniel Montesinos, Antoni Sudrià CITCEA-UPC/teknoCEA


Aplicaciones

 CONTROL DE PROCESOS

Automática e Instrumentación

Enero 2013 / n.º 447

En el edificio de la ONU, en Viena

Elevación sincronizada de una estructura circular de acero y losa de hormigón de 230 TN Con el objetivo de simplificar al máximo las tareas de programación del control estándar, de las seguridades y del sistema de visualización, Enerpac se decantó por el uso de la plataforma de programación Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) de Siemens, que permite utilizar un único entorno de ingeniería para todas las tareas de automatización.

60

E

nerpac, que pertenece como división a la multinacional Actuant Corporation, es una empresa líder en proporcionar soluciones de sistemas de fuerza a nivel mundial. Durante más de 50 años, ha logrado una experiencia única en soluciones hidráulicas para el movimiento y posicionamiento controlado de estructuras. Esta experiencia ha sido reconocida por los profesionales líderes de esta industria, que han dejado en sus manos el traslado preciso y seguro de algunas de las estructuras más reconocidas del mundo, como elevar el puente Golden Gate en los Estados Unidos, ayudar con el lanzamiento del viaducto Millau en Francia y levantar el techo del estadio Nido de Pájaro en Pekín. Las exigencias para este tipo de aplicaciones y, por regla general, en todas las tareas de automatización, son cada vez mayores. Por ello, los conceptos de seguridad tienen que evolucionar de la mano de estas exigencias, permitiendo así la realización de soluciones de seguridad cada vez más complejas y flexibles pero a su vez más fácilmente integrables en el funcionamiento estándar de la aplicación. Esto es básicamente lo que más demandan los clientes: soluciones de seguridad que no supongan un lastre en la instalación o

n Imagen de la estructura de acero y hormigón a elevar.

en el ciclo evolutivo de la máquina, fáciles de implementar y con un diagnóstico adecuado que permita detectar rápidamente cualquier tipo de avería. Siemens, no ajeno a esto, ya fue capaz de simplificar las seguridades de las plantas al integrarlas directamente en la tecnología estándar con la gama de CPUs-F y en un único software de programación basado en el STEP7. Con STEP 7 Safety Advanced, se ha dado un

paso más allá en este objetivo, permitiendo adherir la programación de las tareas de seguridad al TIA Portal, plataforma de programación que ya aunaba la automatización estándar, visualización y control de accionamientos con los Simatic STEP 7, Simatic WINCC y Sinamics StartDrive. En este proyecto se trataba de realizar el levantamiento sincronizado de una estructura circular de acero y losa de hormigón de aproximada-


CONTROL DE PROCESOS  Enero 2013 / n.º 447

mente 230 Tn en el edificio de la ONU en Viena, Austria. Para realizar este levantamiento, se utilizaron un total de 18 cilindros hidráulicos, con sus respectivos sensores de carrera, gobernados por controladores Simatic CPU 151-8F PN/DP y con una tolerancia máxima permitida de 1 mm entre los diferentes cilindros. Es aquí donde residía una de las principales funciones de seguridad de esta aplicación: realizar un paro de forma segura y sincronizada en cada uno de los cilindros hidráulicos en caso de superación de la máxima tolerancia permitida para evitar problemas estructurales. La otra función de seguridad contemplaba una serie de setas de emergencia repartidas estratégicamente por toda la superficie de elevación para poder realizar un paro manual y nuevamente sincronizado de todos los cilindros en el momento oportuno. Para este tipo de proyectos, Enerpac utiliza como mínimo un sistema de elevación que gobierna un determinado número de cilindros hidráulicos y una pantalla Simatic Comfort Panel de 15”, todo ello programado con TIA Portal. Si por el peso a desplazar se precisa de un mayor número de cilindros, simplemente se conecta por Ethernet un segundo sistema de elevación gobernado por otro controlador 151-8F PN/DP y

Aplicaciones Automática e Instrumentación

n El sistema de elevación tiene una pantalla de la gama Comfort de Siemens donde se visualiza el estado de los cilindros hidráulicos.

otro Comfort Panel para gobernar estos cilindros adicionales. Sobre el mismo cable de Ethernet vía PROF Isafe se envía tanto la información estándar como la de seguridad. De esta manera, se pueden ir conectando sucesivamente estaciones in situ, en función de la carga que hay que manejar. En este procedimiento de ir conectando equipos de forma dinámica y sencilla, reduciendo al máximo la posibilidad de cometer riesgos que

n Armario de control con PLC Simatic IM 151-8F capaz de ejecutar tareas estándar y de seguridad.

pudieran retrasar el levantamiento, es donde estaban las principales exigencias de Enerpac. Era requisito obligatorio utilizar el mismo programa para todos los PLC y pantallas, de tal manera que el personal encargado de realizar la elevación se limitara simplemente a conectar por Ethernet los equipos e indicar por pantalla el número de posición que iba a ocupar cada sistema de elevación. En función de esta posición, el PLC y la pantalla tomaban la dirección IP correspondiente que iban a tener. Aquí es donde entró en juego todo el potencial del TIA Portal, ya que fue necesaria la utilización de diferentes funciones ya existentes en este software, como la posibilidad de cambiar la IP del PLC y de la pantalla por programa, establecer enlaces de comunicación vía PROFIsafe entre equipos no especificados para el envío de datos estándar y de seguridad y la utilización de bloques para la ejecución de tareas de posicionamiento y maniobras de seguridad. Control, visualización y seguridad, todo en uno Todo este proceso de ingeniería hubiera sido mucho más complejo si se hubieran tenido que configurar los tres sistemas de forma independien-

61


Aplicaciones

 CONTROL DE PROCESOS

Automática e Instrumentación

Enero 2013 / n.º 447

n Plataforma de programación TIA Portal de Siemens.

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62

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te: programación del controlador, pantalla de visualización y gestión de las seguridades. En este caso, al estar todos ellos integrados en el TIA Portal y utilizar una única base de datos común, se simplificaron procesos como la generación de variables e introducción de etiquetas, que se realizó una sola vez y se utilizó en todos los editores, minimizando la posibilidad de cometer errores al tener mayor transparencia. Otra mejora significativa se tuvo a la hora de realizar el programa de seguridad, ya que en el momento que se seleccionaba una CPU-F del catálogo de hardware, automáticamente se generaba la estructura que iba a albergar dicho programa de seguridad. Así, el programador podía abrir directamente el bloque correspondiente y empezar a crear dicho programa. Para esto, se puso a disposición del usuario una librería certificada por el TÜV según las normas EN ISO 13849-1 y EN 62061 para el control de las principales funciones de seguridad: setas de emergencias, puertas con o sin enclavamiento, funciones de muting, bimanuales, control de retorno de contactores, etc. Los bloques de seguridad de dicha librería utilizados en esta aplicación fueron: ESTOP1 (paro de seguridad), FDBACK (vigilancia del estado de los contactores) y los bloques de comunicación para enviar y recibir datos de forma segura (F_SENDS7 y F_RCVS7). Enerpac también contempla el uso de tecnologías inalámbricas para comunicar por PROFIsafe a través de puntos de acceso y clientes de la gama Scalance W en aquellos proyectos donde resulta complicado llevar el cable de Ethernet entre los diferentes sistemas de elevación, todo ello cumpliendo con los máximos niveles de seguridad. El levantamiento se realizó correctamente con una tolerancia de trabajo efectiva de aproximadamente 0,5 mm. Raúl García Industry Automation Siemens, S.A.


Suscríbase a Automática e Instrumentación Productividad y eficiencia del diseño a la producción 446 / Diciembre 2012

Automática e Instrumentación Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

HERRAMIENTAS PARA LA SIMULACIÓN Automática e Instrumentación

Simulación multifísica en los sistemas CAD/CAE

Los proveedores de soluciones CAD/CAE están publicitando sistemas de simulación multifísica, cuando en realidad en muchos casos están ofreciendo soluciones multidisciplinarias. Hemos identificado los discursos de los proveedores más relevantes y analizado algunas de las tendencias que se vislumbran, entre las que se encuentra la creación de una nueva ciencia denominada SBES (Simulation Based Engineering Science). Pág. 42 INFORME Software para la gestión del mantenimiento Pág. 53

Incluye tabla de oferta

SPS IPC Drives: una feria altamente especializada

SIMATIC HMI Comfort Panels

Diciembre 2012, n.º 446

TIEMPO REAL

Brillantes – inteligentes – ágiles

Panorama Industria alimentaria: Una apuesta al exterior basada en la innovación interna

Los nuevos SIMATIC HMI Comfort Panels ofrecen un sin fin de funciones integradas para los requerimientos más altos. La nueva familia de dispositivos, completamente rediseñada, incorpora versiones con pantallas de 4“ a 12“, con opción de manejo táctil o por teclas. Todos los paneles disponen de pantallas panorámicas brillantes de alta resolución de 16 millones de colores, con retroiluminación LED atenuable.

Apoyan la gestión inteligente de energía a través de PROFIenergy y están perfectamente integrados en el marco de la innovadora ingeniería Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) a través de SIMATIC WinCC V11. Estás a solo un “clic” de distancia de todas las características y beneficios de los SIMATIC HMI Comfort Panels. siemens.es/automatizacion

Automática e Instrumentación

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Soluciones

 GESTIÓN DE ENERGÍA

Automática e Instrumentación

Enero 2013 / n.º 447

Desarrollado por Mitsubishi Electric

Sistema de gestión de energía en fábrica usando información de la producción El concepto e&eco-f@ctory de esta firma japonesa consigue ahorro energético interrelacionando y gestionando la información de la producción y la información de la energía para identificar la energía desperdiciada en el sistema de producción.

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omo resultado del gran terremoto acontecido en el Este del Japón el mes de marzo de 2011, el suministro eléctrico de este país está atravesando una situación crítica. En concreto, han sido seriamente afectadas las fábricas que consumen una gran cantidad de energía. Mientras tanto, en China y otros países emergentes, donde el crecimiento económico es alto y la automatización de plantas de fabricación progresa, el ahorro energético es un punto clave para el crecimiento económico y la protección medioambiental global. El gobierno japonés ordenó a todas las empresas con un consumo de

electricidad superior a 500 kW reducirlo en un 15% respecto al año anterior. e&eco-F@ctory, la solución energética de Mitsubishi Electric Factory Automation, va orientada a reducir el coste total de la propiedad (TCO) integrando sistemas IT a los equipos de producción para conseguir una alta productividad y un ahorro energético en todo el mundo. Como consumidoras de gran cantidad de energía, las fábricas de producción deben conseguir un ahorro energético adicional con la utilización de sistemas de gestión de la energía (FEMS, de sus siglas en inglés), los cuales gestionan la energía

n e-F@ctory es la solución global de Mitsubishi Electric en Factory Automation (FA) para visualizar la producción relacionando el nivel de planta con el sistema de información y para reducir los costes totales de la propiedad gestionando el ciclo plan-hacer-verificar-acción.

en las plantas. Las dos aéreas básicas de uso de energía en las fábricas son, por un lado, el sistema productivo, donde se realiza el producto final, y por otro, las infraestructuras. La solución de Mitsubishi Electric que nos ocupa se ha centrado en la parte que contribuye al ahorro de energía del sistema de producción. En el sistema de producción, la mejora de la productividad y el ahorro energético están muy relacionados entre sí. La mejora de los ratios de utilización del equipamiento reduce el consumo de energía no necesaria durante los tiempos de espera o paros de las máquinas. Por otro lado, reduciendo el tiempo de ciclo también se ahorra energía, pues se disminuye el tiempo de funcionamiento del equipo mientras se mantiene la misma cantidad de producción. Adicionalmente, la calidad en términos de rendimiento ayuda a reducir el gasto de energía innecesaria consumida al producir productos defectuosos. e-F@ctory es la solución global de Mitsubishi Electric en Factory Automation (FA) para visualizar la producción relacionando el nivel de planta con el sistema de información y para reducir los costes totales de la propiedad gestionando el ciclo plan-hacer-verificar-acción. Por su parte, el concepto e&eco-f@ctory fue creado añadiendo la energía como un elemento adicional a la solución e-F@ctory. El concepto e-F@ctory se muestra


Soluciones

GESTIÓN DE ENERGÍA  Enero 2013 / n.º 447

Automática e Instrumentación

n Medida de energía por el módulo de medición de potencia.

en la figura de la página anterior. El PLC actúa como cerebro controlador que ejecuta la secuencia del equipo de producción, más varios dispositivos, como sensores, etc., unidos todos ellos mediante una red de campo, mediante la cual son recogidos varios tipos de información de la producción. El interface MES (Manufacturing Execution System), uno de los módulos del PLC para la conexión directa hacia el sistema de información, conecta el equipo de producción directamente sin ninguna pasarela de comunicación del tipo ordenador personal. Empleando el interface MES, la comunicación entre la planta y el sistema de información se consigue de manera muy económica. Visión general de la e&eco-F@ctory Con e-F@ctory, la productividad se mejora empleando tecnología de redes y sistemas de información. Adicionalmente, mejorar la eficiencia energética y la productividad se consigue al mismo tiempo usando tecnologías de medición desarrolladas en el campo de distribución eléctrica, una de las principales áreas de negocio de Mitsubishi Electric. Con el concepto e&eco-F@ctory, el ahorro energético se consigue

en cuatro etapas: medición, visualización, reducción y gestión de la energía. Un aspecto importante de la medición de la energía es la recopilación de datos de energía en conexión con la información de la producción, como puede ser información sobre la calidad, no simplemente recopilando datos del uso energético en la máquina. En la máquina, el PLC almacena información de la producción, así que proporcionando los datos de energía al PLC es posible medir la energía que está interrelacionada con las condiciones de producción y el

estado operativo del equipamiento. Mitsubishi Electric ofrece un módulo de medición de energía compatible con el sistema MELSEC-Q (figura superior). En la etapa de la visualización, la información de la energía y la producción recopilada en el PLC en la etapa previa es analizada usando tecnología IT, para posteriormente ser visualizada de varias formas: por parte, por producto y por equipamiento. El interface MES soporta el paso de la visualización transmitiendo la información de energía y producción al sistema de información. Para una exitosa reducción de la energía, es necesario introducir equipamiento que posibilite una alta eficiencia energética. Un ejemplo de ello es optimizar el consumo energético de la planta y las máquinas usando variadores de frecuencia y motores de alta eficiencia. En la etapa de gestión (la que persigue la mejora interrelacionando información de producción con el consumo energético), es importante monitorizar el consumo específico y la energía usada por la planta y la máquina, entendiendo por consumo específico la cantidad de energía consumida para producir una unidad de producto. En la figura inferior aparece un ejemplo de visualización del consumo específico por proceso, mostrando que este consumo específico representado por el gráfico de línea empeora en el proceso (5)

n Ejemplo de visualización del consumo específico por proceso.

65


Soluciones

 GESTIÓN DE ENERGÍA

Automática e Instrumentación

Enero 2013 / n.º 447

e&eco-F@ctory aplicado en fábricas de Mitsubishi Electric

n Sistema e@ecoFactory y panel de control.

E

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n la línea de producción de interruptores de Fukuyama Works, donde se fabrican los equipos de distribución y control eléctrico de Mitsubishi Electric, se ha implantado el sistema que nos ocupa en las etapas de medida, gestión y visualización de datos. En Fukuyama Works se gestiona el consumo específico de cada línea de producción. Al fraccionar el análisis por líneas fue posible identificar los factores que podían deteriorar el consumo específico y determinar las contramedidas. Sin embargo, al gestionar el consumo específico línea por línea, la detallada información sobre la producción y energía era independiente para cada una de ellas, por lo que resultó necesario dedicar un tiempo y recursos humanos significativos para analizar los factores que podían deteriorar el consumo específico. También dificultaba precisar el equipamiento que ejercía de

cuello de botella en la línea. En consecuencia, como puede observarse en la figura adjunta, se introdujo en cada equipamiento de la línea un sistema de gestión de consumo específico. Como resultado, este consumo fue rápidamente identificado y examinando la información de producción y calidad almacenada en los PLC fue posible analizar de manera eficiente y determinar las contramedidas oportunas. Las características del sistema implantado son las siguientes: • Medición energética para cada uno de los equipos de producción. El módulo de medida de energía QE81WH, ideal para los equipos de medición, está instalado en cada equipo de producción. La energía es medida equipo por equipo y monitorizada por un servidor de base de datos de alto rendimiento. • Almacenamiento de la información de producción

n Consumo específico por equipos de producción.

asociado al cambio de modelo de producción. Este ejemplo es interesante en términos de consumo energético. Al contrastarlo con el gráfico de barras que muestra el tiempo de ciclo, se visualiza claramente que el tiempo de ciclo se incrementa en el proceso (5), el cual perturba el equilibrio de toda la línea como un todo. En este caso, mejorando el equipamiento del proceso (5) para reducir el tiempo de ciclo, la productividad de toda la línea incrementa y globalmente se reduce el consumo de energía.

n Configuración del sistema de visualización a partir del consumo específico.

El sistema de adquisición de datos EcoWebServer III es un sistema de adquisición de datos embedded que visualiza la energía en un web


GESTIÓN DE ENERGÍA  Enero 2013 / n.º 447

Soluciones Automática e Instrumentación

n Análisis de los consumos específicos.

y calidad guardada en cada PLC de los equipos. La información de producción (cantidad de producción) y la de calidad (frecuencia, duración, tipo de error, etc., o detalles de averías) se proporciona al servidor de base de datos a través al módulo de interface MES, lo que permite una gestión detallada del consumo específico y proporciona eficientes factores para el análisis. • Visualización en el servidor de base de datos de alto rendimiento de: – Consumo específico de cada equipo de producción. Este es calculado a partir de la cantidad de energía y producción del conjunto de toda la línea y sus tendencias se muestran en orden cronológico en terminales HMI. En este nuevo sistema el consumo específico por día/ equipo de toda la línea se muestra en una sola pantalla (figura adjunta). – Análisis en detalladas gráficas en orden cronológico del consumo específico y de la frecuencia y duración de paros por averías (figura adjunta). Para mostrar toda esta información en una sola pantalla es posible captar la correlación entre el deterioro del consumo específico y el paro por avería.

browser usando la función de servidor web. Sus principales funciones son: • Adquisición de datos medidos (corriente, voltaje, potencia, energía, corriente de fugas, etc.) de elementos compatibles con la red industrial CC-Link (Control and Communication Link). • Recopilación de datos de producción almacenados en el PLC en memoria tipo compactFlash. • La función webserver embedded permite suministrar datos de consumo a los usuarios de una red LAN. • Sin construir un genuino sistema de gestión de la energía basado en un entorno servidor, es posible construir rápidamente un sistema

• La pantalla de análisis de averías muestra el número de averías día/equipo y los detalles de las mismas (descripción del error, hora producida, tiempo empleado para restaurar la avería, etc.). Esta información posibilita realizar un análisis eficiente e implementar medidas correctoras para la mejora de los equipos. (figura adjunta).

67

n Detalles del desglose a corto plazo.

n Sistema de visualización de la información de producción y de energía.


Soluciones

 GESTIÓN DE ENERGÍA

Automática e Instrumentación

Enero 2013 / n.º 447

sin programación mediante el simple uso de parámetros (figura de la página anterior).

producción y la energía. Por ejemplo, para gestionar el consumo energético respecto a las condiciones de funcionamiento de cada equipo de producción (funcionamiento, reposo o avería), es necesario determinar la energía desaprovechada durante el reposo (standby) o en caso de avería y determinar el tiempo de espera para piezas o cambios en la configuración para así poder reducir el tiempo de standby. Esta gestión se puede lograr mediante la vinculación del sistema

Mitsubishi

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Automática e Instrumentación

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Sistema de visualización interconectado con informaciones de producción Para alcanzar los objetivos de e&ecoF@ctory, es necesario identificar los puntos a mejorar en la producción y uso de energía. Para este propósito es necesario recoger y gestionar todos los datos posibles sobre la

MES que administra los datos de producción y el sistema gestor de la energía EMS que recopila los datos energéticos. La figura de la página anterior nos muestra un ejemplo de configuración del sistema utilizando equipos de automatización industrial de Mitsubishi Electric. Los datos de producción, así como los energéticos que nos proporcionan los módulos de medida energética se transmiten vía la interface MES para cada equipo a los sistemas MES y EMS. Además, la información energética de toda la línea es recopilada desde analizadores de redes, interruptores automáticos, etc., y luego transmitida al EMS mediante el módulo MES. Gracias a esta información resulta posible planificar la producción para ejecutarla cuando sea menos costoso, por ejemplo, en los turnos de noche, en el pico de la producción fotovoltaica, en invierno cuando no se consume aire acondicionado, etc.


tecnoMarket Nueva generación de cortinas fotoeléctricas de seguridad

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 La nueva cortina de seguridad deTec4 Core desarrollada por Sick Optic es un nuevo dispositivo de protección sin contacto que cumple el nivel PL “e” conforme a EN ISO 13849 y el nivel SIL3 conforme a IEC 61508. Si es necesario, puede montarse sobre soportes de fijación orientables, lo que permite reducir notablemente el tiempo de instalación. Con un renovado diseño, muy robusto y compacto, incluye una salida de cable única en su clase, lo que implica que en resoluciones de 14 y 30 mm no se producen zonas ciegas. La altura del campo de protección se puede elegir, en incrementos de 150 mm, desde un mínimo de 300 mm hasta un máximo de 2100 mm. De este modo, ofrece una protección completa ante accesos de conformidad con EN ISO 13855. Por lo que respecta al alcance, se puede optar entre 7 m para una resolución de 14 mm y 10 m para una resolución de 30 mm. Puesto que el sensor funciona únicamente en modo de protección, no requiere configuración. Se pueden integrar funciones adicionales con la ayuda de los relés de seguridad o de los controladores de seguridad Flexi Classic y Flexi Soft de Sick. deTec4 Core ajusta automáticamente y con exactitud el alcance del dispositivo durante su puesta en servicio.

www.sick.es

NUEVOS PRODUCTOS PARA LA AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

Nueva serie de convertidores  La nueva serie de convertidores de frecuencia MX2 de Omron proporciona un control del motor con un 200% de par de arranque y añade un avanzado control de par en lazo abierto de motores síncrono y asíncrono. Además, integra funcionalidad de programación lógica de serie, E/S de seguridad según normativa ISO13849-1, Cat3 (PLdSIL2) y tarjetas de comunicación para redes industriales. Gracias al uso de la tecnología vectorial actual para el control de motor, este nuevo convertidor ofrece un par de arranque del 200% a 0,5Hz. Con la herramienta de programación lógica (diagrama de flujo o editor de texto) integrada de serie, se pueden crear programas de hasta 1000 líneas y con 5 tareas ejecutándose en paralelo, así como ampliar el número de entradas y salidas a controlar mediante una tarjeta opcional que dota de mayor flexibilidad a la aplicación sin necesidad de controles externos. Por otro lado, puede realizar sincronismo de velocidad con un maestro sin necesidad de hardware adicional, pues dispone de entrada de pulsos/ encoder integrada. Asimismo, incorpora la funcionalidad avanzada de posicionado sencillo, con la que es posible configurar hasta 8 posiciones preprogramadas y conmutar entre control de velocidad y posición según requiera la aplicación. Además, incluye dos entradas de seguridad y una salida de monitorización de dispositivos externos, según la normativa ISO13849-1 Cat 3 (PLd-SIL2). Este cumplimento permite la opción de evitar el uso de contactores de salida para realizar las funciones de seguridad de la máquina, ahorrando costes y cableados innecesarios. La comunicación RS485-Modbus se incorpora de serie y opcionalmente se pueden montar las redes principales del mercado, DeviceNet, Profibus, EtherCAT, EthernetIP, Mechatrolink… www.industrial.omron.es

Módulos UPS y baterías  La firma Weidmüller ha lanzado recientemente al mercado nuevos módulos UPS y baterías. En estos, la unidad de control de la UPS, así como el correspondiente módulo de batería y la fuente de alimentación, forman un sistema completo de UPS de corriente continua. Durante el funcionamiento normal, la tensión de entrada procedente de la unidad de control de la UPS está conectada directamente a la carga. En caso de fallo de la red eléctrica (caída de la tensión de entrada de corriente continua), el sistema pasa inmediatamente a alimentarse con la batería. En el momento en que se restablece el suministro eléctrico, el sistema vuelve al funcionamiento normal y el cargador integrado recarga la batería al máximo. Tres salidas de relé, así como tres salidas adicionales de transistor activo y una señal de control para bloquear el funcionamiento con batería, facilitan un control remoto completo mediante PLC o DCS. www.weidmuller.es


Verificación rápida y detallada para su dispositivo

Asegure las mejores medidas con las fuentes de alimentación precisas, fiables y flexibles de Agilent Technologies. Alimentación DC precisa y sin ruido completamente especificada. Protección robusta en las salidas y con capacidades de detección de fallos. Funcionalidades DMM integradas.

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Aumenta la productividad en medidas DC sobre DUT El analizador de potencia DC N6705B proporciona un gran aumento de la productividad en la medida y alimentación de tensión y corriente DC en el DUT mediante la integración de 4 instrumentos en uno: Fuente de alimentación, DMM, osciloscopio, generador de onda arbitraria y adquisidor de datos. El N6705B puede ser programado a través de GPIB, USB, LAN y LXI Clase C.

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Permite elegir entre 24 módulos distintos en función de las necesidades.

Solución de medida y análisis para AC/DC completa Los generadores/analizadores 6810B de AC de Agilent son equipos ideales para hacer pruebas de fuentes de alimentación, pruebas sobre UPS, sistemas de aviónica ATE (Automated Test Equipment), pruebas de factor de potencia en equipos, etc a través de un sencillo interfaz de usuario. Incorpora un analizador de potencia que le permite combinar las prestaciones de un multímetro, osciloscopio, generador de forma de onda arbitraria, analizador de armónicos y de potencia todo en uno.

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www.ayscom.com


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tecnoMarket

Nuevas unidades de giro  Sommer Automatic ha desarrollado las nuevas unidades de giro SWM1000, que se ofrecen en cuatro tamaños constructivos pensando en las exigencias que requiere la descarga de piezas de inyección. Con un peso muy reducido y unos ciclos de giro muy cortos, el accionamiento es a través de un cilindro neumático de doble efecto, el cual proporciona un par de giro de hasta 64Nm. El tiempo de giro es, según tamaño y sin carga, entre 0,3 s y 0,6 s. La transmisión de fuerzas se realiza a través de un accionamiento de palanca y un eje apoyado en rodamientos. Así , es posible llegar hasta los 10 millones de ciclos sin ningún tipo de mantenimiento. El poco peso de esta unidad, junto a su gran par de giro, permite utilizar modelos más pequeños para una misma aplicación. La detección integrada se realiza a través de un detector magnético. El tope final, sobredimensionado, evita daños en sobrecargas y es ajustable en ±3°. La amortiguación de las posiciones finales se realiza de forma opcional a través de amortiguadores con ranura helicoidal patentados. El anclaje y posicionado de la unidad de giro se realiza a través de casquillos de centraje. www.sommer.es

PLC, RTU, pasarela y concentrador, todo en uno 72

 La firma Er-Soft ofrece el controlador universal RTU32, que proporciona flexibilidad y gran funcionalidad para tareas de comunicación y control. El manejo rápido de la información con protocolos IEC61850, IEC60870-5-101/103/104, IEC61400, IEC61131, Profibus, Modbus, COMLI, SNMP y DNP3 lo hace ideal para aplicaciones con sub-estaciones y centrales eléctricas, tratamiento de aguas, para la industria de telecomunicación, de transporte, y del gas y petróleo. RTU32 es PLC, RTU, pasarela y concentrador todo en uno. www.er-soft.com

Nuevo controlador de carga  Schneider Electric ha presentado su nuevo controlador de carga solar de alta tensión XW MPPT 80 600, que complementa la gama de productos para instalaciones aisladas y de respaldo de Schneider Electric. Con una elevada tensión de entrada fotovoltaica, hasta 600 V en corriente continua, seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) y una intensidad de carga de 80 A, el sistema de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) controla el suministro de la potencia máxima disponible del campo fotovoltaico al banco de baterías. El controlador de carga incorpora de serie protección integrada contra fallos a tierra del campo fotovoltaico. También utiliza algoritmos de carga seleccionables de dos o tres etapas, con la posibilidad de ecualización manual, para maximizar el rendimiento del sistema y prolongar la vida de las baterías. La tecnología Shade Tolerant Fast Sweep (MPPT) proporciona una mejor recolección de energía (energy harvesting) en comparación con los tradicionales algoritmos de los controladores de carga, en condiciones de potenciales sombras parciales en los elementos del campo fotovoltaico. www.schneider.es

Enero 2013 / n.º 447

Nuevos componentes para el sistema de periferia distribuida escalable Simatic ET 200SP

 Siemens ha anunciado la ampliación de su nueva gama de periferia escalable Simatic ET 200SP con módulos de entrada/ salida high feature, un módulo de 4 salidas a relé y un adaptador de bus BA 2x FC. Con el módulo de 8 entradas digitales High Feature y el módulo de 8 salidas digitales High Feature se consiguen funciones como indicación y diagnóstico individualizado por canal, ampliación de pulsos, generación de alarmas de procesos ante cambios de la señal y posibilidad de desconexión/conexión de alimentación individualizada por canal mediante perfil PROFIenergy para ahorro energético durante pausas de producción. Por su parte, el módulo de 4 salidas a relé normalmente abierto se utiliza para aplicaciones con salidas libres de potencial con valores de sustitución parametrizables canal a canal y soporte de perfil PROFIenergy. En cuanto al adaptador de bus BA 2x FC, con sistema de conexión directa FastConnect para el cable Profinet, su utilización se recomienda recomendado para todas aquellas aplicaciones en las que la ET 200SP esté sujeta a cargas mecánicas (vibraciones o golpes) o con exigencias de compatibilidad electromagnética (EMC) significativamente mejores que en el caso de la conexión RJ45.

www.siemens.es


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ANUNCIANTES

Anunciante

Página

Ayscom ............................................................ 71 B&R ......................................................... 29 y 73

Enero 2013 / n.º 447

EN EL PRÓXIMO NÚMERO Mantenimiento remoto de máquinas

Beckhoff Automation ............................... 27 y 69 Endress + Hauser ..............Interior portada y 21 Er-Soft ............................................................. 13 Fluke .......................................................Portada Ifema ............................................................... 31 KEB ................................................................. 59 Mathworks ....................... Interior contraportada Mesurex ............................................................. 4 National Instruments ...................................... 43 Omron ............................................................. 23 Phoenix Contact .................... 51 y contraportada Rockwell Automation ...................................... 15 Side ................................................................. 37 Siemens ............................................................. 3 Tempel ............................................................ 25 74

Vipa ................................................................. 17 Weidmüller................................................ 6 y 19

Especial Smart Manufacturing

Panorama

Automatización de instalaciones portuarias Informe Motores eléctricos de alto rendimiento

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Director generAl comerciAl Ramón Segón

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ejecutivos De cuentAs Víctor Bernabeu vbernabeu@tecnipublicaciones.com Francisco Márquez fmarquez@tecnipublicaciones.com

colAborADores y consejo Asesor Xavier Alcober, Jordi Ayza, Xavier Pi, Antoni Sudriá, Francesc J. Suelves, Laura Tremosa, Constanza Saavedra

suscriPciones Teléfono de atención al cliente: 912 972 000 Horario: 08:00-14:00 h.

ceA (comité español de Automática) César de Prada (Presidente), Joseba Quevedo (Vicepresidente), Miguel Ángel Mañanas (Secretario)

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NUEVO Sintonización con un solo clic

Más seguro, más preciso, más fácil.

SINTONIZACIÓN DE PID DE FORMA SENCILLA

Nuevo estándar en instrumentación radar

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La nueva familia Micropilot FMR5x garantiza la seguridad y la precisión en la medida de nivel en las industrias química, oil&gas, ciencias de la vida, alimentación y primarias, desde el producto más básico para aplicaciones sencillas hasta las versiones de alto rendimiento destinadas a las aplicaciones más complejas. Endress+Hauser ha desarrollado el hardware y el software de la nueva generación de instrumentos de acuerdo con la IEC61508, hasta SIL3 con redundancia homogénea y con ±2 mm de precisión.

Use Simulink para modelar y simular su controlador PID y la planta utilizando componentes. Diseñe automáticamente el controlador y ajuste las ganancias de forma interactiva. Para prototipado rápido o para la implementación, genere código directamente desde sus modelos, ya sea ANSI-C, IEC 61131-3 ó HDL.

Además del Multi-Echo Tracking que marca y rastrea toda las señales para eliminar falsos ecos cambiantes, el nuevo concepto HistoROM permite una rápida y fácil puesta en marcha, mantenimiento y diagnóstico de los equipos. Además, posee el proof test más fácil del mundo para SIL que ahorra tiempo y dinero.

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La nueva generación de instrumentos de Endress+Hauser ofrece, seguridad, precisión y eficiencia a lo largo del ciclo de vida del producto.

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Productividad y eficiencia del diseño a la producción

El primer SAI inteligente

447 / Enero 2013

Automática e Instrumentación Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

Automática e Instrumentación

GENERACIÓN ELÉCTRICA

El auge de los recursos energéticos distribuidos Los desarrollos tecnológicos están facilitando e impulsando la conexión de sistemas de generación a pequeña escala con las redes eléctricas de distribución.

INFORME Almacenando la energía eléctrica: baterías

Pág. 34

EL SISTEMA INALÁMBRICO

FLUKE CNX CNX CAMBIE LAS REGLAS DEL JUEGO.

QUINT UPS-IQ Inteligencia para la máxima disponibilidad de su instalación.

TM

Pág. 52

Por primera vez, la tecnología iQ le asegura al 100% la disponibilidad de su instalación ante cualquier fallo de red. eso se consigue gracias al nuevo sistema de gestión de baterías que proporciona un diagnóstico avanzado que incluye:

Sistema de gestión de energía en fábrica usando información de la producción TIEMPO REAL

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Enero 2013, n.º 447

• Nivel de prestaciones de las baterías

Panorama Evolución industrial: nuevo año de incertidumbres

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