jueves, 28 de julio de 2016
domingo, 17 de julio de 2016
Filament winding (bobinado de filamento)
El bobinado, devanado o enrollamiento
de filamento es una técnica de fabricación para la creación de
estructuras de material compuesto. El proceso consiste en enrollar
filamentos y/o cintas tensados, impregnados con una resina termoestable,
sobre un molde macho cilíndrico o mandril. El mandril gira, mientras
que un carro se mueve en sentido horizontal, el cual establece las
fibras en el patrón deseado. Los filamentos más comunes son de carbono o
de vidrio de fibra y son recubiertos con una resina sintética mientras
se enrollan. Una vez que el mandril está completamente cubierto con el
espesor deseado, se coloca en un horno para solidificar (curado) de la
resina. Una vez que la resina se haya curado, el mandril se retira
(desmolde), dejando el producto final hueco.
El bobinado de filamento se adapta bien a la automatización, donde la tensión de los filamentos puede ser cuidadosamente controlada. Los filamentos que se aplican con alta tensión dan como resultado un producto final con una mayor rigidez y fuerza, baja tensión resulta en una mayor flexibilidad. La orientación de los filamentos también puede ser controlado cuidadosamente para que las capas se encimen y se orienten de manera diferente de la capa anterior. El ángulo en el que se establece la fibra de las capas inferiores determinan las propiedades del producto final. Un ángulo alto ofrecerá resistencia a la compresión, mientras que un patrón de menor ángulo (conocido como un sistema cerrado o helicoidal) proporcionará una mayor resistencia a la tracción.
El
bobinado de filamento se utiliza para la fabricación de tubos de gran
diámetro. Existe un diámetro mínimo por debajo del cual la técnica se
convierte en poco práctica. Las máquinas de CFW están disponibles para
diámetros de 0,25 a 4,0 m.
Ventajas y desventajas del bobinado de filamento
Ventajas:
- Automatizable
- Rápido
- Contenido en resina controlable
- Se elimina etapa de elaboración de preforma de fibras
- Buenas propiedades mecánicas
Desventajas:
- Limitado a formas convexas
- Problemas para controlar algunas geometrías del refuerzo (axial, tendencia a seguir la línea geodésica)
- Costo del mandril (según tamaño)
- Cara externa pobre estéticamente
- Generalmente se necesitan resinas de baja viscosidad (peores propiedades mecánicas problemas de seguridad laboral)
El bobinado de filamento se adapta bien a la automatización, donde la tensión de los filamentos puede ser cuidadosamente controlada. Los filamentos que se aplican con alta tensión dan como resultado un producto final con una mayor rigidez y fuerza, baja tensión resulta en una mayor flexibilidad. La orientación de los filamentos también puede ser controlado cuidadosamente para que las capas se encimen y se orienten de manera diferente de la capa anterior. El ángulo en el que se establece la fibra de las capas inferiores determinan las propiedades del producto final. Un ángulo alto ofrecerá resistencia a la compresión, mientras que un patrón de menor ángulo (conocido como un sistema cerrado o helicoidal) proporcionará una mayor resistencia a la tracción.
Descripción del proceso
Existen tres modelos básicos de bobinado:
Bobinado helicoidal: el movimiento de rotación del mandril se combina con el movimiento de traslación longitudinal del cabezal de impregnación. Siendo este método el más frecuentemente utilizado
Bobinado circunferencial: se trata de una variante del bobinado helicoidal pero con un ángulo de enrollado de 90º.
Bobinado polar o plano: tanto el movimiento de rotación como el de traslación longitudinal es realizado por el mandril, permaneciendo fijo el cabezal de impregnación.
Existen tres modelos básicos de bobinado:
Bobinado helicoidal: el movimiento de rotación del mandril se combina con el movimiento de traslación longitudinal del cabezal de impregnación. Siendo este método el más frecuentemente utilizado
Bobinado circunferencial: se trata de una variante del bobinado helicoidal pero con un ángulo de enrollado de 90º.
Bobinado polar o plano: tanto el movimiento de rotación como el de traslación longitudinal es realizado por el mandril, permaneciendo fijo el cabezal de impregnación.
El
bobinado de filamento también se puede describir como la fabricación de
piezas con fracciones con un alto volumen de fibra y orientación de las
fibras controlada. Las fibras se sumergen en un baño de resina en el que
se recubren con resina de bajo o medio peso molecular. Estas fibras
impregnadas luego son enrollados alrededor de un mandril (molde) en un
patrón controlado para formar la forma de la pieza. Las velocidades de
trabajo se encuentran entre los 90 - 100 m/min para fibras de vidrio y
entre los 15 - 30 m/min para fibras de carbono y aramida. Después de
concluir, la resina se cura, por lo general utilizando el calor. El
núcleo de molde puede ser removido o se puede dejar como un componente
integral de la pieza. Este proceso se utiliza principalmente para piezas
huecas, generalmente los componentes de sección circular u ovalada,
como tuberías y tanques. Recipientes a presión, tuberías y ejes de
transmisión pueden ser fabricados por bobinado de filamento. Se ha
combinado con otros métodos de aplicación de fibra tales como moldeo
manual, pultrusión, y el trenzado. La compactación es principalmente a
través de la medición de la tensión de la fibra y el contenido de
resina. Las fibras pueden estar impregnados con resina antes del
bobinado (devanado húmedo) o impregnadas posteriormente al bobinado
(bobinado en seco).
Maquinaria
Una máquina de bobinado de filamento continuo (máquina CFW o máquina CW) es, tal como indica su nombre, un equipo mediante el cual se realiza el bobinado de filamento, en forma continua, sobre una banda de acero cilíndrica. El proceso de bobinado de filamento continuo también se conoce como el Proceso de Drostholm.
Una máquina de bobinado de filamento continuo (máquina CFW o máquina CW) es, tal como indica su nombre, un equipo mediante el cual se realiza el bobinado de filamento, en forma continua, sobre una banda de acero cilíndrica. El proceso de bobinado de filamento continuo también se conoce como el Proceso de Drostholm.
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| Equipo de bobinado de filamento |
El equipo tiene un carro
encargado de guiar los filamentos para su enrollado en un cilindro que
gira denominado mandril o husillo. El carro va montado sobre un riel que
permite su movimiento a lo largo del cilindro a fin de que el
recubrimiento sea uniforme a lo largo del mismo siguiendo un patrón
geométrico constante, además presenta un movimiento tangencial al
cilindro para mantener una distancia uniforme cuando la circunferencia
aumenta su radio producto del crecimiento de las capas de fibras. En
algunos casos, también puede realizar movimientos radiales, efectuados
en los extremos redondeados de tubos.
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| Movimientos del carro |
El carro hace el
recubrimiento en varias pasadas de ida y vuelta manteniendo tensado el o
los filamentos. El impregnado de la fibra puede ser efectuado en una
etapa previa o en el mismo carro. Los carreteles de filamento y cinta
son montados en un dispositivo denominado fileta o creel, el cual puede
presentar guías para aunar todos los filamentos y un dispositivo de
tensado regulable.
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| Rack de filamentos |
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| Impregnado de filamentos |
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| Carro |
Los parámetros claves del proceso son: la tensión en las fibras, ratio de impregnación y geometría del bobinado
La
resistencia y la rigidez del ovillado pueden ser optimizadas alineando
las fibras en las direcciones de las cargas. Esto hace que la
orientación de la fibra sea crítica para el funcionamiento de la pieza y
determina en gran parte la performance final de la misma.
Equipos periféricos
Para
alimentar a la maquina se necesita áreas de almacenamiento de materias
primas, de mezcla de resinas, catalizadores, etc. Normalmente, también
se incluye el calentamiento de la mezcla de químicos.
Una
vez enrolado el filamento del grosor deseado, puede ser curado ya sea a
temperatura ambiente o bien a alta temperatura mediante un horno para
acelerar el curado.
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| Pieza en horno vertical para curado |
La operación de
desmoldado, una vez curada la pieza, es realizado generalmente en forma
manual. Eventualmente se pueden utilizar dispositivos de empuje o tiro
para facilitar dicha tarea.
Materiales
La fibra de vidrio es la más frecuentemente utilizados para el bobinado de filamentos, las fibras de carbono y aramida también se utilizan. Las estructuras que requieren una alta resistencia y propiedades físicas elevadas se producen con resinas epoxi, las resinas de poliéster (más baratas) se especifica para la mayoría de las otras aplicaciones. La capacidad de utilizar el refuerzo continuo o sin interrupciones supone una clara ventaja, ya que se obtiene un alto volumen en la fracción de fibra, aproximadamente el 60% a 80%. El material compuesto es normalmente curado a alta temperatura antes de retirar el mandril. Las operaciones de acabado, como el mecanizado o rectificado normalmente no son necesarias.
Las resinas utilizadas pueden ser: epoxi, poliéster, viniléster, fenólicas, etc.
Las fibras usadas son: las de vidrio, aramida, carbono y boro. Las fibras se utilizan directamente desde ovillos o carreteles.
Por lo general, en las piezas no se utilizan núcleos estructurales pero puede ser utilizado cualquiera, sobre el cual se enrolla la fibra y forma parte de la pieza final.
La fibra de vidrio es la más frecuentemente utilizados para el bobinado de filamentos, las fibras de carbono y aramida también se utilizan. Las estructuras que requieren una alta resistencia y propiedades físicas elevadas se producen con resinas epoxi, las resinas de poliéster (más baratas) se especifica para la mayoría de las otras aplicaciones. La capacidad de utilizar el refuerzo continuo o sin interrupciones supone una clara ventaja, ya que se obtiene un alto volumen en la fracción de fibra, aproximadamente el 60% a 80%. El material compuesto es normalmente curado a alta temperatura antes de retirar el mandril. Las operaciones de acabado, como el mecanizado o rectificado normalmente no son necesarias.
Las resinas utilizadas pueden ser: epoxi, poliéster, viniléster, fenólicas, etc.
Las fibras usadas son: las de vidrio, aramida, carbono y boro. Las fibras se utilizan directamente desde ovillos o carreteles.
Por lo general, en las piezas no se utilizan núcleos estructurales pero puede ser utilizado cualquiera, sobre el cual se enrolla la fibra y forma parte de la pieza final.
Productos
Los
productos que actualmente se producen con esta técnica son palos de
golf, tubos, remos, horquillas de bicicleta, postes de transmisión,
alumbrado y energía eléctrica, recipientes de alta presión, cubiertas de
misiles, fuselaje de aviones y mástiles de yates.
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| Bobinado de filamento de tubo para alta presión |
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| Caños |
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| Tanques |
Ventajas:
- Automatizable
- Rápido
- Contenido en resina controlable
- Se elimina etapa de elaboración de preforma de fibras
- Buenas propiedades mecánicas
Desventajas:
- Limitado a formas convexas
- Problemas para controlar algunas geometrías del refuerzo (axial, tendencia a seguir la línea geodésica)
- Costo del mandril (según tamaño)
- Cara externa pobre estéticamente
- Generalmente se necesitan resinas de baja viscosidad (peores propiedades mecánicas problemas de seguridad laboral)
SECADOR DE FLAKES DE PET
Secado de flakes de PET
PRINCIPIO BASICO DEL SECADOR DE FLAKES DE PET
Secado de PET reciclado proveniente de envases post-consumo reducidos a
escamas (flakes), de 10 mm de tamaño, por molienda y lavados en solución
acuosa caliente (85-95ºC) de soda cáustica y tensoactivos.
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| Flakes o escamas de PET |
1.1 Cuando se fabrica lámina, película o tejido con flakes de PET
como materia prima, el agua contenida en el flakes causará el deterioro
del material durante el proceso de fusión a alta temperatura dentro del
extrusor
1.2 El contenido de de humedad del flake de PET sin secar por lo general ronda entre 0.7 y 1 %.
1.3 Solo un adecuado proceso de secado reduce el contenido de humedad por debajo del 0.1 % (1000ppm)
1.4 Aun contenidos de humedad tan bajos como 50ppm producen una severa hidrólisis durante el proceso de extrusión. En otras palabras una hidrólisis severa en el PET causara una caída en el índice de viscosidad o viscosidad intrínseca (IV), lo cual es equivalente a una reducción del peso molecular del plástico. En estas condiciones la calidad de la lámina será mala. Las resistencias físico-mecánicas del producto disminuirán produciéndose efectos no deseados como ser lámina quebradiza, variaciones de espesor, amarillamiento y otros.
1.5 El secado de flakes de PET es un proceso físico de transferencia de calor y masa.
1.6 La deshumidificación puede dividirse en dos etapas: la eliminación de la humedad en la superficie del flake y el agua contenida en el interior del mismo, es decir, ocluida en los poros.
1.7 La humedad superficial es fácil de eliminar mientras que la humedad ocluida en el interior es más dificultosa de separar en términos de energía y tiempo consumidos.
1.8 Solo cuando hay una diferencia de presión (ΔP) entre la superficie y el interior del flake, la humedad ocluida en los poros del material migrará hacia la superficie del flake desde donde la misma será evaporada por una corriente de aire caliente, proceso para el cual se necesitará una importante cantidad de tiempo
1.9 Para lograr el proceso anteriormente mencionado (punto 1.8) es necesario utilizar aire presecado, es decir, una corriente de aire a la cual se le eliminó gran parte de la humedad ambiental que originalmente contiene. Este aire seco es usado como gas de arrastre para eliminar la humedad superficial y la humedad interna que irá migrando hacia la superficie del flake.
1.10 Una forma de medir la humedad residual en una corriente de cualquier gas es medir su punto de rocío. Cuando el punto de rocío alcanza -20 ºC el contenido de humedad es de 0.9 g/m³, a punto de rocío de -30 ºC la humedad es de 0.345 g/m³ y a -40 ºC la humedad es de 0.123 g/m³. por lo cual cuanto menor es el punto de rocío del aire utilizado, tendrá una mayor eficiencia el proceso de secado de flake.
1.11 La relación aire/flakes de PET es normalmente entre 3.5 y 4.5 (m³ de aire / Kg de flakes).
1.12 El aire es precalentado mediante el empleo de resistencia eléctricas hasta que el mismo alcance una temperatura de entre 165 y 175 ºC.
1.13 Los flakes de PET en la torre de secado principal es secado durante por lo menos 5 horas usando aire seco con punto de rocío -40 ºC.
1.14 El silo previo al secador, posee circulación de aire que entra al aparato por su base saliendo por la parte superior, presecando (eliminación de humedad superficial) y precristalizando el flake a una temperatura de 100 a 120 ºC mientras el material es agitado lentamente mediante paletas. Posteriormente es transferido al silo secador.
1.15 Los flakes de PET es descargado por la base de la torre de secado principal una vez que su humedad encuentra por debajo de las 50 ppm.
Inmediatamente el flake seco se transfiere a un silo hermético desde donde se alimenta al extrusor.
1.2 El contenido de de humedad del flake de PET sin secar por lo general ronda entre 0.7 y 1 %.
1.3 Solo un adecuado proceso de secado reduce el contenido de humedad por debajo del 0.1 % (1000ppm)
1.4 Aun contenidos de humedad tan bajos como 50ppm producen una severa hidrólisis durante el proceso de extrusión. En otras palabras una hidrólisis severa en el PET causara una caída en el índice de viscosidad o viscosidad intrínseca (IV), lo cual es equivalente a una reducción del peso molecular del plástico. En estas condiciones la calidad de la lámina será mala. Las resistencias físico-mecánicas del producto disminuirán produciéndose efectos no deseados como ser lámina quebradiza, variaciones de espesor, amarillamiento y otros.
1.5 El secado de flakes de PET es un proceso físico de transferencia de calor y masa.
1.6 La deshumidificación puede dividirse en dos etapas: la eliminación de la humedad en la superficie del flake y el agua contenida en el interior del mismo, es decir, ocluida en los poros.
1.7 La humedad superficial es fácil de eliminar mientras que la humedad ocluida en el interior es más dificultosa de separar en términos de energía y tiempo consumidos.
1.8 Solo cuando hay una diferencia de presión (ΔP) entre la superficie y el interior del flake, la humedad ocluida en los poros del material migrará hacia la superficie del flake desde donde la misma será evaporada por una corriente de aire caliente, proceso para el cual se necesitará una importante cantidad de tiempo
1.9 Para lograr el proceso anteriormente mencionado (punto 1.8) es necesario utilizar aire presecado, es decir, una corriente de aire a la cual se le eliminó gran parte de la humedad ambiental que originalmente contiene. Este aire seco es usado como gas de arrastre para eliminar la humedad superficial y la humedad interna que irá migrando hacia la superficie del flake.
1.10 Una forma de medir la humedad residual en una corriente de cualquier gas es medir su punto de rocío. Cuando el punto de rocío alcanza -20 ºC el contenido de humedad es de 0.9 g/m³, a punto de rocío de -30 ºC la humedad es de 0.345 g/m³ y a -40 ºC la humedad es de 0.123 g/m³. por lo cual cuanto menor es el punto de rocío del aire utilizado, tendrá una mayor eficiencia el proceso de secado de flake.
1.11 La relación aire/flakes de PET es normalmente entre 3.5 y 4.5 (m³ de aire / Kg de flakes).
1.12 El aire es precalentado mediante el empleo de resistencia eléctricas hasta que el mismo alcance una temperatura de entre 165 y 175 ºC.
1.13 Los flakes de PET en la torre de secado principal es secado durante por lo menos 5 horas usando aire seco con punto de rocío -40 ºC.
1.14 El silo previo al secador, posee circulación de aire que entra al aparato por su base saliendo por la parte superior, presecando (eliminación de humedad superficial) y precristalizando el flake a una temperatura de 100 a 120 ºC mientras el material es agitado lentamente mediante paletas. Posteriormente es transferido al silo secador.
1.15 Los flakes de PET es descargado por la base de la torre de secado principal una vez que su humedad encuentra por debajo de las 50 ppm.
Inmediatamente el flake seco se transfiere a un silo hermético desde donde se alimenta al extrusor.
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| Secador continuo de flakes de PET |
Descripción de funcionamiento de equipo secador
FASE l: Secado.
Durante la fase de secado, la turbina de
trabajo (14, fig 1), aspira el aire húmedo del silo de material (parte
interior superior del silo).
El aire húmedo pasa a través de la VÁLVULA Yi (5) y llega a la torre (tamiz molecular) que esté actualmente en fase de trabajo (6) la cual absorbe la humedad que contiene el aire.
El aire seco llega al silo secador de material a través de una tubería.
En el silo secador de material el aire se distribuye uniformemente a través de los granos de material, los calienta y seca.
El aire húmedo a la salida es aspirado de nuevo por la turbina de trabajo.
FASE 2: Regeneración.
Dado que después de un tiempo, el secador molecular de la torre se satura de humedad, es necesario regenerarlo.
Mientras una torre esta en fase de secado, la otra esta en fase de regeneración.
En el circuito de regeneración el aire
se calienta y se impulsa a través del secador molecular por la turbina
de regeneración (15).
Al principio el aire circula a través de
la resistencia de regeneración (22), de tal modo la energía térmica se
reutiliza y el aporte de energía necesario se disminuye al mínimo.
El aire a alta temperatura extrae la humedad del secador molecular.
Cuando la temperatura de salida medida
por la termocupla TES (19), llega a un determinado valor, la válvula de
recirculación Y2 (17), conmuta a la posición "aire externo".
El aire externo contiene menor humedad y
es aspirado a través del filtro (18) y absorbe la humedad, siempre a
través de la válvula el aire aspirado del exterior se satura de humedad y
se expulsa al exterior (Salida superior).
Cuando la temperatura medida por la
termocupla TES (19), ha alcanzado un cierto valor, la resistencia de
regeneración (22) se apaga, la fase de regeneración ha terminado, inicia
la fase de enfriamiento.
FASE 3: Enfriamiento.
Después que la resistencia de
regeneración se apaga, y después de un determinado tiempo, la válvula de
recirculación Y2 (17), conmuta de la posición "aire externo" a la
posición de "recirculación" y el enfriamiento continúa a circuito
abierto.
Aquí se habilita la entrada de agua al intercambiador de calor interno (radiador aire-agua) para enfriar el aire rápidamente.
Cuando
la temperatura medida por la termocupla TES (19), es inferior a 70 ºC
el secador molecular esta regenerado y la torre lista para la fase de
secado. |
| Fig. 1 Esquema de funcionamiento del secador |
jueves, 14 de julio de 2016
¿Por qué envejecen las baterías recargables?
Las temperaturas altas, los ciclos de carga rápidos, la composición y el diseño son algunos de los factores que acortan la vida de las baterías, según explican dos investigadoras en ‘Science’
En los últimos años el desarrollo y uso de las baterías recargables se ha disparado. El mercado mundial de estos productos creció anualmente cerca del 5% entre 1990 y 2013, pero se enfrenta al desafío de prolongar la vida útil de estos acumuladores eléctricos. Recientemente, las investigadoras María Rosa Palacín, del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), y Anne de Guibert, de la empresa francesa SAFT (fabricante de baterías), han revisado en la revista Science las causas del envejecimiento y pérdida de prestaciones de estos dispositivos. Su artículo se titula ¿Por qué fallan las baterías?
Según las autoras, los motivos están relacionados con las condiciones de operación –por ejemplo, las temperaturas elevadas y las velocidades de carga y descarga rápidas aceleran el envejecimiento–, así como con procesos específicos de degradación que dependen de la tecnología de las baterías y sus materiales. Los tres tipos principales son las de plomo-ácido, las de níquel con cadmio o con hidruro metálico y las de ion litio.
“No se puede hablar de que unas sean mejores que otras, porque cada una tiene sus propias prestaciones en términos de cantidad de energía por unidad de masa (mayor en el litio, intermedia en el níquel e inferior en el plomo), precio (mucho mayor en el litio) y duración, que dependerá de las condiciones de uso”, señala Palacín.
La elección de la batería depende de su aplicación. Así, para la electrónica portátil son mejores las de litio porque son más ligeras, pero para las más grandes que no se mueven se pueden emplear las de plomo, que es más barato. Aunque en todos los casos estos acumuladores van a envejecer progresivamente, lo hacen a mayor velocidad si aumenta la temperatura de operación.
Degradación por el sol
“Por ejemplo, no conviene dejar nunca la batería al sol en verano dentro del coche, porque es un factor que acelera mucho la degradación”, recomienda la investigadora, aunque reconoce que el usuario tiene un margen estrecho de maniobra porque la velocidad de carga de estos dispositivos suele controlarse por el cargador y la de descarga viene marcada por el consumo demandado.
Las autoras subrayan en su estudio que la electrónica de control de la batería es clave, “ya que después de una cierta cantidad de ciclos o bajo ciertas condiciones, los electrodos se pueden degradar o ser envenenados por reacciones secundarias no deseadas”. El uso habitual de los acumuladores disminuye la cantidad de energía que pueden almacenar, pero, además, puede llegar a causar algún incidente, como pequeñas explosiones.
Palacín y De Guibert indican que los nuevos métodos que se usan para monitorizar con gran precisión la salud de las baterías son cada vez más eficaces para detectar reacciones secundarias, y destaca el papel que desempeñan el hardware y software adicionales que se incorpora cada vez más a estos dispositivos para aumentar su eficacia y seguridad.
El funcionamiento de las baterías se basa en sencillas reacciones de reducción-oxidación (red-ox) como las que se estudian en la escuela, pero detrás existe un sistema complejo y en evolución constante formado por electrodos (ánodo y cátodo), electrolitos para el transporte iónico, colectores de corriente, separadores, aditivos conductores y polímeros.
Las investigadoras han revisado los avances de todos estos elementos en los diversos tipos de batería, analizando aspectos como el ciclo de vida de sus celdas electroquímicas (número de veces que se pueden utilizar), su capacidad y las temperaturas y condiciones en las que se pueden utilizar de forma segura. “No ha sido fácil categorizar los fenómenos que tienen lugar, pero el resultado permite identificar puntos comunes a las diferentes tecnologías”, señala Palacín.
La investigadora destaca que el conocimiento de los procesos de degradación involucrados en la pérdida de prestaciones “tiene menor relevancia en el caso de la electrónica portátil porque acabamos cambiando de móvil cada pocos años, pero es de gran importancia en aplicaciones como el vehículo eléctrico o el almacenamiento en la red eléctrica, para las que una larga duración de las baterías es imprescindible tanto por razones de coste como de sostenibilidad”.
lunes, 11 de julio de 2016
La sinergia energética entre los paneles solares y los canales hidráulicos
El agua de un canal se puede usar para refrigerar paneles solares instalados al lado, lo que aumenta su eficiencia, y estos, a su vez, limitarían la evaporación de agua, según un estudio de la UNED
El aprovechamiento de la superficie de un canal hidráulico para instalar una planta de energía solar mejora el rendimiento de ambas infraestructuras, según una investigación publicada en la re-vista Solar Energy por investigadores de la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED).
El agua del canal es utilizada para refrigerar los paneles solares y estos, a su vez, impiden la evaporación del agua. Los resultados del trabajo señalan que esta sinergia permite optimizar la producción de energía y sacar mayor provecho a ambos recursos.
Aunque en otros casos se han llevado a cabo experiencias similares (por ejemplo en la región del Gujarat, India), la nueva propuesta alcanza mayor eficiencia gracias a una disposición más adecuada de los módulos y al sistema de refrigeración empleado.
"A diferencia de lo que se cree, los paneles solares disminuyen su rendimiento cuando superan los 25 grados. Al reducir la temperatura, hemos mejorado su eficiencia y se ha logrado una instalación totalmente autónoma y autosuficiente a nivel eléctrico", indica Antonio Colmenar, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control de la UNED y autor principal del estudio.
Para demostrar la viabilidad del proyecto se eligió el trasvase del Tajo-Segura, que recorre 292 km entre las provincias de Guadalajara y Albacete. Tras descartar los tramos que discurren bajo tierra, zonas de excesivo relieve y secciones que se encuentran permanentemente a la sombra, los investigadores calcularon una superficie útil de 737.561 m2.
Para cubrir esta área, ubicada entre el embalse de Alarcón y Los Anguijes, serían necesarios 290.700 paneles que producirían un total de 82 megavatios. Además de la estructura que soporta los módulos y la altura a la que deben permanecer, también será relevante la disposición de los mismos. "Se colocan módulos fotovoltaicos individuales sobre la estructura que tapa el canal, de tal manera que la interconexión entre ellos sigue un único eje longitudinal, a modo de hilera, cubriendo toda la superficie disponible" explica ángel Buendía, coautor del estudio.
Los resultados señalan que, a pesar del elevado coste inicial que supondría llevar a cabo este proyecto, la inversión sería recuperada en 15 años, pero sus autores destacan también otras ventajas como la posibilidad de aprovechar localmente la energía producida y utilizarla, por ejemplo, para el bombeo en zonas de regadío.
Cubiertas para balsas de riego
Las balsas de riego generalmente funcionan como reservas de agua y sirven para abastecer a las estaciones de bombeo y regular el caudal. Siguiendo la misma línea de los trabajos previos, actualmente los investigadores se encuentran desarrollando un sistema de cubiertas fotovoltaicas que, al colocarse sobre balsas de riego, permitirían reducir la evaporación, generar energía eléctrica y mejorar la calidad del agua.
"En este caso, los paneles que se utilizan son de tipo amorfo, habitualmente llamados de capa fina, que a diferencia de los convencionales son similares a un plástico flexible", señala David Borge, miembro de este equipo y profesor de la Universidad de León, quien adelanta: "Para las comunidades de regantes el beneficio sería doble, ya que el coste de la energía eléctrica de bombeo es muy elevado y está restando competitividad a las mismas, además de tener que afrontar los gastos derivados del agua que se evapora".
Redes de sensores inalámbricos para medir la eficiencia energética de los edificios
Investigadores españoles han desarrollado nuevos algoritmos para los sensores que miden los patrones de temperatura con el objetivo de desarrollar un prototipo que podrá instalarse en los inmuebles
Desde el año 2013, los edificios se califican en función de su nivel de eficiencia energética, según un real decreto. La presentación de este certificado es obligatoria en los contratos de compraventa o arrendamiento.
El problema de esta nueva norma surge a la hora de medir factores como la temperatura, la presión y la humedad para la obtención de la etiqueta de eficiencia energética, ya que se hace necesario instalar mediante cable gran cantidad de dispositivos en las diferentes estancias de los edificios.
Ante esta inconveniencia muchas de las certificaciones se realizan actualmente mediante programas de simulación sin la toma de medidas reales adecuadas y con el consiguiente resultado teórico.
Un equipo de investigación de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) trabaja en el desarrollo de unos sensores inalámbricos que permitan evaluar y optimizar el comportamiento energético de un edificio. De momento, han creado nuevos algoritmos para estos sensores y para analizar patrones de temperatura en Europa. Los resultados se han publicado en las revistas IEEE Transactions on Wireless Communications y el Journal: Global and Planetary Change.
“Hasta ahora las mediciones se hacían con simulaciones, por lo que no era un estudio real con medidas reales”, explica Julio Ramiro, investigador del área de Teoría de la Señal y Comunicaciones de la URJC, quien añade: “Nosotros estamos diseñando los elementos que van a medir de manera no intrusiva y precisa datos de temperatura, presión o humedad”.
Dispositivos ‘smart motes’
A través del proyecto Omega-CM, que cuenta con el apoyo de la Comunidad de Madrid y los fondos estructurales de la Unión Europea y que ha sido desarrollado junto con el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), los investigadores de la URJC están diseñando y programando dispositivos smart motes, que consisten en una red inalámbrica de motas que implementan sensores de todo tipo.
“El dispositivo tiene dos partes: un módulo de comunicaciones que utiliza zigbee o protocolo de comunicaciones de corto alcance para el envío de poca información y otro módulo de monitorizado con multitud de sensores. Un número elevado de estas motas conforma lo que se denomina red inalámbrica de sensores o redes WSN (Wireless Sensor Network)”, explica el profesor Ramiro.
Además, este proyecto pretende probar qué efecto tienen algunos elementos, como las ventanas inteligentes (electrocrómicas), y si su aplicación puede ayudar a la optimización de los recursos del edificio.
Aunque por el momento los investigadores se encuentran en la fase de programación de los dispositivos en el laboratorio, el siguiente paso será instalarlos y probarlos en edificios ya monitorizados mediante cableado para comprobar su eficacia.
El despegue de la robótica industrial
España aspira a consolidar su posición relevante en el contexto mundial de la robótica, un sector llamado a protagonizar la cuarta revolución industrial y a invadir la sociedad del siglo XXI
Aunque no seamos plenamente conscientes
de ello, los robots forman parte
de nuestras vidas y han llegado para quedarse.
La robótica con aspecto de brazo
manipulador confinada tradicionalmente
a espacios cerrados, habitualmente industriales
y para tareas repetitivas, ha
salido a la calle vestida de nuevas formas
para hacerse cargo de multitud de tareas
que hasta ahora se efectuaban manualmente.
Según los expertos, esta tecnología,
directamente relacionada con lo que
muchos se refieren como la cuarta revolución
industrial, invadirá la sociedad del
siglo XXI para intervenir masivamente en
todos los aspectos de la vida cotidiana y
productiva. Esta imparable robotización
traerá consigo consecuencias aún difíciles
de calcular con precisión, pero entre
las que sin duda no faltarán perdedores
ni ganadores.
Según la Asociación Española de Robótica
y Automatización Tecnologías de
la Producción (AER-ATP), el sector de
la robótica prevé una inversión de 2.500
millones de euros en España y la creación
de más de dos millones de puestos
de trabajo en los próximos ocho años.
Estas cifras afianzan la posición de nuestro
país como octava potencia mundial y
cuarta europea en industria robótica,
con más de 31.000 unidades instaladas,
y refuerzan la idea compartida por todos
los agentes sociales y económicos de
que España necesita avanzar hacia un
nuevo sistema productivo basado en la
innovación.
| Las ventas mundiales de robots industriales crecerán el 15% anual hasta 2018 |
Hace unos años, el Libro Blanco de
la Robótica en España ya apuntaba la
importancia de que España se subiera
a este tren para poder mejorar la competitividad
de nuestras empresas, especialmente
-resaltaba- en estos tiempos
en los que los mercados se encuentran
invadidos por productos de bajo coste
procedentes de países emergentes. En
su resumen ejecutivo, este trabajo desarrollado
por el Comité Español de Automática
(CEA) destacaba que la innovación
en robótica no solo tiene un claro
impacto socioeconómico en el sector
productivo como mecanismo para elevar
la productividad y calidad de los productos,
sino también y fundamentalmente en
el sistema de producción y en la propia
organización del proceso productivo.
Así lo han corroborado después otros
muchos estudios, que señalan que en
las próximas dos décadas los robots
desempeñarán el 45% de las actuales
actividades laborales. A pesar de que
los trabajadores temen que la creciente
automatización acabe con su trabajo -el
42% de los españoles cree que su puesto
será automatizado antes de 10 años,
según reflejaba en diciembre pasado
una encuesta de Randstad Workmonitor-,
hasta el momento no hay ninguna
evidencia de que este proceso haya destruido
empleo en términos netos.
El estudio Robots at work: the impact
on productivity and jobs, que recoge información
sobre la automatización en 17
economías industrializadas, asegura que
la robotización conllevará un cambio en
la mayoría de las ocupaciones y la desaparición
de los trabajos menos cualificados,
que serán compensados por nuevas
profesiones que todavía no existen.
De hecho, el Foro Económico Mundial
calcula que alrededor del 65% de los
niños que ahora empiezan el colegio terminarán
trabajando en ocupaciones que
hoy ni siquiera tienen nombre.
Pero lo que nadie pone en duda es
el enorme potencial de crecimiento que
presenta este sector. La última edición
del informe World Robots Statistics,
publicado por la Federación Internacional
de Robótica (IFR, por sus siglas en
inglés) asegura que las ventas mundiales
de robots industriales crecerán un
promedio del 15% anual hasta 2018.
Según este estudio, el número de unidades
vendidas se duplicará durante los
tres próximos años hasta llegar a cerca
de 400.000 gracias, fundamentalmente,
al impulso del sector automotriz y de la
industria electrónica, que concentrarán
más del 60% de la robótica industrial.
Por su parte, la feria internacional
Global Robot Expo, celebrada el pasado
enero en Madrid, puso de relieve que el valor del mercado mundial de
robots pasará de los 20.000 millones de euros actuales a más de 80.000
millones en cinco años.
Un empujón final
Pese a estos buenos augurios, que se ven apuntalados por las
oportunidades de crecimiento en China –se calcula que uno de cada tres
nuevos robots industriales se instalará en el gigante asiático en 2018–,
la mayoría de los analistas creen que a España le falta una suerte de
empujón final para poder mantener el lugar destacado que actualmente
ocupa en el contexto internacional en cuanto a consumo y densidad de
robots por cada 10.000 empleados en la industria. Y lo hacen conscientes
de que esta posición relevante, por encima de la situación económica
general del país, se debe fundamentalmente a la fuerte implantación del
sector de la automoción, una industria en la que trabajan prácticamente
dos de cada tres robots instalados en España.
Sin embargo, el Libro Blanco advertía de que el número de robots en
funcionamiento no debe ser considerado en ningún caso un indicador del
estado de la tecnología robótica de un país porque, según resaltaba,
puede tratarse, como así ocurre en el caso de España, de una tecnología
adquirida a terceros. Nuestro país, aunque cuenta con numerosas empresas
y centros de investigación pioneros y líderes en el ámbito de la
robótica, presenta aún una gran dependencia tecnológica en el desarrollo
de robots –los born in Spain solo facturan 400 millones de euros al
año– y, en gran medida, de los procesos de ingeniería asociados a su
implantación.
A ello se une, además, una falta de formación técnica, también
reclamada desde la Asociación Española de Robótica y Automatización
Tecnologías de la Producción, y una auténtica cultura de la innovación
en la pequeña y mediana empresa, aspectos ambos que dificultan la
robotización.
| Los sectores electrónico y automotriz concentran el 60% de la robótica industrial |
Los autores del Libro Blanco de la Robótica consideran que los
sectores del calzado, astilleros, cerámica o el juguete, que se
enfrentan a una fuerte competencia motivada por la globalización de los
mercados, podrían aumentar su competitividad y sumarse a otros, como los
de la vigilancia de grandes infraestructuras, la supervisión de líneas
de distribución de energía y combustibles, la agricultura, la cirugía o
la exploración submarina y espacial, en los que los analistas consideran
que la robótica está llamada a desempeñar un papel fundamental.
Con todo, el campo donde se espera que la robótica avance más en los
próximos años es en el de los servicios. Educadores robóticos,
asistentes personales para el cuidado de enfermos y personas mayores o
niños, y exoesqueletos diseñados para prevenir lesiones de espalda y
ayudar a cargar pesos, convivirán con otros robots ideados para el
entretenimiento y el ocio, la limpieza de viviendas y calles o la
seguridad doméstica y urbana. Se trata, en todos los casos citados, de
sectores y aplicaciones con un escaso nivel de automatización y que
emplean a un gran número de trabajadores en actividades generalmente
tediosas y, en ocasiones, hasta peligrosas.
Que esto termine siendo así también en España requiere, a juicio de
los especialistas, de una mejor conexión entre la oferta y la demanda de
robots y de una mayor transferencia de tecnología al mundo empresarial.
Tampoco faltan quienes reclaman el lanzamiento de un plan nacional de
robótica que permita obtener importantes retornos socioeconómicos y
situar al país a la vanguardia tecnológica. El objetivo es que los
autómatas dejen de ser considerados exclusivamente un medio de
producción y sean vistos también como productos profesionales y de
masas. El tiempo, sin duda, está de su lado
Hacia el Big Data industrial
Cada vez más dispositivos, herramientas de fabricación y plantas son equipadas con sensores quepueden recolectar ingentes cantidades de datos sobre sí mismos y su entorno y conectarse a la 'nube'
Las herramientas de análisis Big Data pueden ser la clave para mejorar los procesos y reducir los costes, explican los expertos. Los datos son un recurso clave, pero tener muchos datos no lleva a ninguna parte si no se extrae la información adecuada. Cuando las organizaciones logran identificar patrones en estos datos y, a partir de estos patrones, hacen previsiones precisas, pueden trabajar de forma más eficaz. Los llamados análisis predictivos son métodos de previsión basados en grandes volúmenes de datos para automatizar los procesos.
Pero aunque los controladores modernos generalmente se ajustan a las normas para los datos que generan, todavía hay cierta heterogeneidad de formatos de datos que recogen los diversos sistemas de automatización, explican en Mas Ingenieros, una empresa valenciana de ingeniería de automatización de procesos. Los datos de los diferentes sistemas de fabricación, tales como los historiadores de proceso, sistemas de ejecución de fabricación (MES), sistemas de calidad o planificación de recursos empresariales (ERP), no se ajustan a ningún modelo de datos único y las diferencias de tecnología hacen que sea difícil reunir los datos de una variedad de fuentes, añaden.
El valor de los datos
Las operaciones de fabricación generan cantidades masivas de datos, pero es muy habitual que gran parte de ellos no se utilicen o se descarten. El Big Data permite responder multitud de cuestiones: qué ocurría en los diversos sistemas de automatización para producirse un cierto defecto de fabricación, o el seguimiento de todos los componentes fabricados que podrían verse afectados por una máquina que estaba fuera de tolerancia, cómo una condición de fuera de tolerancia en una célula de fabricación especial afectaría los pedidos del cliente o responder rápidamente a preguntas aparentemente simples: “Contar las veces que una determinada máquina rebasó un umbral”.
En todas las industrias, las organizaciones están tratando de dar sentido a la afluencia masiva de grandes volúmenes de datos, así como el desarrollo de plataformas analíticas que pueden sintetizar los datos estructurados tradicionales con fuentes de información semiestructurados y no estructurados. El uso del Big Data puede proporcionar información valiosa sobre las tendencias del mercado, fallos de equipos, patrones de compra, ciclos de mantenimiento y muchos otros problemas de negocio, reduciendo los costes y prestaciones para tomar decisiones de negocio más específicos. Y puede ser especialmente valioso a través de la detección temprana de problemas de calidad, reduciendo los costes de garantía, la optimización de procesos de fabricación y proporcionando la capacidad de transformar radicalmente el servicio al cliente.
| Los datos masivos pueden dar información valiosa sobre tendencias del mercado, patrones de compra, ciclos de mantenimiento, fallos de equipos y otros problemas |
El sector industrial ya está empezando a reaccionar. Un fabricante de azulejos necesitaba defenderse contra reclamaciones importantes por defectos de fabricación. Mediante la implementación de sistemas Big Data por Mas Ingenieros, fueron capaces de combinar los datos de 20 fuentes distintas, tales como datos de los componentes de fabricación a pie de máquina, los datos de las líneas de esmaltado, los datos de reclamaciones, los datos de texto para las quejas y datos del servicio posventa. Las técnicas tradicionales podrían haber tardado un año para tamizar a través de todos los datos, sin embargo, el uso de la tecnología Big Data permitió detectar exactamente el origen de los problemas.
La adopción del Big Data en España en las industrias es lenta. “Uno de los inconvenientes que nos encontramos es que cada fabricante de equipos industriales desarrolla diferentes protocolos y aunque se quiera estandarizar no es posible”, dice Toni Mas, director general de Mas Ingenieros. Otro problema es la captura de datos en planta, que todavía está alejada de lo que se conoce como Big Data. “En muchos casos se quiere pasar de cero a cien y es mejor hablar de Vip Data” como un paso intermedio: se trata de trabajar los datos importantes primero, ya que todos los datos manejados en industria a nivel de procesos no son Big Data, sino small data (pocos datos) y, además, la capa de comunicaciones industrial muchas veces no está preparada. “Algunos proyectos tenían cinco variables por cada una de las 10 líneas de producción y, almacenando los datos cada cinco segundos, dan como resultado 300 millones de datos al año”.
Un proyecto Big Data puede significar miles de millones de datos. “Cuando tengamos toda la capa de hardware, la capa de comunicaciones y seamos capaces de recoger todos los datos y decidir cuáles nos interesan en cada momento entonces vendrán las herramientas de Big Data”. La cuestión es que existe mucha presión exterior para adoptar ese nuevo modelo, “pero todavía no es una realidad para muchos clientes”. De hecho, ve habitual que algunas industrias reciben en papel las órdenes de fabricación desde el sistema de planificación de la producción.
Precauciones en la industria
Muchas industria todavía no siguen el concepto industria 4.0, afirma Toni Mas. “Lo que quieren es ser más productivos y tras haber hecho en el pasado inversiones tecnológicas que no han sido rentables se lo toman con más precaución”.
Los requisitos para abordar proyectos de fábrica conectada, como vertiente particular de la iniciativa de industria 4.0, van más allá, como a priori, podríamos pensar, de los meros requerimientos tecnológicos, como la captación (vía sensorización) de datos procedentes de los sistemas actuales de producción (fabricación) el almacenamiento y tratamiento de los datos, explica Juan Ramón Gutiérrez, consultor experto en industria 4.0 de IBM España. También hay requerimientos de negocio. Bajo la perspectiva de negocio, es preciso hacer una labor de definición estratégica que indique cuáles son los beneficios que se van a obtener con un proyecto de este tipo, añade. Algunas empresas (fábricas) han dado pasos interesantes en este aspecto, pero suele ser conveniente la asesoría de expertos en este tipo de proyectos para focalizar las inversiones de una manera realista y sostenible; no todas las empresas han alcanzado, a día de hoy un alto grado de madurez en este sentido, si bien, sí existe una base mínima que aconseja avanzar en esta línea. En España, el sector industrial sí se encuentra en condiciones de abordar dichas iniciativas, siempre que sea, de una manera prudente y de la mano de expertos que racionalicen la inversión y la utilización de plataformas adecuadas que permitan un crecimiento sostenible, opina Gutiérrez.
El experto de IBM también opina que a pesar de existir una gran variedad de protocolos y estándares, si bien, se han realizado grandes avances en este sentido, existen actualmente sistemas de integración que facilitan en gran medida la interoperabilidad. “Es uno de los temas clave identificados y que se está tratando a nivel institucional, de cara a buscar soluciones que permitan mejorar esta interoperabilidad, con la ayuda de las empresas expertas que colaboramos en la iniciativa”.
Para apoyar esta filosofía, el año pasado IBM inauguró en Múnich la sede central de su unidad de negocio Watson Internet de las Cosas, un campus que congregará a un millar de desarrolladores, consultores, investigadores y diseñadores y que también atenderá al mercado español.
Desde la óptica tecnológica, la irrupción de multitud de fuentes de información (sensores, dispositivos móviles, datos de producción, información de terceros, etc.) también requiere la colaboración con expertos a la hora de optimizar los modelos de explotación de dicha información.
Los retos de la industria, en su visión más amplia y multisectorial, son real-mente numerosos, si bien la mayoría tienen un carácter marcadamente tecnológico, relacionados con aspectos como la seguridad, la integridad de los datos, la eficiencia en la operativa y el tratamiento de los datos, etc., añade Juan Ramón Gutiérrez. Otros desafíos guardan relación con la diversificación de las opciones de negocio o la incorporación de nuevos segmentos de clientes y que son consecuencia directa de las nuevas capacidades aportadas por estas mismas iniciativas de industria 4.0.
Sensorización
“Sin embargo, tecnológicamente hablando, otros retos que hace un tiempo parecían barreras complicadas de superar cuentan, a día de hoy, con soluciones que plantean un escenario y un horizonte mucho más optimista. Nos referimos a retos relacionados con el acceso a los datos (sensorización), la conectividad, el tráfico y el tránsito de la información, así como la explotación inteligente de los datos. En este sentido, la existencia de soluciones de éxito probadas para estos retos hacen plantearse un escenario mucho más halagüeño, estimulante y motivador alrededor de la iniciativa de industria 4.0, el mundo de Internet de las Cosas y las posibilidades de desarrollo de nuestra industria conectada.
“Con toda seguridad, nos encontramos ante una nueva revolución (y evolución) de nuestra industria en la que estamos avanzando en proporcionar soluciones a los retos actuales, que sin duda supondrán un acicate para el desarrollo productivo de nuestra industria. Nos encontramos ante la redefinición de los modelos industriales del futuro”, concluye Gutiérrez.
martes, 5 de julio de 2016
TESLA
Si hay una figura dentro del mundo de la electricidad que el siglo XXI ha recuperado, hasta convertirlo en un icono, ese es el ingeniero e inventor Nikola Tesla. Descrito por muchos como "el genio que iluminó el mundo", Tesla ya ha entrado en la cultura popular. Por ello, la Fundación Telefónica dedica una exposición a su figura. Comisariada por Miguel A. Delgado y María Santoyo, muestra todos los rostros de Nikola Tesla, científico brillante, hombre de su tiempo, visionario, extravagante, hoy héroe.
Solamente con abrir o cerrar un interruptor de una casa todo el mundo puede apreciar por qué Tesla recibe el nombre de visionario de la civilización basada en la electricidad. Casi cualquier cosa que lleve un enchufe se debe a sus ideas geniales y fundamentales, como la bobina de inducción y la corriente alterna. Además, inauguró la era de la radio.
| “SOLAMENTE CON ABRIR O CERRAR UN INTERRUPTOR DE UNA CASA, TODO EL MUNDO PUEDE APRECIAR POR QUÉ TESLA RECIBE EL NOMBRE DE VISIONARIO DE LA CIVILIZACIÓN BASADA EN LA ELECTRICIDAD” |
No obstante, Marconi y Edison se llevaron todos los laureles. Muchos opinan que a pese a su gran imaginación, no tenía visión para los negocios. Ahí parece ser que estuvo el talón de Aquiles de Tesla, o no. Esta contradicción en su figura ha seducido no solo a “raros” alternativos, tal vez los primeros en revindicar su figura. Para comprenderla, pero también la de Michael Faraday, e imaginarnos un mundo sin Tesla solamente necesitamos sufrir un apagón. Nuestra dependencia de la electricidad es tal que sin ella es la metáfora de volver a las cavernas.
“He invertido todo mi dinero en experimentos para realizar nuevos descubrimientos que permitan a la humanidad llevar una vida un poco más fácil”, expresaba Tesla. Y así ha sido.
Tesla inventó las aplicaciones tecnológicas del conocimiento puro de Faraday. Tesla fue eso que ahora apreciamos tanto: emprendedor. Nacido en Smiljan, actual Croacia, en 1856, su club de fans no deja de crecer. El dramatismo, la incomprensión y la belleza se aúnan en su figura, por lo que el mito está servido. Edison, aparentemente su competidor, lo ha tenido más fácil: inventar la bombilla es la metáfora perfecta de tener una idea luminosa. Los seguidores de Tesla son más raros: activistas verdes del coche eléctrico, artistas de la vanguardia, adictos a los videojuegos, teóricos de la conspiración, amantes de los ovnis. Para disfrute de sus fans, Tesla anunció haber recibido señales de una civilización extraterrestre. Pero no solo los visionarios de Silicon Valley han reivindicado su figura, entre la magia y la realidad, y por ello ha sido un buen material para escritores como Thomas Pynchon y Jean Echenoz, que cerraba su ciclo de novela biográfica con Relámpagos, una historia sobre el raro científico e inventor, al modo de las Vidas imaginarias, de Marcel Schwob.
Pero su vida fue real y no solo leyenda. George Westinghouse se interesó por su gran idea: el motor de corriente alterna. Edison estaba empezando a comercializar los motores eléctricos de corriente continua. El motor de corriente alterna ideado por Tesla era (y sigue siendo) mucho más eficaz que el de Edison. La lucha fue larga y feroz, pero los motores de Tesla y Westinghouse se acabaron imponiendo, y con ellos los sistemas de distribución de corriente alterna, que se usan en todo el mundo. Tesla marcó incluso el camino hacia el SMS, el correo electrónico y el Whatsapp: “Cualquier persona, en mar o en tierra, con un aparato sencillo y barato que cabe en un bolsillo, podría recibir noticias de cualquier parte del mundo o mensajes particulares destinados solo al portador; la Tierra se asemejaría a un inconmensurable cerebro, capaz de emitir una respuesta desde cualquier punto”.
Gran ingeniero y con una memoria notable (heredada, según él, de su madre: analfabeta pero capaz de recitar poemas épicos serbios que ella nunca pudo leer), Tesla poseía, además, una infinita capacidad de trabajo: le bastaba con dormir dos horas al día y, si el trabajo lo requería, podía estar hasta 80 horas. Decía que no hay emoción más intensa para un inventor que ver una de sus creaciones funcionando. Esa emoción hace que uno se olvide de comer, de dormir, de todo. En 1915 se habló de un premio Nobel compartido con Edison. No se sabe hasta qué punto el rumor era real. El reconocimiento nunca llegó.
ESTUDIAR Y APRENDER EN LA RED
Los usuarios viven su seguridad en la red entre extremos, desde la paranoia a la despreocupación total. Como problema que es, no debemos menospreciar este hecho; es el mensaje que quiere trasladar El pequeño libro rojo del activista en la red, de la periodista Marta Peirano. En su prólogo, Edward Snowden nos inquieta con esta visión: “Gracias a los avances de la tecnología, los sistemas de vigilancia masiva de hoy pueden registrar en tiempo real todos los metadatos de todas las comunicaciones que se estén dando en cualquier país, todo con un coste y un grado de complejidad tan accesible que está al alcance de literalmente cualquier Gobierno del planeta. Esa acumulación de metadatos puede revelar una red completa de vínculos y asociaciones humanos, exponiendo cualquier interacción que pueda ser percibida como una amenaza para el régimen de poder establecido”.
Cada vez hay más libros que plantean los retos del uso de la red. La seguridad es, sin duda, uno de ellos. Este tema es inquietante, pero lo es todavía más el posible analfabetismo digital que vamos acumulando. La explosión de la virtualidad nos devuelve a viejos y nuevos planteamientos en un mundo cambiante. Y en el fondo del debate está nuestro concepto de educación y alfabetización digital.
Un estudio internacional que ha analizado las competencias digitales de los alumnos de 13 a 21 años deja patente que los estudiantes de secundaria no distinguen los contenidos relevantes de los que no son. Realizado en 18 países entre 60.000 estudiantes, sus conclusiones son extrapolables a todo el mundo desarrollado. Recogidas en el documento Tecnologías para la transformación de la educación, elaborado por el jefe de la División de Políticas Sectoriales, TIC y Educación de la Unesco, Francesc Pedró, también nos alarma al afirmar: “Muchos estudiantes que acceden a las universidades más prestigiosas no son capaces de explicar fenómenos científicos simples”. “Investigaciones recientes destacan que aunque los alumnos pueden ser capaces de calcular correctamente fórmulas científicas, a menudo no entienden los conceptos que subyacen a esas mismas fórmulas”, advierten los expertos en el mismo estudio. Pero han comprobado que el uso de aplicaciones tecnológicas que utilizan tres cuestiones -la visualización, el modelado y la simulación- “han demostrado ser poderosas herramientas para el aprendizaje de los conceptos científicos”.
Este informe se presentó en la XXIX Semana de la Educación de la Fundación Santillana. El país que tiene más alumnos en el nivel más alto es Corea del Sur (el 5%), seguido de Australia (4%) y la República Checa (3%).
| “UN ESTUDIO INTERNACIONAL DEJA PATENTE QUE LOS ESTUDIANTES DE SECUNDARIA NO DISTINGUEN EN LA RED LOS CONTENIDOS RELEVANTES DE LOS QUE NO SON” |
¿Cuál es, por tanto, la formación que permite un uso responsable de los contenidos de la red, bien por seguridad, bien por utilidad? Esta pregunta está por responder. Se pone el énfasis en enseñar a buscar, pero se olvida el fondo intelectual, cultural y de formación que permite discriminar la cantidad de información que llena Internet. El debate educativo en España es confuso y se manifiesta en cambios de leyes, pero no en debates profundos sobre el papel vertebrador que va a desempeñar la educación virtual y lo lejos o lo cerca que estamos de conseguirla. Algún día habrá que abordar el tema más allá de hablar de los ordenadores que tiene una escuela.
La plataforma educativa estadounidense Its Learning, dirigida a profesores, estima que el aprendizaje a través de smartphones y tabletas crece todos los años un 18%. El 50% de los profesores utilizan tabletas en sus clases y el 70% de los alumnos nacidos a finales de la década de 1980 y principio de la de 1990 consultan y toman nota a través de estas nuevas herramientas.
El cambio de paradigma educativo es evidente, pero esto no lleva a hacernos preguntas de cómo se estructurará el conocimiento en estas nuevas aulas digitales. Cómo se encontrarán alumnos y profesores. A quién corresponde elaborar los materiales.
Ya en 2001 el periodista y especialista en redes Luis Ángel F. Hermana escribía en su revista digital en.red.ando y recogía en su libro Historia viva de Internet un artículo bajo el título ‘La alfabetización digital obligatoria’ en el que se hacía esta pregunta: “Los analfabetos que creó la imprenta de tipos móviles hoy gozan de buena salud en la mayor parte del planeta. ¿Podremos decir lo mismo dentro de unos años de los analfabetos digitales que creó Internet? “Si el mundo de las redes nos propone un entorno hipercambiante al cual debemos adaptarnos a una velocidad sin precedentes, deberíamos asumir que la educación debería dotar al individuo de los instrumentos cognitivos necesarios para afrontar dicho entorno. Esto significa mejorar sus mecanismos personales de respuesta y entrenar las habilidades y hábitos de su inteligencia emocional. En otras palabras, aprender a vivir en un mundo cambiante construido sobre unos cimientos tecnológicos específicos, como son las redes”, afirma Fernández Hermana.
TRABAJO INTELIGENTE
El trabajo visto, no solo como medio económico, sino también como forma de inserción social y necesario para que una sociedad funcione, preocupa a todas las personas. Los cambios de paradigmas y de producción generan, a distintas generaciones, las mismas incertidumbres. Hasta ahora las máquinas ampliaban las capacidades cognitivas de los seres humanos, pero ¿qué pasará cuando estas puedan asumir estas capacidades más ampliamente en los ámbitos laborales? Las preguntas son inevitables. ¿Serán las tecnologías capaces de crear trabajo a largo plazo? ¿Cuál será el papel del trabajador en un mundo en el que el trabajo cognitivo se llega a automatizar? Estas son algunas de las preguntas que trata de analizar un estudio reciente de la Fundación Telefónica titulado El trabajo en un mundo inteligente.
| LOS NUEVOS TRABAJOS SURGIRáN EN UN MUNDO DE MáQUINAS INTELIGENTES, CONECTIVIDAD PERSONAL PERMANENTE, LONGEVIDAD, ESTRUCTURAS SUPRAORGANIZATIVAS FOMENTADAS POR LAS REDES SOCIALES Y UN ENTORNO GLOBALIZADO Y MULTIMEDIA |
Según los expertos de este informe: "Nadie duda ahora de que la utilización masiva de las tecnologías tanto en el campo como en las industrias ha supuesto a medio y largo plazo una mayor capacidad adquisitiva por parte de los usuarios, lo que ha impulsado la productividad y la calidad de vida de una forma global. De esta manera, los beneficios se repartieron entre los trabajadores más cualificados, los menos cualificados, los propietarios de capital y los consumidores. Históricamente, la destrucción de puestos de trabajo a manos de una tecnología viene a suponer la creación a medio y largo plazo de un número mayor de puestos de trabajo en otros sectores y tipo de actividades".
La automatización ha llegado ya a todos los ámbitos. Pero en el próximo peldaño todo será inteligente o eso nos dicen, maquinas ampliando funciones que estaban reservadas a los trabajadores humanos. Todos los sectores industriales así como el sector servicios se están llenando de máquinas pioneras: mayordomos, recepcionistas o asistentes personales robóticos. En esta nueva era tecnológica se prevé que el desplazamiento de trabajadores será más acusado que en cualquier otra anterior, ya que afectará a la sociedad de una forma más amplia. Este fenómeno está captando la atención de los académicos dado el gran impacto que puede llegar a tener.
Y estos nos dicen que en el futuro aparecerán nuevas profesiones, radicalmente distintas a las actuales. Algunas de ellas podrían ser pilotos de drones; coordinadores de la relación hombre-máquina en el ámbito laboral; científicos de datos; auditores de bienes compartibles en la economía colaborativa, diseñadores de moda, comida, etc., con impresión 3D; arquitectos de realidad aumentada; diseñadores de gamificación; telecirujanos; coaches virtuales; asesores en dinero digital; gestores personales de presencia online; expertos en simplificación; restauradores de entornos salvajes; entrenadores de robots, o analistas de conocimiento.
Según el experto en emprendimiento Abel Linares: "El 70% de los niños que hoy van a la guardería, cuando sean mayores trabajarán en profesiones que aún no se han inventado". Un estudio de 2011 estimaba que en el año 2015 en Estados Unidos el 60% de los nuevos puestos de trabajo requerirían perfiles que solo tendrían el 20% de la población, y esa tendencia continúa creciendo. Ambas previsiones indican la necesidad de desarrollar nuevas competencias para los nuevos puestos de trabajo.
"Estos surgirán en un mundo de máquinas inteligentes, conectividad personal permanente, longevidad, estructuras supraorganizativas fomentadas por las redes sociales y un entorno globalizado y multimedia. Estos puestos requerirán, sin duda, nuevas capacidades y competencias, como un enfoque multidisciplinar y multicultural, un pensamiento adaptativo e innovador, una inteligencia social, un pensamiento crítico, capacidad de interactuar con las máquinas, capacidad de análisis de datos e información, una cultura multimedia y trabajar en entornos virtuales", nos dicen los expertos.
En un estudio reciente de la Universidad de Oxford (Reino Unido) sobre la automatización, los investigadores intentaron cuantificar la probabilidad de que se digitalicen determinados trabajos al evaluar el nivel de creatividad, inteligencia social y habilidad física que requieren. Los coreógrafos, profesores y los asistentes sociales psiquiátricos están probablemente a salvo, según su análisis, mientras que los trabadores de telemarketing y los contables tienen más probabilidades de verse reemplazados.
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