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Biela 7.65REVISTA DEL MUNDO DE LA INGENIERÍA Y LA CONSTRUCCIÓN
AÑO 3
NÚMERO 17
NOVIEMBRE DE 2016
ISSN 2386-639X
17
9 772386 639006
FORTIFICACIÓN CRISTIANA
Y MUSULMANA EN
LA EDAD MEDIA
El mundo a vista
de un Dron del
tamaño de un
mosquito
El puente
Tacoma.
Página 30
Defectología de las
uniones soldadas
Página 26
Prototipado 3D: Tecnologías
Página 32
Página 22
Ferrocarril en España,
pasado, presente y futuro
El ascensor del
Strépy-Thieu
2 CONTENIDO Nº17. Noviembre de 2016
Página 4
Cerramiento Histórico del Real
Jardín Botánico de Madrid
Mejora de la Transmitancia
Térmica
Página 8
Página 12
El mundo a vista de Dron
Página 18
Cálculo de una instalación de
energía renovable
Biela 7.65 constituye un órgano de expresión independiente de cualquier otro ente físico o jurídico, empresa, grupo o asociación.
Dirección: L.T. de Garnez Consejo de Redacción: Luis Manuel Delgado, Carmen Lucía Gutierrez, Laura Garrido, Ana Diaz,
Vicente Alejandro Martín, Gerson Gómez, Juan Antonio Romero, Laura Gardía, Pedro Manuel Vélez, Diego Brioso, Sergio
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Orgullo
Página 62
Fortificación y Poliorcética III:
Fortificación cristiana y musulmana.
Puente Tacoma
Página 58
Nº17. Noviembre de 2016 3
Mantenimiento predictivo
en vibraciones
La muralla de Ávila
Las presas
Página 40
Página 44
Página 48
Página 52
VALORES DE LA TRANSMITANCIA TÉRMICA PARA
MEJORAR LAS ACTUACIONES EN MATERIA DE
ENERGIA EN EDIFICIOS RESIDENCIALES
ANA DÍAZ JIMÉNEZ. ARQUITECTO.
Nº de Imagen. Explicación. Si la imagen no es
original nuestra debemos poner:
Ref: el origen, la web, el libro, etc.
Este espacio entre valores de U
para una mejor actuación energé-
tica en edificios, nos llevaron a
algunas conclusiones:
- Uno de los costes derivados del
calentamiento y enfriamiento
energético exceden los costes de
inversión total para las medidas
de aislamiento, el valor optimo
de U (grado de aislamiento) es el
mismo para nuevos y edificios
existentes. En este sentido llega-
mos a la conclusión de que se
aplican los mismos valores de U
para nuevos y viejos edificios.
- Otra conclusión es que al intro-
ducir un aislamiento para el valor
máximo de U, puede ser econó-
mico y eficiente, mas bien debe-
ría ser así. Puesto que no es nece-
sario gastar tanta energía para
calentar o enfriar una habitación
siempre y cuando el aislamiento
sea el correcto.
- Recomendados los valores má-
ximos de U resultantes de los
análisis basados en los costes de
eficiencia y posible objetivos Post
Kyoto son en muchos casos mas
ambiciosos que los actuales stan-
dares nacionales, ofreciendo para
las mejoras requeridas..
- En edificios residenciales del
Sur de Europa el aislamiento tér-
mico también reduce la demanda
de energía para el enfriamiento.
Esto es especialmente cierto para
techos y aislamiento de muros
que combinados con adecuados
sistemas de sombras y una buena
ventilación proporciona una se-
guridad fuerte y considerable. Es
también cierto que un buen equi-
librio en la elección de suelo, mu-
ros y aislamiento de techo resul-
taran en una reducción significa-
tiva de costes de eficiencia en la
demanda de energía para el calen-
tamiento y el enfriamiento.
Tiempo de ajustar las exigen-
cias térmicas al precio actual
de la energía
El tratado de Lisboa anima a los
miembros estados de la UE a
revisar las políticas de energía
para hacer Europa mas indepen-
diente respecto a las importacio-
nes de energía extranjeras, crean-
do mas trabajos, haciendo sus
economías mas competitivas y
mejorando su perfil medioam-
biental.
Nuestras leyes de aislamiento no
son suficientes para contribuir
con los objetivos del tratado de
Lisboa. El precio de la energía
nunca ha estado tan alto como
hoy día, con un precio rondando
los 80$ por un barril de crudo.
Por ello, diseñar siguiendo las
bases establecidas cuando el pre-
cio de la energía era menos de
una cuarta parte de su precio ac-
tual, resulta en construcciones
poco eficientes económicamente
Los valores óptimos de la trans-
mitancia calculados a partir de la
relación coste-eficiencia y con
objeto de reducir el CO2 son en
muchos casos más ambiciosos
que los valores óptimos actuales.
Los edificios fueron diseñados
con unos materiales determina-
dos cuando la energía resultaba
mas barata, pero hoy en día al
aumentar los precios de la misma
(4 veces mayor), no resulta tan
rentable el empleo de los mismos
ya que solo conseguiremos dismi-
nuir estos gastos cuando sean
renovados.
Los requerimientos mínimos para
las actuaciones térmicas de un
edificio deben reflejar la media
del precio de la energía para po-
der calcular el tiempo de vida de
un edificio. Para 100 ciudades
europeas, La Asociación Europea
de Fabricantes de Aislamiento, ha
cuantificado el espacio entre el
valor requerido o recomendado
de U y el valor económicamente
optimo de U.
4 Nº17. Noviembre de 2016
conocen el ahorro de dinero y la
mejora en comodidad que supo-
nen, para asegurar una baja de-
manda energética del edificio,
para suplir la demanda adicional
de energía de la forma más efi-
ciente.
Estos planteamientos siguen los
principios del “Trias Energética”,
que establece una pirámide inver-
tida en la que lo prioritario es
minimizar las pérdidas de ener-
gía, lo siguiente sería usar fuentes
de energía renovable, y como
ultima prioridad hacer un uso
eficiente de las fuentes de energía
fósiles.
Muchos estudios han confirmado
que el buen aislamiento térmico y
la ventilación controlada a través
de la envolvente del edificio son,
de lejos, las medidas más renta-
bles para minimizar el uso de la
energía y reducir las emisiones
generadas por el uso de los edifi-
cios.
Sin embargo, estos valores na-
cionales de U requeridos para los
componentes de los edificios,
como techo, suelo, muros, ven-
tanas o puertas, a menudo des-
criben los requisitos mínimos,
que no son acordes con solucio-
nes optimizadas económicamen-
te o con el alcance de objetivos
medioambientales concretos.
Para 100 ciudades europeas se ha
estudiado la distancia que existe
entre valores de U requeridos o
recomendados y los valores ópti-
mos económicamente.
El papel de los valores de U
actuales en práctica.
Los requisitos para la transmi-
tancia térmica de los componen-
tes de los edificios están jugando
un papel principal en la práctica
diaria del proceso diario y los
cálculos de edificios.
En la decisión de seleccionar
medidas para la renovación o la
mejora térmica de un edificio la
importancia de los valores de U
está creciendo.
Los arquitectos y los técnicos
usan el valor de U de los compo-
nentes de edificios como un pa-
rámetro de diseño inicial, rápido
y fácil. Las dimensiones principa-
les de los componentes de la
envolvente del edificio son defi-
nidos en la fase conceptual y no
son fáciles de modificar poste-
riormente.
Aparentemente no hay tantos
ingenieros de apoyo que tengan
el poder y el valor de aconsejar al
hasta que se haga una nueva re-
novación de la construcción.
Las exigencias mínimas de de-
manda energética de un edificio
deberían reflejar el precio medio
de la energía para la vida útil del
edificio. Construir con un grado
inferior al óptimo correspondien-
te al valor de este precio conlleva
un gasto mayor de dinero para
los inquilinos y aleja el edificio de
los objetivos económicos y me-
dioambientales de Lisboa. Y te-
niendo en cuenta que los edifi-
cios consumen un 40% de la
energía en Europa, hay una nece-
sidad urgente de revisar las de-
mandas básicas de energía de
nuestros edificios.
Cálculo del grado óptimo para
100 ciudades.
En muchos países próximos al
cumplimiento de la Directiva Re-
lativa a la Eficiencia Energética
de los Edificios (EPBD) exigida,
en el funcionamiento general del
edificio hay requisitos adicionales
expresados en valores de “U” o
“R” relativos a la transmisión
máxima de energía para los ele-
mentos individuales de construc-
ción.
Esto pone de manifiesto que ya
Fórmula de cálculo de la transmitancia térmica
(U), siendo Rt las resistencias totales suma de los
elementos del cerramiento. (Catalogadas en el
CTE)
5Nº17. Noviembre de 2016
Valores de U tras el tratado de Kyoto
arquitecto el rediseño del con-
cepto de que las medidas de efi-
ciencia energética no son ópti-
mas o que incluso no encajan
para nada en el diseño. Incluso
aunque no sean soluciones eco-
nómicas, deben proveerse solu-
ciones modulares insertadas en el
conjunto para cumplir los requi-
sitos generales de funcionamien-
to EPBD.
Desafortunadamente la mayoría
de los arquitectos y diseñadores
no usan un control de energía
general integrado en el edificio
para cumplir en el plan, sino que
prefieren trabajar con estas solu-
ciones por partes. Los arquitec-
tos y diseñadores son bastante
buenos generalmente integrando
soluciones aunque parece que las
medidas de eficiencia energética
no son todavía parte de ese de-
seo integrante en el conjunto.
Para ellos las medidas de eficien-
cia energética son temas de los
que ocuparse en una fase poste-
rior del proyecto.
En la mayoría de los países de la
Unión Europea los arquitectos
entregan sus diseños a otros es-
pecialistas que se encargan de
encontrar y adaptar una solución
para cumplir con los requisitos
energéticos legales o los solicita-
dos por el usuario. El estupendo
componentes de los muros, te-
chos y suelos en contacto con el
terreno de los edificios nuevos y
existentes con la base de un gra-
do óptimo de economía.
Todos los análisis están basados
en parámetros aplicables en un
contexto social en cuanto a tasas,
tarifas y costes de regulación de
CO2. Éstos son aplicables a los
análisis de rentabilidad en las
obras públicas, pero no son ne-
cesariamente apropiados para
inversores y propietarios de ca-
sas privadas.
El estudio no optimiza la rela-
ción entre la reducción de de-
manda de energía y las medidas
de aporte de energía al edificio.
Para cada componente se ha cal-
culado el valor U óptimo necesa-
rio para reducir la demanda de
refrigeración o calefacción, pero
no se han tenido en cuenta la
interacción y los efectos cruza-
dos entre ellos.
En ocasiones en los que existe la
necesidad de aumentar los valo-
res térmicos para la realización
de la calefacción eléctrica, no se
cumplen los mejores valores de
U al igual que sucede con los
cumplimientos de aislamientos
sonoros y antihumedades.
diseño y la apariencia de la en-
volvente del edificio prevalece
sobre una decisión bien equili-
brada sobre cómo integrar medi-
das de eficiencia energética y
medidas de suministro en el dise-
ño conceptual del edificio. No
queda “espacio” en la envolvente
del edificio para aumentar el gro-
sor del aislamiento, mejores
acristalamientos, protección so-
lar, etc. Así no se puede respetar
la principal prioridad del Trias
Energética y el empleo de solu-
ciones más rentables es una prio-
ridad secundaria o terciaria.
Los valores de la U tienen un
papel clave en la realización del
proceso de diseño: Los valores
de U son la primera (y quizás
única) guía que tienen los arqui-
tectos para fijar las dimensiones
de los componentes en muros,
techos y suelos de la envolvente.
Los productos de construcción
proporcionan respuestas indus-
triales a las solicitaciones de ar-
quitectos y diseñadores de docu-
mentación técnica que especifi-
que esos valores de U en los
componentes del edificio.
Objetivos del estudio.
El estudio está enfocado a reco-
mendar valores de U para los
“Una vez que los ahorros en costes de calefacción y refrigeración superan la inversión en
medidas de aislamiento, el valor de U óptimo (el grosor del aislamiento) es el mismo para
edificios existentes y de nueva planta, mientras no haya limitaciones técnicas. En este
sentido se aplican los valores de U recomendados para ambos casos.
6 Nº17. Noviembre de 2016
Grado óptimo económico.
En cuanto a la aplicación de los
valores de U, podemos realizarlo
mediante 2 métodos que son:
- Elegir el punto de vista finan-
ciero y calcular a partir del mis-
mo, el nivel óptimo de aislamien-
to que podemos emplear en fun-
ción de los recursos económicos
que dispongamos.
- Por otro lado podemos em-
plear los niveles de aislamiento
exigidos y necesarios para garan-
tizar la protección climática, aun-
que ello no supone que vayamos
a pasarnos de los presupuestos.
Para cada componente del edifi-
cio se han dado valores de U
separados para el grosor de aisla-
miento particular.
Los valores de U a la izquierda y
derecha del valor exacto de gra-
do óptimo teórico, son conside-
rados valores provechosos eco-
nómicamente.
Resultado óptimo para nuevas
construcciones y rehabilita-
ciones
El valor de U optimo si el aisla-
miento es aplicado, depende
principalmente de la situación
del edificio. Cuando hablamos
de la situación del edificio nos
referimos a localización geográfi-
ca, nivel de altitud con respecto
al nivel del mar y otra serie de
valores los cuales se han de tener
en cuenta a la hora de calcular el
mismo.
Al igual que es necesario tener
en cuenta que las transmitancias
pueden ser de las fachadas, los
suelos, cubiertas, cerramientos
en contacto con el suelo, etc…
todos ellos poseen diferentes
valores como se puede relejar en
la siguiente tabla y que depende-
rá de la zona climática.
ser del 80% y tener en cuenta
que la acción de los edificios de
la Unión Europea aumentara aun
más en los próximos años, esta
asumido que el sector de los edi-
ficios tiene que contribuir con
85% de ahorro de emisión de
CO2 hasta 2050 basado en los
niveles de 1990.
La energía demandada por un
edificio de referencia en 1990 fue
usado como base para calcular
los niveles standard de aislamien-
to para buscar el ahorro de ener-
gía descrito en los objetivos post
kioto. La acción de los edificios
europeos en 1990 fue dominado
( y aun es) por casas unifamiliares
construida después de 1975 que
todavía no han sido renovadas.
Este tipos de edificios por lo tan-
to han incrementado en coste
aproximadamente un 1,5% por
año.
Para realizar el cálculo de U de-
bemos seguir los siguientes pro-
cedimientos si seguimos el pro-
cedimiento particular.
Para establecer las medidas razo-
nables de ahorro de energía es
necesario tener en cuenta:
-La relación existente entre las
ventanas y su aislamiento al
igual que las garantías de siste-
mas de ventilación con recupera-
ción del calor. Aquí es necesario
definir un concepto que denomi-
namos como hueco.
-Incremento del aislamiento me-
diante la continuación del aisla-
miento del muro por techo y
suelos, evitando de tal manera
los puentes térmicos.
Optimizando el medio am-
biente
El objetivo es de estabilizar las
concentraciones de gases de las
casas ecológicas para evitar da-
ños de interferencia antropogé-
nicas de los sistemas de climati-
zación. Este objetivo es aceptado
casi por todos los países del
mundo, incluido la unión euro-
pea (EU) y mucho organizacio-
nes medioambientales no guber-
mentales esta de acuerdo que ese
incremento medio de la tempe-
ratura debería limitarse a 2º so-
bre el nivel industrial para evitar
tales interferencias peligrosas. Es
probable que las emisiones en
los sectores de los edificios en la
Unión Europea tenga que ser
reducida mas que otros sectores .
El alto potencial de reducción y
el coste de eficiencia de las me-
didas de reducción requieren que
el sector de los edificios realice
una disminución de sus emisio-
nes mayor que otros sectores.
Asumiendo ese objetivo para
países industrializados debería
7Nº17. Noviembre de 2016
Nuevos materiles. El EcoFiber
REFERENCIAS Y
BIBLIOGRAFÍA:
- CTE. DB-HE
-https://
m3db.files.wordpress.com/2014
/09/aspectos-higrotermicos-
ord-8757.pdf
- www.minetur.gob.es/energia/
desarrollo/.../
guia_procedimientos_simulacio
n.Pdf
El Real Jardín Botánico de Madrid es un centro de in-
vestigación del Consejo Superior de Investigaciones
Científicas. Fundado por Real Orden de 17 de octubre
de 1755 por el rey Fernando VI en el Soto de Migas
Calientes, cerca del río Manzanares. Carlos III ordenó
el traslado a su situación actual en 1781, al Paseo del
Prado, junto al Museo de Ciencias Naturales que se
estaba construyendo (actualmente Museo del Prado),
en Madrid. Este jardín botánico alberga en tres terrazas
escalonadas, plantas de América y del Pacífico, además
de plantas europeas.
El Real Jardín Botánico está limitado por el trazado del
cerramiento primigenio, que comprende las calles de
Moreto, Espalter, Plaza de Murillo y Paseo del Prado.
Desde el punto de vista histórico se puede avanzar que
los trabajos de construcción del cerramiento corres-
ponden al diseño del arquitecto italiano Francisco Sa-
batini (Palermo 1721. Madrid 1797) introductor del
estilo neoclásico en España.
Características del cerramiento
El cerramiento histórico se compone de un módulo
básico repetido longitudinalmente, compuesto por 2
pilares, zócalo y reja. A nivel de cimentación se consta-
ta la existencia de un fundamento de cal y canto a mo-
do de asiento bajo rasante.
La edificación vista alterna la disposición de granito
berroqueño y caliza blanca, en la formación de cada
pilar. La elección de los materiales constructivos para la
realización del pilar tipo no es fruto de la casualidad o
una decisión estética basada en la bicromía blanco-
caliza y gris-granito. Sabatini utiliza la roca más durable
(granito) en el dado del asiento, en el fuste monolítico
y en el cimacio de coronación; que son las piezas con
mayor exposición y solicitación estructural. Únicamen-
te la basa y el capitel son tallados en caliza blanca con
sobrio molduraje. Ambas piezas quedan protegidas por
sillares de granito sin molduración alguna. Siguiendo
este mismo razonamiento, es lógica la elección del gra-
nito para la ejecución del zócalo, en contacto con el
solado expuesto a humedad de capilaridad.
Los elementos constructivos que componen el pilar
(dado, basa, fuste, capitel y cimacio) son monolíticos
(de una sola pieza) y se colocan a hueso uno sobre
otro, alternando entre cada sillar, mortero de cal y are-
na como asiento. El resultado es un pilar pétreo de
CERRAMIENTO HISTÓRICO DEL REAL JARDÍN
BOTÁNICO DE MADRID
CARMEN LUCÍA GUTIÉRREZ LÓPEZ. INGENIERA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
8 Nº17. Noviembre de 2016
Imagen 1. Plano Real Jardín Botánico de Madrid. Fuente:
www.wikipedia.org
proporciones robustas, con cuatro facies bien definidas
y constructivamente auto estable.
A cada pilar pétreo se anclan sendos tramos de reja
metálicas, correspondiendo con las caras laterales del
capitel, encuentro entre capitel y fuste, basa y encuen-
tro entre la basa y en dado de granito. Estos anclajes
actualmente se resuelven mediante unas cajas huecas
realizadas en chapa metálica y embutidas en la piedra
(aproximadamente de 5 a 12 cm) a la espera de los tra-
vesaños de la reja. Se añade, para acortar la esbeltez de
la reja un anclaje intermedio, también resulto mediante
caja de chapa metálica. La unión pilar-reja queda afian-
zada con 5 anclajes para cada lateral de pilar, corres-
pondiendo las dos cajas superiores al encuentro del
friso metálico, 1 caja intermedia y 2 cajas inferiores al
encuentro del zócalo metálico.
El encuentro mediante cajas huecas permite el anclaje
de los travesaños que arman la reja, facilitando la dila-
tación del hierro. El sistema de encuentro de un anclaje
clásico se produce por empotramiento de la pletina
mediante perforación de la piedra y posterior colada de
plomo. Este sistema tradicional no permitiría la absor-
ción de movimientos de dilatación/contracción que
dadas las dimensiones de la reja (altura 2,90 cm y peso
1012 Kg) se manifestaría con roturas y fisuración de la
piedra en zonas cercanas a los empotramientos. Se
completa el sistema de fijación de la reja con la inclu-
sión de dos apoyos situados bajo el travesaño inferior,
consistentes en segmentos de pletina metálica apoya-
dos en el zócalo pétreo. Así cada tramo de reja se ancla
en puntos (5 por pilar) y en 2 apoyos al zócalo pétreo.
La reja se compone de dos tipos de piezas lineales de
sección cuadrada (barrotaje vertical) y de sección rec-
tangular (coronación, travesaños, volutas y ochos). El
curvado de estas pletinas permite la realización de for-
mas decorativas seriadas, hasta completar el repertorio
diseñado por Sabatini.
El montaje de los elementos metálicos entre si, se reali-
za mediante remaches en caliente, prácticamente ocul-
tos a la vista del viandante pues se sitúan en el grosor
de la pletina. También se escamotean los remaches que
unen los barrotes en su zona de contacto con el trave-
saño superior, mediante pequeñas bolas metálicas. El
proceso de remachado y unión entre piezas se realiza
en taller, montándose con posterioridad cada tramo de
reja en su ubicación definitiva.
9Nº17. Noviembre de 2016
Imagen 2 . Sección pilar cerramiento. Fuente: In situ Conservación y Restaura-
ción.
La intención constructiva del zócalo consigue el arrios-
tramiento entre pilares a la vez que sirve de apoyo a la
reja, solucionando con contundente sencillez la proble-
mática de cerramiento planteada a tres niveles: Cons-
tructivo, estructural y estilístico.
Lo hasta ahora mencionado es válido para la descrip-
ción de un módulo básico, pero el diseño global con-
feccionado por Sabatini ofrece adaptaciones a cada
caso particular. En este sentido, el trazado correspon-
diente al Paseo de Prado, ofrece una perfecta explana-
ción que permite la ubicación de una bancada, mientras
en la C/Espalter la pronunciada pendiente se traduce
en el diseño de piezas especiales adaptadas a la geome-
tría del terreno. La adaptación al nivel del terreno en la
zona ocupada por el cerramiento en el tramo Plaza de
Murillo-C/Espalter se resuelve adaptando el módulo
básico (2 pilares, zócalo y reja) al plano inclinado, mo-
dificando la geometría de determinadas piezas en con-
creto: dado de granito, zócalo pétreo y reja metálica.
Diferentes diseños
Es también reseñable el carácter evolutivo de la propia
ejecución del cerramiento original, registrándose pe-
queñas variaciones a partir del diseño primigenio de
Sabatini, localizado en el Paseo del Prado. Estas dife-
rencias son:
 En el Paseo del Prado existe una acanaladura tallada
en la zona superior del zócalo pétreo casi en contac-
to con el travesaño inferior de la reja metálica. En la
C/Espalter esta acanaladura no existe, aunque se
mantiene el mismo sistema de apoyo de la reja, me-
diante pequeños calzos metálicos y en la Plaza de
Murillo.
 En la Plaza de Murillo, en los zócalos metálicos de
ochos, situado en el encuentro del ocho con el tra-
vesaño inferior, aparece un elemento metálico en
forma de gota, que no se registra en el resto del ce-
rramiento. Su presencia coincide con el tramo dise-
ñado por Juan de Villanueva a ambos lados de la
Puerta de Murillo.
El cerramiento se completa con el zócalo de granito,
ubicado entre pilares y formado por tres grandes silla-
res que hacen las veces de apoyo de la reja mediante las
pequeñas piezas metálicas antes comentadas. Las pie-
zas pétreas en formación del zócalo se encastran a los
pilares mediante machihembrado en la mitad interior
de la pieza.
Imagen 3. Diseño de la reja por Sabatini. Fuente: In situ Conservación y Res-
tauración.
10 Nº17. Noviembre de 2016
Imagen 4. Zócalo machihembrado. Fuente: In situ Conservación y Restaura-
ción.
 La solución de pilares en esquina es claramente di-
ferente entre Paseo del Prado, donde Sabatini em-
plea una disposición curvada de la reja metálica y las
piezas pétreas que componen el zócalo, frente a
soluciones de pilar doblado empleadas por Villanue-
va.
Estado de conservación
El actual estado de conservación de los elementos
constructivos que componen el cerramiento, es el re-
sultado de la acumulación de diferentes causas de dete-
rioro naturales y antrópicos que derivan de un cuadro
patológico complejo.
Nos encontramos ante un problema que se ha ido
agravando con el paso del tiempo y el crecimiento de la
ciudad. El Jardín Botánico, planteado inicialmente, no
se encontraba sometido a la actual solicitación humana.
El carácter bifaz del cerramiento absorbe los proble-
mas derivados de dos entornos claramente diferencia-
dos: al exterior, un ambiente urbano contaminado y al
interior, la frondosidad de un jardín histórico. Ambos
espacios, natural y artificial, están declarados bien de
interés cultural. En la línea divisoria entre estos dos
ámbitos se levanta el cerramiento que define construc-
tivamente el límite de dos tipos de Patrimonio Cultural
obligados a entenderse. La sensibilidad del tratamiento
conjunto de ambos lugares es la única vía para la futura
conservación y puesta en valor de esta zona.
La imagen actual del cerramiento difiere en gran medi-
da de la original proyectada, pues aunque la valla sigue
cumpliendo su función de barrera física, ya no cumple
con la permeabilidad visual que se pretendía. Hoy en
día, la reja metálica del cerramiento sirve de soporte
para determinadas especies vegetales, e incluso se han
producido desplazamientos puntuales de pilares pé-
treos a causa del crecimiento invasivo de raíces. Esta
invasión vegetal se produce en la zona de contacto in-
terior, fundamentalmente por el crecimiento de plantas
superiores, y por el exterior con la incorporación de
parterres adosados a la valla. El aporte de humedad de
riego por ambas caras del cerramiento nos indica las
zonas más degradadas (Puerta del Rey, Paseo Prado-
Plaza Murillo y Plaza de Murillo-Espalter).
La elevada humedad también posibilita el asentamiento
de colonias biológicas (microorganismos y briofitos).
Respecto al material metálico, la acumulación de hume-
dad ha producido la disminución de la sección cons-
tructiva de algunos anclajes, poniendo en peligro la
estabilidad de la edificación. En este sentido, con la
paulatina pérdida de anclajes puntuales de la reja, pue-
de llegar a peligrar el equilibrio del conjunto.
Situación actual
A día de hoy se está llevando a cabo la restauración de
la zona Paseo del Prado-Plaza Murillo, correspondiente
al diseño de reja y bancada de Francisco Sabatini.
11Nº17. Noviembre de 2016
Imagen 5. Diferentes diseños de Sabatini y Villanueva. Fuente: In situ Conser-
vación y Restauración.
Imagen 6. Diseño curvado de la reja por Sabatini. Fuente: In situ Conservación
y Restauración.
REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:
- Wikipedia.
- Estudio del cerramiento del Real Jardín Botánico de
Madrid de In situ Conservación y Restauración.
llando la tecnología, llevándola a sorprendentes niveles
de agilidad, control, miniaturización y capacidad. Los
principales obstáculos con los que cuenta esta innova-
dora actualidad son la cantidad y el coste del software
involucrado y la barrera de fabricación de dichos chips.
A pesar de ello, sus creadores apuestan por la fabrica-
ción de todo tipo de modelos destinados a un sinfín de
aplicaciones. Varían desde las clásicas como el propio
entretenimiento, cartografía y fotografía aérea, pasando
por actividades tan cinematográficas como el espionaje
o la búsqueda de personas desaparecidas, incluso, lle-
gando a ofrecer amplias posibilidades de aplicación en
el sector de la ingeniería civil.
UN POCO DE HISTORIA…
El término “aviación no tripulada” abarca un vasto
espectro de aeronaves. Aunque las raíces originarias se
encuentran en el desarrollo de los «torpedos aéreos»,
antecesores de los actuales misiles crucero; ya en 1917,
el ingeniero inglés Archibald Low fue capaz de contro-
lar y hacer emprender el vuelo a un pequeño y novedo-
so prototipo de biplano guiado por radio. Lamentable-
mente, las averías del motor de explosión utilizado en
la época, con las consiguientes caídas de los prototipos,
En los tiempos
que corren son
tendencia los de-
nominados Re-
motely Piloted
Aircraft Systems
(RPAS), también:
Unmanned Air-
craft Systems
(UAS), Unman-
ned Aerial Sys-
tems (UAS), Un-
manned Air Vehi-
cles(UAV) y su
variante de menor tamaño y peso como son los Micro
Air Vehicles(MAV) o Micro Unmanned Aerial Vehi-
cles(μUAV) o coloquialmente drones, minidrones o
microdrones.
Finalmente, el mercado global de estos vehículos aé-
reos no tripulados ha logrado su reconocimiento du-
rante la feria tecnológica más importante del mundo
que tuvo cita en Las Vegas, Consumer Electronic
Show (CES) 2016. De cara a esta innovadora industria,
los fabricantes de drones están invirtiendo y desarro-
EL MUNDO A VISTA DE DRON
LAURA GARRIDO MORÁN. Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos.
Imagen nº 1. Innovador drone mosquito en CES
2016
Ref.: http://elfindelmundoseacerca.com/wp/wp-
12 Nº17. Noviembre de 2016
mando no está a bordo;
• Sistema de aeronave pilotada remotamente (Remotely-
Piloted Aircraft System, RPAS): se determina así al con-
junto de elementos configurables formado por un
RPA, su estación de pilotaje remoto asociada (RPS –
Remote PilotStation), el sistema requerido de enlace de
mando y control y cualquier otro elemento requerido
en cualquier punto durante la operación del vuelo.
Haciendo referencia al resto de los acrónimos de la
imagen anterior no definidos, los cuales, se correspon-
den con: uMA = Unmanned Aircraft; Apv = Automa-
Tically Piloted Vehicle; utA = Unmanned Tactical Air-
craft; ucAv = Unmanned Combat Air Vehicle; roA =
Remotely Operated Aircraft.
Recientemente, debido a la publicación en el año 2013
del bestseller del autor estadounidense Dan Brown,
Inferno, el término drone ha llegado al gran público
que lo ha asociado a una aeronave no tripulada dirigida
por control remoto.
hizo que la real Fuerza Aérea británica perdiera interés
en el tema, a pesar del éxito, desde el punto de vista de
control automático o electrónico, que ello supuso.
En la década de los años 60, durante la guerra del Viet-
nam, el ejército estadounidense utilizó vehículos aéreos
pilotados remotamente (Remotely Piloted Vehicle, RPV),
esto es, controlados por radio para volar repetidamente
y en trayectoria circular sobre el campo enemigo para
poder captar imágenes. Es en
aquel entonces cuando se popu-
lariza la palabra anglosajona dro-
ne, cuyas traducciones literales al
español son: zángano (macho de
la abeja melera) o algo repetitivo
y monótono.
En los años 90 se utilizó el tér-
mino vehículo aéreo no tripulado
(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)
para describir a las aeronaves
robóticas, quedando en desuso el
anterior término citado RPV.
Se excluyen como UAV a misiles
y proyectiles de artillería, planea-
dores (no llevan planta propulso-
ra), globos y dirigibles (no utili-
zan la generación de sustentación
mediante fuerzas aerodinámicas
sino mediante fuerzas de flotabi-
lidad) y objetos arriostrados (carecen de control remo-
to u autónomo).
Los términos citados con anterioridad, UAV y RPV,
son sólo dos de entre, aproximadamente, la docena de
nombres que han ido recibiendo las aeronaves robóti-
cas no tripuladas a lo largo de su existencia. En la si-
guiente figura aparece la cronología de dichos nombres
y los términos se han acuñado en los dos siguientes:
• Aeronave pilotada remotamente (Remotely-Piloted Air-
craft, RPA): dícese de la aeronave en la que el piloto al
Imagen nº 2. Cronología de los nombres aplicados a las aeronaves robóticas.
Ref: Guía “Los drones y sus aplicaciones a la ingeniería civil”
13Nº17. Noviembre de 2016
“Hoy día, los drones pueden ser considerados como robots no antropomorfos con
autonomía de vuelo y un gran abanico de aplicaciones. ”
y mantenimiento de infraestructuras cada vez hacen
más uso de aeronaves no tripuladas para obtener privi-
legiados puntos de vista y datos que hasta ahora han
resultado muy difíciles de conseguir, además de para
garantizar la seguridad de aquellos individuos que tra-
bajan en estas obras.
Destacamos algunos de los usos más comunes de los
drones en la ingeniería civil:
Aplicaciones al control de calidad del aire
Los últimos modelos de sensores electrónicos de medi-
da de la concentración de gases contaminantes permi-
ten el desarrollo de equipos miniaturizados de medida
que pueden ser embarcados en drones o en cualquier
otro sistema móvil. Aunque no son tan precisos y sen-
sibles como los tradicionales, permitirían hacer obser-
vaciones continuas mediante drones de la contamina-
ción atmosférica en diferentes entornos con los rangos
espaciales y temporales requeridos. Destacar que sería
preferible construir una minisonda autónoma que geo-
localice la medida de la contaminación y la guarde en
una memoria junto con los datos de presión, tempera-
tura y humedad tomados. Las medidas llevadas a cabo
con estos sistemas deben ser ajustadas y calibradas ade-
cuadamente para que sus resultados puedan ser valida-
dos.
USO CIVIL Y
MILITAR
El desarrollo ini-
cial de los RPAS
ha tenido lugar
fun dam ent al-
mente en el ám-
bito militar, don-
de ya han alcan-
zado una elevada
evolución y, con-
cretamente, en la
aplicación del
reconocimiento.
Por ejemplo, en el ejército norteamericano se ha redu-
cido la presencia de las tropas estadounidenses en los
escenarios de conflicto armado y se han sustituido por
operativos realizados por los RPAS, los cuales, consti-
tuyen alrededor de un tercio del total de la flota de ae-
ronaves en operación. Desempeñan en exclusiva todas
las misiones de inteligencia, vigilancia y reconocimiento
que llevan a cabo las fuerzas armadas, habiendo despla-
zado totalmente a los medios aéreos convencionales.
Además, dichos operativos incluyen la eliminación de
individuos con bombas teledirigidas, incluso, cuando
éstos no estén activamente efectuando una acción béli-
ca pero sean considerados una potencial amenaza a la
seguridad nacional.
Las aplicaciones de estos pequeños robots voladores
pueden ir desde perseguir a un sospechoso criminal en
fuga hasta buscar a una persona extraviada en un bos-
que o controlar el tráfico de vehículos. En el sector
comercial, pueden servir en la agricultura para fumigar,
en la industria petrolera para inspeccionar oleoductos y
plataformas marinas. Por su parte, la industria inmobi-
liaria también se beneficiaría: ofreciendo imágenes de-
talladas de propiedades en lugares remotos, como tam-
bién los medios de comunicación en sus reportajes y
en la cobertura de eventos deportivos. Actualmente, la
Agencia Aeroespacial de EE.UU., NASA, utiliza
los drones para volar al ojo de huracanes y ampliar sus
conocimientos en meteorología.
Pero cada día aparecen nuevos y prometedores usos
que ofrecen una gran versatilidad, así pues, ahora nos
centraremos en las aplicaciones y usos de los drones en
el ámbito de la ingeniería civil. La construcción, gestión
Imagen nº 4. Dron para la elaboración de material audiovisual en asig-
naturas docentes de ingeniería civil.
Ref: http://4.bp.blogspot.com/-4S61grrTaRk/VVwM6YDlsaI/
AAAAAAAAANY/C5myHvOfojU/s1600/dron_655x438.jpg
14 Nº17. Noviembre de 2016
Imagen nº 3. Dron militar
Ref: http://www.elconfidencial.com/multimedia/
album/tecnologia/2016-06-08/los-drones-mas-
letales-que-utiliza-eeuu-en-sus-misiones-
militares_1213484#14
Análisis del suelo y topografía
Las obras lineales como carreteras o vías de tren nece-
sitan un amplio trabajo previo en análisis del terreno.
Desde la aparición de los drones en la ingeniería civil la
realización de escaneo de terrenos es mucho más fácil
(no es necesario definir una serie de puntos a medir
como en la topografía tradicional sino que se modela
de una vez todo el área de trabajo), rápido (los drones
permiten una accesibilidad a lugares recónditos mucho
más veloz), seguro (no es necesario que los operarios
se acerquen a terrenos peligrosos) y barato (al ahorrar
en tiempo y medidas de seguridad, los procesos se ven
abaratados).
Drones con cámaras termográficas
En el caso de los drones en la ingeniería civil, este tipo
de vuelos se utilizan para conocer de una forma más
precisa la temperatura de una superficie en la que se va
a desarrollar una obra.
Drones para el trazado carreteras
Una de las obras más comunes del área de la ingeniería
civil es la construcción de carreteras. Cada vez más
ingenieros están contando con empresas de drones en
sus trabajos tanto de diseño como de construcción de
estas obras puesto que pueden observar el terreno a
tiempo real.
Los drones, además, ayudan a abaratar los costes de las
obras civiles de este tipo gracias a su ayuda en el ahorro
de tiempos de ejecución
y coste de operaciones (al
utilizar los drones en varias
fases del trabajo se puede
ahorrar en procesos que, an-
teriormente, eran diferentes
para cada fase).
Drones para aplicacio-
nes hidrológicas
Las grandes masas de agua
representan un difícil reto
tecnológico al mismo tiempo
que un medio natural de ex-
pansión de la actividad hu-
mana. La complejidad de
operación y caracterización
de estas masas de agua, con-
tinentales u oceánicas, ha
frenado hasta no hace mu-
chos años la actividad del
hombre en este medio. Ade-
más, fenómenos como el
cambio climático o el calentamiento global y la influen-
cia de las grandes masas de agua en estos fenómenos
han resaltado la creciente necesidad, no solo de carac-
terizar y conocer el comportamiento de las grandes
masas de agua, si no de generar procesos de evaluación
continua del impacto de la actividad del hombre en
estas grandes masas de agua.
Por tanto, los vehículos no tripulados se están consti-
tuyendo como potentes y flexibles herramientas de
monitorización y control de estas masas de agua. Me-
diante los drones se podrá realizar el estudio de la cali-
dad del agua y medir la concentración de contaminan-
tes en la misma, generando históricos de concentración
de estas sustancias y tomando muestras que analizar
posteriormente. También, se obtendrán datos para rea-
lizar estudios y caracterizar la batimetría de los fondos
en aguas tano continentales como oceánicas; siendo los
mismos de interés estratégicos para operaciones de
instalación de infraestructuras offshore, empresas de
ingeniería civil que realicen obras portuarias o costeras,
empresas que lleven a cabo estudios de impacto am-
biental, etc. Por otra parte, se podrán desarrollar tam-
bién estudios de la composición y dinámica de los sedi-
mentos tanto en lagos y pantanos como en zonas cos-
teras y oceánicas, estudios de las corrientes marinas y,
finalmente, la detección de fenómenos geológicos co-
mo terremotos o erupciones volcánicas submarinas.
15Nº17. Noviembre de 2016
Imagen nº 6. Erupción del volcán islandés Bardarbunga obtenida a través de un dron.
Ref: http://cdn2.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/692650/BxA7RzxIEAAhFeL__1_.0.jpg
riables relacionadas con el confort de los ciudadanos.
Destacamos que el avance en la miniaturización de es-
tos robots ha dado lugar a que cualquier tipo de pro-
yecto sea abordable usando estas plataformas.
Aplicaciones a la inspección de palas de aero-
generadores
El empleo de estas aeronaves en el sector eólico permi-
te obtener unos resultados mucho más interesantes que
los que ofrece un telescopio o, incluso, el descuelgue
de personal en pala. La mayor proximidad a la superfi-
cie de esta, la colocación precisa de lentes luminosas,
las cámaras de alta resolución y un número creciente de
sensores adicionales específicos facilita la obtención de
datos inigualables por ningún otro medio.
Existen ciertos obstáculos como la necesidad de en-
frentarse a vientos de cierta intensidad y mantener una
posición en medio de éstos, esencial para un pilotado
sencillo y seguro incluso bajo turbulencias. Además,
hemos de considerar las cuestiones relacionadas con la
seguridad tanto para las personas encargadas de mane-
jar el sistema como para la integridad de los propios
aerogeneradores, aspecto unido al peso de las propias
aeronaves y sus capacidades de maniobrabilidad. Por
último, destacamos el aspecto económico, el cual, qui-
zá sea el más determinante. El planteamiento de la apli-
cación de aeronaves muy costosas con una compleja
logística está absolutamente fuera del mercado.
Imágenes nunca vistas hasta ahora
Los ingenieros pueden utilizar imágenes aéreas tanto
del terreno previo como del transcurso de las obras de
ingeniería civil más completas, de más calidad y más
rápidas que de la manera tradicional.
Aplicaciones en el control de obras y
evaluación de impactos
La inclusión de los drones en la obra los está posicio-
nando como herramienta imprescindible para el con-
trol de la misma y su evaluación de impactos. Estos
modernos robots permiten hacer de forma sistemática,
precisa, rápida y económica el seguimiento de las
obras; ya sea de carácter métrico para realizar certifica-
ciones y proyectos, o de carácter visual del proceso
constructivo mediante la realización de vuelos regula-
res que permitan obtener una vista global de la obra a
lo largo de toda la línea temporal de la misma para su
análisis.
La gran variedad de elementos trazables en obra me-
diante el uso de drones se amplía debido a la posibili-
dad de embarcar cámaras multiespectrales e hiperes-
pectrales que nos permiten aislar o diferenciar diferen-
tes tipos de fenómenos, térmicas, sensores y atmosféri-
cos que nos permiten valorar y cuantificar el impacto
ambiental de la obra, radar de apertura sintética, LI-
DAR, etc.
Aplicaciones urbanísticas
El uso y aplicación de sistemas UAV en el sector civil
es hoy día una realidad, siendo una herramienta de tra-
bajo muy útil en aplicaciones
de ingeniería y urbanismo
entre otras. A partir de los
sensores instalados a bordo
de estas plataformas es posi-
ble adquirir información del
territorio a estudiar tanto en
modo imagen, colector de
partículas, medición de pará-
metros atmosféricos… En
los escenarios urbanos las
aplicaciones a desarrollar van
desde la planificación a la
gestión de estos espacios.
Con la información recogida
se puede realizar asistencia a
planes urbanísticos, control y
vigilancia en materia de verti-
dos, gestión de zonas verdes,
calidad ambiental y otras va-
16 Nº17. Noviembre de 2016
Imagen nº 5. Inspección eólica con dron.
Ref: http://aerocamaras.es/wp-content/uploads/2015/01/revision-eolico-drone1.jpg
muchos como juguetes y usados por personas sin nin-
gún tipo de formación aeronáutica; son pilotos inex-
pertos que crean
en la mayoría de
las ocasiones gra-
ves accidentes.
De ahí que estos
aparatos volado-
res hayan tardado
en ir más allá de
un período de
pruebas, puesto
que, muchos de
ellos ya se han
metido en serios
problemas e, in-
cluso, han realiza-
do acciones ilega-
les como conver-
tirse en los mejo-
res camellos
transportistas de
drogas.
LA POLÉMICA ESTÁ SERVIDA…
Qué tendrán los drones para ser tan queridos como
odiados. Estos aparatos voladores están generando
multitud de posturas desde muy diversos sectores, tan-
to públicos como privados. De esta forma, llegamos a
un punto de inflexión donde surge una controversia
acerca de si el empleo de drones para uso civil podría
convertirse en una tecnología de doble filo. Hay quie-
nes ven con preocupación la rápida expansión de la
tecnología aunque pueda haber casos en el que su uso
sea razonable, eficiente y humano. El mayor problema
es que la estructura legal no está lista. La tecnología
crece exponencialmente, mientras que las leyes no.
Por tanto, la innovadora industria robótica tiene a mu-
chos entusiasmados pero, también, cuenta con grupos
defensores de los derechos civiles que advierten de un
cielo invadido por un “enjambre de drones” y entro-
metiéndose en nuestras vidas si no se aplican límites
para la posesión y uso de los mismos. Éstos últimos
individuos se muestran partidarios, incluso, de la caza
de drones; puesto que, alegan que son pequeñas alima-
ñas voladoras. Todos coinciden en que los más peligro-
sos son los drones de menor tamaño, considerados por
Imagen nº 7. Enjambre de drones
Ref: http://www.capital.cl/wp-content/uploads/2014/10/drones.jpg
REFERENCIAS Y
BIBLIOGRAFÍA:
 http://www.capital.cl/
negocios/2014/10/03/0710
20-el-ataque-de-los-drones
 h t t p : / /
elfindelmundoseacerca.com/
wp/?p=4504
 h t t p : / /
agencia.donweb.com/los-14-
usos-de-drones-que-seguro-
no-conocias/
 Documental: La Era del
Dron
 Documental: Drones para la
construcción
17Nº17. Noviembre de 2016
temas fotovoltaicos que podemos
realizar en una instalación aislada,
teniendo presente en todo mo-
mento que el método de cálculo
seguido es el de IDAE :
1. Sistema fotovoltaico co-
nectado con un regulador
a una carga; este sistema es
usado para la alimentación
de bombas de agua, ya que
desde el generador va direc-
tamente conectado a la
bomba.
2. Sistema fotovoltaico co-
nectado con regulador a
una carga y un acumula-
dor; en esta configuración,
el sistema de generación esta
conectado a un acumulador
a través del regulador, esta
configuración utiliza módu-
los de 33 – 36 células.
3. Sistema fotovoltaico co-
nectado con regulador a
una carga, un acumulador
y un inversor; este sistema
es completo, se utiliza cuan-
do la necesidad es obtener
energía alterna, donde tam-
bién se observa que este es
un sistema de uso privado,
sin conexión a la red eléctri-
ca.
Una vez estudiado los
tipos de sistema fotovoltaicos
aislados que podemos incorporar
para un uso privado procedemos
al cálculo de la instalación.
En este capitulo, se con-
tinua estudiando el sistema de
energía fotovoltaica que en el
anterior número de la revista se
expuso, en este capítulo en con-
creto se explicara como se reali-
zan los cálculos para una correcta
instalación fotovoltaica, por ello
antes de empezar a hacer núme-
ros, comenzaremos a clasificar
los tipos de sistemas de instala-
ción que nos podemos encontrar
a la hora de realizar una instala-
ción.
Estos pueden ser:
 Aislados
 Conectados a la red de dis-
tribución.
 Hibrido.
Una vez recordadas las
diferentes instalaciones fotovol-
taicas que podemos realizar, pro-
cedemos al cálculo de una instala-
ción aislada, debido a que la últi-
ma de ellas es una combinación
de las primeras.
Calculo e instalación de un
sistema aislado.
En este apartado se pre-
sentan los diferentes tipos de sis-
INSTALACIÓN DE ENERGÍA
RENOVABLE :
CÁLCULO DE UNA
INSTALACIÓN AISLADA
GERSON GÓMEZ PÉREZ.GRADO INGENIERÍA MECÁNICA.
18 Nº17. Noviembre de 2016
Figura 3. Sistema fotovoltaico completo.
www.conscienciadespierta.files.wordpress.com
Figura 1. Sistema fotovoltaico con regulador.
www.sitiosolar.com/
Figura 2. Sistema fotovoltaico con regulador y
acumulador.
www.global-source.com.co/energia-renovable/
te de diseño K, que realiza la
comparación de irradiación diaria
sobre el generador entre la ópti-
ma y la correspondiente al plano
horizontal.
Siendo Gdm : irradiación optima.
a. Inclinación y orientación
optimas: En este apartado
se determina la orientación
e inclinación máxima para el
periodo del año que este
calculando, por lo que en la
siguiente imagen se muestra
una tabla extraída del IDEA,
donde se muestran periodos
habituales y su correspon-
diente inclinación (βopt ),
siendo ø la latitud del lugar.
b. Factor de irradiación (FI):
Para el cálculo de irradiación
se debe conocer la inclina-
ción y orientación del gene-
rador para poder calcular el
factor de irradiación. Por
ello tendremos un valor que
nombraremos factor de irra-
diación que dependerá de
los ángulos.
 Para un ángulo β menor 15º
 Para un ángulo entre 15º y
90 º.
4. Calculo de pérdidas por
sombras. Este punto es cru-
cial para una buena instala-
ción, en este apartado vere-
mos cómo experimenta las
perdidas por irradiación solar
en una superficie debido a
sombras, siendo estas expresa-
das en porcentaje de pérdidas
de la radiación solar global.
a. Obtención del perfil de
obstáculos: En este aparta-
do localizaremos los princi-
pales obstáculos en términos
de coordenadas de posición
Azimut (ángulo de desvia-
ción con respecto a la direc-
ción sur) y elevación
(ángulo de inclinación con
respecto del plano horizon-
tal). Obteniendo así las per-
didas por sombreado de la
irradiación solar global.
 Azimut: hay que tener en
cuenta que al este los valo-
res son negativos y al oeste
positivos.
Una vez estudiado los
tipos de sistema fotovoltaicos
aislados que podemos incorporar
para un uso privado procedemos
al cálculo de la instalación.
1. Dimensionamiento de la
instalación: El sistema se
diseñará en función de las
condiciones de insolación de
la zona y del consumo de la
instalación.
2. Consumo de energía de la
instalación: A la hora de rea-
lizar el diseño y análisis de qué
instalación conviene realizar
en cada caso, se debe tener en
cuenta dos variables respecto
a las cargas de consumo.
a. Potencia; se obtendrán
todas las potencias de las
cargas que dispongamos en
la instalación a realizar.
b. Horas de utilización; se
realizará una estimación de
las horas de consumo.
Una vez hecho esto, ya po-
dremos obtener cuantos vatios/
hora, nos son necesarios diaria-
mente para nuestra instalación.
3. Factor de irradiación y pe-
riodo estacional: Se tendrá
en cuenta el periodo estacio-
nal del año donde se realiza
un mayor consumo y qué
nivel de radiación mínimo hay
disponible, para así poder rea-
lizar el cálculo de la dimensión
del generador.
Para el cálculo del periodo
estacional, se utiliza una constan-
19Nº17. Noviembre de 2016
“Multiplicando la potencia por las horas diarias de utilización, obtenemos los vatios hora
demandados a lo largo del día. ”
Tabla 1. Tabla periodo de diseño de orienta-
ción.Energía solar fotovoltaica. Ed: FC Editorial
do este factor se multiplica
por el sumatorio de las por-
ciones ocultas, que se recogen
en el pliego de condiciones
técnicas del IDAE.
El máximo porcentaje de
sombras es de 10 %.
6. Dimensionado del genera-
dor: Para el calculo del di-
mensionamiento del genera-
dor deberemos tener algunos
datos anteriormente calcula-
dos como puede ser Gdm (α,β)
y calcular el valor de genera-
ción mínima y máxima, para
ello usaremos los siguientes
datos:
 GCEM = 1 kW /m2.
 ED= Consumo ( kWh/día)
 PR= Valor que depende del
rendimiento, dependiendo
de como se componga la
instalación.
a. Sist. con inversor.PR=
0,7.
b. Sist. con inversor y bate-
ría. PR = 0,6.
c. Sistemas directos.PR = 1
De acuerdo a estos valores tene-
mos que el dimensionado míni-
mo del generador debe ser:
Y el valor máximo seria:
7. Capacidad del acumulador:
Para el cálculo de la capacidad
del acumulador tendremos
esta fórmula:
 A = Autonomía del sistema
en días.
 LD = Consumo diario de la
carga en Ah.
 PD max = Profundidad de
descarga máxima.
 η inv = Rendimiento ener-
gético inversor.
 η rb = Rendimiento del acu-
mulador y el regulador.
8. Elección del inversor: Para
la elección del inversor debe-
mos tener en cuenta la poten-
cia del inversor, la potencia de
las cargas y el rendimiento del
inversor, ya que la potencia
mínima de este, está condicio-
nada por el rendimiento del
mismo en función de la onda
de salida. Para hallar el rendi-
miento del inversor se seguirá
la siguiente tabla.
 Elevación: para la obtención
de la elevación se obtendrá
el ángulo del triángulo for-
mado por la figura.
Siendo d, el ángulo del
triangulo formado por la altura y
la distancia a la que se encuentra
el obstáculo, para posteriormente
en el punto de representación de
perfiles poder observar el eje de
ordenadas.
b. Representación del perfil
de obstáculos. En esta ima-
gen se muestran unas bandas
delimitando las horas sola-
res, siendo valores negativos
antes del mediodía solar y
positivo después del medio-
día. Además están identifica-
das por una letra y un núme-
ro.
5. Factor de llenado y factor
de sombras: Este factor de
llenado es tenido en cuenta
cuando el panel este ocultado
parcialmente, ya que su defini-
ción es la fracción oculta res-
pecto al total, una vez obteni-
20 Nº17. Noviembre de 2016
Figura 4 . Grafica de relación elevación -
azimut. Www.yubasolar.net/
“La autonomía mínima del sistema de acumulación será de 3 días.”
Tabla 2 . Tabla para la elección del inversor.
Energía solar fotovoltaica. Ed: FC Editorial
para el regadío.
 Electrificación de zonas
rurales; estas instalaciones,
son para situaciones donde
ya sea por desarrollo del país
o por la situación geografía
la red eléctrica no llegue al
punto donde nos encontra-
mos.
 Señalización: estas aplica-
ciones se encuentran en se-
ñales de tráfico luminosas,
formadas con diodo led y
donde a través de un acumu-
lador y un pequeño sistema
fotovoltaico nos permite la
alimentación eléctrica de la
señal de tráfico.
 Alumbrado público: exac-
tamente igual que en el caso
de la señalización, pero en
este caso es usado cuando es
difícil tener una línea eléctri-
ca convencional.
 Telemetría: estas aplicacio-
nes, se centran en situacio-
nes donde se necesita de
unos datos, pero no llega la
electricidad al punto de con-
trol, por ejemplo en un con-
trol de pluviometría en una
montaña, donde a través de
un sistema fotovoltaico, per-
mite la transmisión de datos,
monitorización de las seña-
les y esto es gracias a que
este permite una conexión
de electricidad.
2. Aplicaciones Espaciales:
utilizados como sistema de
generación para los satélites
enviados al espacio, donde
gracias a sus paneles permiten
una correcta exploración del
espacio, debido a que tienen
energía eléctrica.
3. Otras aplicaciones: en este
nos podemos encontrar desde
juguetes que a través de una
célula permita el movimiento
de un coche, hasta alumbrado
de jardines que a través de la
energía solar permiten una luz
cuando el sol decae.
CONCLUSION. Este artículo
se ha realizado para una mejor
compresión por parte del lector
de cómo se realizaría un cálculo
en unas instalaciones fotovoltai-
cas y cómo se realizaría una insta-
lación, no hay que olvidar que
esta energía renovable sigue en
constante investigación y desa-
rrollo, por lo que hay partes de la
instalación como pueden ser las
baterías, que hoy en día necesita-
mos una mejorar en el rendi-
miento de estas.
Por tanto el cálculo de la
potencia nominal del inversor es
el siguiente:
Se tendrá en cuenta que
los conductores deben tener una
sección adecuada para reducir las
caídas de tensión y los posibles
calentamientos, teniendo en el
pliego de condiciones de la
IDAE los valores máximo estipu-
lados.
9. Regulador de carga: El
regulador de carga será selec-
cionado teniendo en cuenta la
máxima intensidad circulante
por la instalación. Realizando
un incremento del 25 % tanto
en la corriente de cortocircui-
to como en la corriente máxi-
ma de carga de consumo.
Aplicaciones: Debido a que
estos sistemas no necesitan una
conexión a la red, podemos dis-
tinguir 3 tipos de aplicaciones:
1. Aplicaciones Terrestres:
este grupo es donde mayores
aplicaciones tiene, nos las po-
demos encontrar en los si-
guientes sectores:
 Bombeo de agua; instala-
ciones pensadas para gran-
jas, ranchos, etc... donde a
través de un sistema fotovol-
taico permite el bombeo de
una bomba para la extrac-
ción de agua potable o agua
Figura 5. Satélite orbitando alrededor de la
tierra. www.censolar.es/
21Nº17. Noviembre de 2016
REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:
- IDEA, Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía.
-CUERVO GARCÍA, Rafael y MÉNDEZ MUÑIZ, Javier María. Energía solar fotovoltaica. Madrid; FC EDITORIAL.
- PAREJA APARICIO, Miguel. Energía solar fotovoltaica; Cálculo de una instalación aislada. Madrid: Marcombo, 2010
que para 2020 se quería tener conectada toda capital de
provincia por alta velocidad.
Hoy en día la realidad es mucho más diferente a la ex-
puesta en aquel Plan y todos los días se pueden ver
noticias donde no se para de hablar de cuándo llegará
este medio de transporte a alguna capital de provincia,
como claro ejemplo y de actualidad, el AVE a Grana-
da.
¿Qué ha hecho el ferrocarril tan especial? ? ¿Qué está
ocurriendo con las líneas ferroviarias en España? ¿Qué
nos depara el futuro de ferrocarril?
El ferrocarril es un sistema de transporte terrestre de
viajeros y mercancías en el que, a diferencia de la carre-
tera, camino y vehículo necesitan de un conjunto de
subsistemas para su correcto funcionamiento, y estos
subsistemas están relacionados entre sí.
Desde que éste se comenzó a construir por el sigo
XIX, el ferrocarril ha sido algo más que un medio de
transporte, fue un sueño el de unir toda España.
Cuando apareció el primer AVE Madrid-Sevilla para el
año 1992, la ilusión por ese sueño volvió a surgir, con
el que se llegó a 2005 con un Plan Estratégico de Infra-
estructuras y Transporte (PEIT) en el que se exponía
EL FERROCARRIL EN ESPAÑA, PASADO,
PRESENTE Y FUTURO.
SERGIO GALLEGO ORDÓÑEZ. INGENIERO CIVIL Y ARQUITECTO TÉCNICO.
22 Nº17. Noviembre de 2016
a este medio de transporte, se encarga un informe a los
ingenieros Subercase y Santa Cruz, que luego derivó en
una Real Orden reguladora de los ferrocarriles españo-
les, basándose en la experiencia de las primeras realiza-
ciones ferroviarias en otros países.
En esta ley se fijan algunos aspectos técnicos como el
gálibo de túneles, inclinaciones, radios de curva y lo
mas importante, decisión que condicionará el transpor-
te en ferrocarril de España de por vida, el ancho de vía
se fija en 1,67 metros, diferente del acho que se estaba
imponiendo en Europa, de 1,43 metros.
La razón de este ancho fue lo complicado del relieve
de la Península Ibérica, y por ello la dureza del trazado
de las líneas ferroviarias españolas. Se estimó entonces
que se necesitarían locomotoras de vapor muy poten-
tes, lo cual era cierto, y a partir de esa observación se
decidió que al necesitar calderas de vapor más grandes
para ganar en potencia había que aumentar también la
distancia entre sus ruedas, para dar mayor estabilidad al
conjunto. Pero esta última apreciación no era del todo
cierta, ya que por un lado existen otros métodos para
aumentar la potencia de la locomotora sin aumentar el
tamaño de la caldera, como por ejemplo el aumento de
la presión mínima, y por otro lado, a igualdad de dis-
tancia entre las ruedas, la estabilidad de la marcha no se
ve comprometida por un ligero aumento en el diáme-
tro de la caldera, como ocurre en los ferrocarriles sui-
zos, que con un relieve aún más difícil que el español
adoptaron el año de 1,43 m e incluso la vía métrica
para su red ferroviaria.
El origen del ferrocarril se sitúa en Inglaterra, a princi-
pios del siglo XIX. En esta época se usaban en las mi-
nas carriles de hierro para mover las vagonetas.
En España la primera solicitud de concesión para la
construcción de una línea ferroviaria se realiza en An-
dalucía, entre Jerez y el muelle del Portal en 1829 de 6
km de longitud, para la exportación de vinos a Inglate-
rra, pero nunca llegó a construirse. De forma similar,
se solicitaron diversas concesiones, pero la falta de fi-
nanciación hizo que no se materializasen.
El primer ferrocarril español se construyó en Cuba en
1837, entre la Habana y Bejucal de 28 km de longitud,
destinada al transporte de caña de azúcar.
En España se siguen sucediendo multitud de solicitu-
des para la construcción de líneas de ferrocarril por lo
que en 1844, ante la falta de posición del Estado frente
Imagen Nº 1. Primer ferrocarril español en Cuba, 1837,
http://mundo-ferroviario.es/index.php/historia/9277-ferrocarriles-de-cuba
Imagen Nº 2. Mapa en el que se muestran los distintos anchos de vía adoptados en los diferentes países del mundo.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1f/Rail_gauge_world.png
23Nº17. Noviembre de 2016
De todas estas características técnicas, en el caso espa-
ñol los mayores condicionantes para el transporte fe-
rroviario vienen dados por el distinto ancho de vía,
señalización y electrificación entre las redes de alta ve-
locidad y convencional.
Por un lado, la forma en que se está extendiendo la
nueva red de alta velocidad (construyendo una red su-
perpuesta a la existente y con distinto ancho de via),
está configurando un mapa ferroviario único en el
mundo, con nuevas líneas en muchas ocasiones parale-
las a las existentes (algunas de las cuales ya contaban
con doble vía, buen trazado, electrificación y modernos
sistemas de señalización y comunicaciones) pero con
muchas limitaciones para su explotación conjunta.
Respecto al ancho de vía, según la actualización de la
Declaración de Red de ADIF de 2014 pueden apreciar-
se estas dos redes ferroviarias, la convencional de an-
cho ibérico ( el 83% de la longitud total) y la de alta
velocidad d ancho internacional (casi 17%). Dada la
evolución de la red de alta velocidad, cabe señalar que
si bien históricamente el problema de la interoperabili-
dad tan sólo se presentaba en España en Irún y en
Portbou (el enlace de Puigcerdá tiene mucha menor
importancia), en los últimos años se está extendiendo
por toda la red española, a medida que avanza la cons-
trucción de nuevas líneas de alta velocidad.
En la actualidad, debido al impacto social de la cons-
trucción de la línea Madrid-Sevilla, los planes de infra-
estructura de los sucesivos gobiernos proponen actua-
ciones como la de la transformación a alta velocidad de
prácticamente todas sus líneas, ya que ninguna comuni-
dad autónoma se conforma con menos y la alta veloci-
dad se ha convertido en la promesa electoral por exce-
lencia. Desde luego sería estupendo poder contar con
una red ferroviaria de tales características, pero las difi-
cultades ante la que se encuentra el cumplimiento de
este objetivo no son pocas: inversiones desorbitadas,
larguísimos plazos de construcción, disminución de
inversiones en la red convencional y falta de continui-
dad entre ambas redes. Por otro lado, a medida que se
va construyendo la red ferroviaria de alta velocidad la
escasa demanda tiene que repartirse entre ambas redes
y van aumentando los costes de
mantenimiento, al tener que con-
servar dos redes en lugar de una.
Mientras la red de alta velocidad
avanza, habiéndose terminado las
líneas Madrid-Barcelona-frontera
francesa, Córdoba-Málaga, el ra-
mal de Toledo, Madrid-
Valladolid, Madrid-Valencia-
Albacete, Albacete-Alicante y
Orense-Santiago, se van instalan-
do intercambiadores de ancho
para poder extender los benefi-
cios de la misma. Por otro lado,
se compran multitud de trenes de
alta velocidad de muy distintas
tecnologías y características para
adaptarse a la creciente diversidad
de la red española. Imagen Nº 4. Líneas de Alta Velocidad en España 2017.
http://www.adifaltavelocidad.es/
24 Nº17. Noviembre de 2016
Imagen Nº 3. AVE Madrid—Sevilla.
http://www.sevilla.abc.es/
Así pues en aquellos puntos en los que se quiere co-
nectar ambas redes hay que instalar intercambiadores
de ancho y, además, por duplicado (tecnologías TAL-
GO y CAF).
Hay que tener en cuenta que estas instalaciones, que se
van construyendo a medida que se terminan nuevos
tramos suponen una gran inversión adicional para
ADIF, además de un sobrecoste para los operadores
ferroviarios (tienen que comprar trenes de ancho varia-
ble y además pagar el canon por pasar por el intercam-
biador de ancho).
Aparte de la alta velocidad, se ha seguido invirtiendo
en cercanías ante la creciente demanda social y, por
primera vez, se ha realizad un importante esfuerzo in-
versor para mejorar los servicios regionales.
La continuidad en la aplicación de la normativa euro-
pea ferroviaria ha concretado aún más el papel del fe-
rrocarril en España, ya que algunos servicios ferrovia-
rios son subvencionables (cercanías, regionales), mien-
tras que otros tienen que ser autosuficientes (larga dis-
tancia, alta velocidad y mercancías).
Por último, el proceso de liberalización se ha traducido
en la apertura de la red ferroviaria española a nuestros
operadores, mediante la fijación de las condiciones de
acceso y de un canon por la utilización de la infraes-
tructura. En 2011 seis empresas privadas de transporte
de mercancías (Acciona Rail Services, Continental Rail,
COMSA Rail Transport, EuroCargoRail, Tracción Rail
y Logitren) operan en la red ferroviaria española, ha-
biendo captado ya el 10,20% del trafico total. Mientras
tanto, RENFE ha optado por reducir los servicios y
enajenar activos, lo cual ha provocado una importante
caída en los tráficos.
Sin embargo en siete años el importe de los cánones
que Renfe paga a Adif se han multiplicado por cinco,
cosa que no han hecho ni los viajeros, ni los nuevos
kilómetros de línea convencional ni de Alta Velocidad,
ni los metros cuadrados de estaciones.
Por tanto, puede concluirse que en los próximos años
se esperan importantes cambios, como la terminación
de algunas líneas ferroviarias de alta velocidad, la conti-
nuación de entrada de operadores privados en el cam-
po del transporte de mercancías y la tímida introduc-
ción de operadores privados en el transporte de viaje-
ros.
Imagen Nº 5. Cánones propuestos por Adif hasta 2013
www.forodeltransporteyelferrocarril.blogspot.com
25Nº17. Noviembre de 2016
“En siete años el importe de los cánones que Renfe paga a Adif se han multiplicado por
cinco, cosa que no han hecho con los viajeros.”
REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:
- Calvo Poyo, Francisco Javier. “DISEÑO Y
CARACTERÍSTICAS DE LA VÍA FERROVIARIA.”
Avicam.
- Calvo Poyo, F. Lorente Gutiérrez, José. Jurado Piña,
Rafael. De oña López, Juan. “INGENIERÍA DE
FERROCARRILES”. Avicam.
- Lozano, P. “EL LIBRO DEL TREN” Anaya.
- RENFE. Informe Anual 2013.
- ASAFAL. El ferrocarril digital. http://
www.asafal.com
mite la conversión de variedad de materiales, tales co-
mo finos de mineral de hierro y los generados en las
operaciones de cribado en planta, polvos recolectados
en filtros y otros materiales que contienen hierro, en
una masa compacta llamada Sínter, de excelente uso en
los Altos Hornos u Hornos Eléctricos para producir
arrabio.
Su diseño y operación, no tiene mucha dificultad aun-
que se debe atender ciertos factores, tales como la pre-
paración de una mezcla homogénea que garantice la
permeabilidad en la cama de proceso, permitiendo un
quemado más rápida y uniforme.
Al mismo tiempo los mecanismos de alimentación a la
zona de quemado, deben evitar el compactamiento y
asegurar una cama uniforme.
El proceso se lleva a cabo en una cadena movible que
Continuando con el prototipado rápido del articulo
anterior “ PROTOTIPADO RÁPIDO 3D. INTRODUCCIÓN
ANTECEDENTES Y TECNOLOGÍAS ( Parte 1)”
Sinterización selectiva láser (SLS): Se deposita una capa
de polvo, de unas décimas de milímetros., en una cuba
que se ha calentado a sin llegar al punto de fusión del
polvo, justo después un láser CO2 sinteriza el polvo en
los puntos seleccionados.
En el caso del sinterizado se utilizan polvos de diferen-
tes materiales. Un láser sinteriza las áreas seleccionadas
para que se fusionen y solidifiquen.
La creación de piezas se generan de capa en capa, ini-
ciando el proceso por las cotas más bajas y terminados
por las superiores.
Es un proceso continuo con gran flexibilidad que per-
PROTOTIPADO RÁPIDO 3D. TECNOLOGÍAS
( Parte 2)
DIEGO BRIOSO MARTÍN, INGENIERÍA MECÁNICA
26 Nº17. Noviembre de 2016
pues mediante el apropiado control de la granulome-
tría, así como la incorporación de los fundentes en esta
etapa, contribuye al ahorro de coque en la producción
de arrabio.
Las sinterizadoras constituyen una parte fundamental
de las plantas integradas y siempre están ubicadas cerca
de las unidades que producen arrabio. Dado que la ma-
teria prima se encuentra en estado sólido (se trata de
microesferas), no es necesario generar columnas que
soporten al elemento mientras éste se va creando, por
lo que no existen limitaciones de rotación de pieza co-
mo consecuencia de ello, ni la necesidad de eliminarlas
posteriormente.
En contrapartida, la cámara en la que se generan las
piezas se encuentra a una temperatura elevada (aprox.
1º por debajo de la de sinterizado), por lo que es nece-
sario ser cuidadoso con la orientación de las piezas a
generar, con el fin de evitar gradientes.
térmicos importantes que podrían torsionar la pieza,
sobre todo si se trata de paredes de grosor pequeño, o
grandes superficies planas, las cuales deberían de ser
generadas partiendo de una sección pequeña, mediante
unas rotaciones adecuadas.
Para obtener unas características mecánicas óptimas de
las piezas generadas, los prototipos son sometidos a un
post-curado en un horno especial de rayos UVA.
recibe la mezcla de materiales que contienen hierro
junto con un combustible sólido formado por la desti-
lación de carbón bituminoso calentado a temperaturas
de 500 a 1100 °C sin contacto con el aire llamado co-
que fino.
A lo largo de la cadena móvil, en su parte inferior, exis-
ten unas cajas de viento que actúan como succionado-
ras, de manera que la mezcla se vaya quemando trans-
versalmente, hasta llegar a la zona de descarga donde la
mezcla ya sinterizada y luego de cribada y enfriada,
continúa su camino hacia el siguiente proceso. Las
temperaturas generadas en este proceso varían entre
1300° y 1400°C.
Las características químicas y físicas de este material
constituyen un factor primordial en su elaboración,
1.Esquema SLS.
Fuente: www.me.psu.edu
2.Método de adición por láser SLS
Fuente: www.impresoras3d3.com/
27Nº17. Noviembre de 2016
3. Tolerancia dimensional difícil de controlar, depende
mucho de los espesores de pieza y el proceso de trans-
formación.
4. Se requiere una inerte rica en nitrógeno
5. Es un proceso más lento.
LOM. Fabricación por corte y laminado: Una hoja de
papel encolado se posiciona automáticamente sobre
una plataforma y se prensa con un rodillo caliente que
la adhiere a la hoja precedente.
Esta tecnología pega y recorta láminas de papel. La
parte inferior del papel tiene una capa adhesiva que
cuando es presionada y se le aplica calor hace que se
pegue con el folio anterior. El folio es recortado si-
guiendo el contorno de la sección de la pieza.
La técnica LOM es un proceso automatizado que gene-
ra una pieza tridimensional basada en una representa-
ción CAD por laminación secuencial de láminas trans-
versales.
Hay modelos que funcionan con láser de CO2, uno a
25W y otro a 50W. El sistema óptico consta de espejos
que proporcionan el haz láser sobre la superficie en
tratamiento a través de una lente focal que lo enfoca
con un tamaño proximado de 25mm. El corte del láser
es controlado por una mesa de posicionamiento XY.
Aplicaciones: Se utiliza en la industria aeroespacial, au-
tomoción, consumo, industrial, implantes dentales,
herramientas quirúrgicas e instrumental médico.
Normalmente su aplicación es usada como parte de
producción sin herramientas, formando tanques de
combustibles, tableros de control y para productos que
requieran certificación aeronáutica, modelos arquitec-
tónicos, clips, soportes, grapas, ojales, etc.
Ventajas:
1. Al tratarse de un poliamida, sus características mecá-
nicas, en muchas ocasiones, son próximas a las que
corresponderían al material definitivo.
2. Es posible realizar piezas, en las que el material ten-
ga una carga del 30 % F.V.
3. Son elementos especialmente indica-
dos para conjuntos en los que se prevé
un montaje y desmontaje en la fase de
prueba.
4. Soportan temperaturas más elevadas
que en el caso de la Estereolitografía.
5. Posibilidad de montaje y desmontaje
de piezas con clipajes y otros elemen-
tos de montaje.
Desventajas:
1. El proceso térmico al que está so-
metido hace que los cambios, la posi-
ción de las piezas y cualquier variación
mínima durante el mismo sean muy
críticas.
2. Superficie porosa.
4.Laser de estado solido CO2 de 25 W.
Fuente: Aserm.es
28 Nº17. Noviembre de 2016
3.Piezas desarrolladas por SLS.
Fuente: Pausaher.blogspot.com.es
proceso de fabricación consta de tres partes:
- La generación del fichero CAD-STL.
- Construcción. En la fase de construcción, las capas
finas de adhesivo recubierto con material son secuen-
cialmente unidos el uno al otro siendo previamente
cortados por el rayo láser. El láser incide sobre la su-
perficie quemando el perímetro indicado por el modelo
CAD en cada sección transversal, una vez hecho esto
todo lo que se encuentra dentro de los límites se libera
de la hoja. La plataforma con la pila de capas desciende
y una nueva sección de materiales avanza. Vuelve a
ascender la plataforma y el material calentado se super-
pone para ir uniéndose la pieza repitiendo el proceso.
- Finalmente se separa del material de apoyo.
El factor temperatura es crítico y ha de mantenerse
constante a lo largo del proceso por lo que la maquina-
ria dispone de un circuito cerrado que asegura este
condicionante.
Materiales: En principio cualquier material en lámina
con adhesivo puede ser usado para esta tecnología, sin
embargo el más usado es el papel Kraft con un polieti-
leno termosellable, por su disponibilidad y rentabilidad.
Aplicaciones: Cubre un amplio espectro de industrias,
incluyendo la aeroespacial y la automoción, productos
de consumo y dispositivos médicos que va desde ins-
trumentos a prótesis. Permite ver la forma la forma
final, el tamaño y la función de los prototipos así como
producir un pequeño volumen de productos termina-
dos.
Se suele usar para visualizar un producto en sus dimen-
siones exactas, lo cual permite tener una réplica real del
producto realizando pruebas de consumo, introduc-
ción en su comercialización, muestras de embalaje.
Ventajas:
1. Se pueden usar una amplia variedad de materiales de
partida, los cuales pueden variar en tipo o espesor de la
lámina para satisfacer necesidades funcionales y especi-
ficaciones del prototipo a crear.
2. Es muy ventajosa, en tiempo de fabricación, para
piezas grandes y voluminosas ya que el láser no explora
toda la superficie de cada sección transversal sino que
sólo describe su periferia, lo que hace que no importe
el grueso la sección a trabajar, el tiempo es el mismo en
una sección delgada que en otra igual pero gruesa.
3. Alta precisión. Se maneja en valores inferiores a
0,127mm. No presenta problemas de contracción, ten-
siones residuales internas o deformación.
4. No tiene necesidad de soporte adicional ya que la
parte en construcción se puede apoyar fuera de la peri-
feria de la parte construida, la cual actúa como soporte.
Limitaciones:
1. La potencia del láser de corte necesita ser controlada
con precisión para que este corte la capa actual de la-
minación y no penetre en capas previamente cortadas.
Un mal control puede distorsionar el prototipo.
2. No está recomendad para la construcción de piezas
con láminas muy delgadas ya que estas no son suficien-
temente rígidas y al retirar el prototipo del soporte pue-
de sufrir daños si no se realiza con las debidas precau-
ciones.
3. Hay que tener en cuenta que estos prototipos están
construidos por láminas unidas por adhesivo. Lo cual
hace que la integridad de los prototipos LOM dependa
de la fuerza adhesiva de la cola usada en la lamina de
5.Máquina LOM-2030E
Fuente: Mtc.engr.mun.ca/LOM
29Nº17. Noviembre de 2016
“Es posible la fabricación rápida de modelos físicos”-
-Flexibilidad
Con dichos parámetros podemos comprobar que tec-
nología encaja mejor con uno nuestro prototipo y ave-
riar si es viable para ciertas tecnologías o no.
Aunque con dichos parámetros técnicos no esta inclui-
do el coste, , la estimación tiempo de fabricación o las
características técnicas de las maquinas como la poten-
cia eléctrica el espacio que ocupa etc. etc.
Se podría decir que el prototipado rápido genera mu-
chos benéficos ya que puede solucionar muchos de los
problemas actuales de los distintos profesionales que
antes no podían; haciendo que ahora sea posible por-
que es más barato, se consigue la pieza con más rapi-
dez, se identifican mejor los problemas o defectos por-
que no es lo mismo ver un prototipo en un diseño 2D
que en 3D que se ve mucho más claro, viendo los pun-
tos fuertes y los que necesitan una mejora ya que al
prototipado se le pueden hacer pruebas de forma, en-
samblaje, funcionalidad y pruebas mecánicas.
El prototipado rápido tiene mucha variación de funcio-
nes siendo útil en la arquitectura o en la ingeniería co-
mo maqueta o como diseño de elementos críticos y
mejorando la capacidad incrementada para centrarse en
las necesidades y preocupaciones específicas del cliente
y poder corregir los cambios del diseño en cuestión de
horas.
No cabe duda
que genera mu-
chas posibilida-
des a sectores
como la topogra-
fía, el packaging
(Las empresas
que diseñan y
producen envases
de cristal y plásti-
co para industrias
relacionadas con
Trabajo.
Puede ocurrir
que estos prototi-
pos no respon-
dan a sus requeri-
mientos mecáni-
cos.
4. La eliminación
de los soportes
es la parte más
laboriosa, cuando
la pieza ha de ser
separada del bloque rectangular de material laminado.
La persona que la realiza ha de ser consciente de las
partes delicadas dentro del modelo a fin de no dañarlo.
Consideraciones geométricas:
DSPC. Proyección aglutinante: Esta tecnología trabaja
mediante la deposición de material en polvo en capas y
la ligazón selectiva del mismo mediante la impresión de
"chorro de tinta" de un material aglutinante.
Las combinaciones de tecnologías de prototipado rápi-
do son numerosas y puede haber más de una solución
válida para las necesidades que se presenten. Si bien,
cada tecnología tiene sus limitaciones, no todos los
prototipos se pueden fabricar en todas las tecnologías,
o por lo menos no obtenemos la misma calidad.
Como elegir una buena tecnología:
-Presentación e inspección del producto.
-Unidad o serie.
-Tamaño
-Precisión
-transparente, translucido o de color.
-gama de colores
-Buen acabado superficial.
-resistencia a temperaturas altas
6.Esquema máquina LOM.
Fuente: Fuente: Laboratory of Information Proces-
sing Science. Universidad de Helsinki
30 Nº17. Noviembre de 2016
“El prototipado rápido tiene mucha aplicaciones y tecnologías distintas con el fin de
conseguir soluciones”-
7.Porcentajes de los sectores en aplicación 2005-
2007.
Fuente: fmrimuned.wordpress.com
modelos con cubas de trabajo grandes, se optimiza
mucho el tiempo de impresión llenando la cuba de pie-
zas al máximo, siendo casi el mismo tiempo que ha-
ciendo sólo una pieza. El tiempo de impresión básica-
mente está en función de la altura de la pieza mayor.
El prototipado está siendo actualidad en el tema de que
al bajar el precio de las “impresoras 3D” es posible su
utilización en los hogares, aunque su uso no está por
ahora generalizado ni mucho menos pero no por eso
menos importante ya que puede crear muchas posibili-
dades ya mencionadas aunque acarrea otras ya que la
persona que no sabe diseñar en 2D, en CAD, por
ejemplo, o difícilmente por uno mismo serás capaz de
sacarle partido.
Para concluir se le debe considerar al prototipado rápi-
do como un I+D que en la actualidad está consiguien-
do grandes logros que como en todos los I+D hacen
posible la realización de muchas actividades una vez
desarrollado lo que puede facilitar o no el desarrollo de
otros I+D o I+D+I.
el cuidado corporal, la salud, el cuidado del hogar, quí-
micas y de la automoción o de los fabricantes de bebi-
das), fabricantes de electrodomésticos, en la educación
como en utensilios pedagógicos para niños con visión
reducida o ceguera, en bellas artes, investigación bio-
médica, en diseño de interiores y en la medicina siendo
factible su uso en la planificación pre-quirúrgica, comu-
nicación de medico a médico también como potente
herramienta de presentación para pacientes y educa-
ción médica estudiante/residente.
No hay que olvidar que en función de su uso hay que
utilizar unos procesos u otros al igual que los diferentes
materiales que pueden ser termoplásticos, resinas o
conjunto de materiales (poliamida), ya que no se obten-
drán la misma calidad en todos los procesos ni en to-
dos los materiales y eso afectaría mucho en la funcio-
nalidad de la pieza.
También hay que decir que muchos de los prototipa-
dos su objetivo no es ser la “pieza final” sino que es un
producto al que le falta el acabado para su comerciali-
zación.
Sobre los tipos de tecnologías se resume que algunos
sistemas de prototipado son adecuados cuando necesi-
tamos fabricar rápidamente un prototipo unitario. Por
ejemplo, los sistemas FDM son muy sencillos de poner
en marcha a imprimir. Además los soportes de esta
tecnología son solubles por lo que se eliminan en 1h
aproximadamente sin necesidad de operaciones ma-
nuales. En cambio en esta tecnología cuando queremos
realizar dos copias de la misma pieza, el tiempo de im-
presión prácticamente se multiplica por dos.
Otros sistemas como la Estereolitografía o el Sinteriza-
do, son mucho más rápidos imprimiendo pero en cam-
bio sus procesos de puesta en marcha y enfriado, cura-
do y limpieza de las piezas es superior y más complejo
que el de FDM. En estos sistemas, sobre todo en los
8.Piezas transparentes para la visualización interna.
Fuente: Citcosas.com
REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:
http://tfmrimuned.wordpress.com
Fuente: http://mtc.engr.mun.ca/LOM.html
http://pausaher.blogspot.com.es/2010/08/
prototipado-rapido.html
Diseño y construcción de una impresora 3D
aplicando la técnica de prototipado rápido modelado
por deposición fundida. Torres, Edgar.
31Nº17. Noviembre de 2016
El papel principal de la plataforma del ascensor es dis-
tribuir, en la sub-base, las cargas de la estructura, el
peso de los tanques en movimiento, su contrapeso y la
reacción de apoyo del canal superior de acceso.
El suelo se endurece por columnas periféricas de 11
metros de altura media y 1,40 metros de espesor sobre
la superficie. La construcción se llevó a cabo entre
1983 y 1985.
La torre central.
En el centro del ascensor está construida la torre cen-
tral compuesta de columnas de hormigón armado de
90 metros de altura y 0,90 metros de espesor.
DESCRIPCIÓN DE UN GIGANTE
Cuando se visita por primera vez el doble ascensor
Strépy-Thieu, la primera idea que se obtiene de este
gran bloque es la de un “gigante” de la construcción.
En realidad, este “gigante” se compone de una multi-
tud de equipos eléctricos, mecanismos, etc ...
Desde un punto de vista externo, la descripción de este
par de ascensores, puede desglosarse de la siguiente
manera:
La altura total de la estructura es de 117 metros, su lon-
gitud es de 130 metros y su anchura es de 81 metros.
La masa total de todo es alrededor de 300.000 tonela-
das, el peso del acero alcanzó 10.000 toneladas para
refuerzos y 4.000 toneladas para las columnas de so-
porte.
La base.
La base de la obra se origina en un piso general de hor-
migón armado de 133 metros de largo y 82 metros de
ancho, con un espesor que varía entre 2 m en los bor-
des y de 3,80 metros por debajo de la torre central.
EL ASCENSOR DE STRÉPY-THIEU.
JUAN ANTONIO ROMERO GARCÍA. INGENIERO EN SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN.
MICHEL MAIGRE - 9 de Febrero 2000
32 Nº17. Noviembre de 2016
Las columnas de soporte
La sala de máquinas se apoya lateralmente en dos filas
de seis columnas metálicas de 79 metros de altura.
Los puentes del canal
Cada puente del canal se compone de cuatro tramos de
42 metros que descansan sobre la columna de cone-
xión con el canal superior., además de las tres colum-
nas iniciales.
Las dimensiones internas de un puente del canal son
12,52 metros de ancho y 6,50 metros de altura. Las
columnas son de hormigón armado.
Contenedores móviles
Los contenedores donde tienen lugar el traslado de los
barcos, tienen una longitud útil de 112 metros, una an-
chura de 12 metros, y una profundidad de agua puede
variar entre 3,35 metros y 4,15 metros.
La masa de la estructura es de acero junto al desplaza-
miento de estos buques es de aproximadamente 2.500
toneladas (peso muerto). Dependiendo del nivel del
agua, la masa total es de entre 7.150 y 8.350 toneladas.
Contrapesos
Cada contenedor móvil está equilibrado por dieciséis
contrapesos en total, ocho contrapesos en suspensión
y ocho contrapesos de control distribuidos a cada lado
del contenedor. Cada contrapeso suspensión rodea un
contrapeso de control.
Los contrapesos de Control tienen una longitud de
10,27 metros, una anchura de 1,25 metros, una altura
de 5,40 metros y un peso de 8.178,25 toneladas.
Los contrapesos en suspensión exteriores tienen una
longitud de 22,18 metros, una anchura de 3,40 metros,
una altura de 5,51 metros y un peso de 4.790,50 tone-
ladas.
Los contrapesos en suspensión exteriores tienen una
longitud de 22,58 metros, una anchura de 3,20 metros,
La sala de máquinas.
La sala de máquinas es de 133 metros de largo, 76 me-
tros de ancho y 25 metros de altura, en la parte supe-
rior de la torre central se albergan todos los mecanis-
mos (motores, cajas de cambios, tornos, poleas, etc.), el
puesto de control y la regulación de los dos ascensores
independientes.
Las fachadas de la sala de máquinas se encuentran a
una altura de 80,85 metros y 102,20 metros sobre el
nivel del canal inferior. Tienen una superficie total de
10.000 m2. La sala está dominada por una galería para
los visitantes. Una vista excepcional permite ver entre
otros el campanario de Mons y de la torre de Ronquiè-
res.
1. Batería
2. Reductores de baja velocidad
3. Reductores de velocidad.
4. Motores
5. Eje de sincronización mecánica
6. Tornos
7. Grupo de 7 poleas (diámetro 4800)
Partes del doble ascensor funicular de Strépy-Thieu.
Vista en planta de la sala de maquinas.
33Nº17. Noviembre de 2016
dos, más largos y con un mayor desplazamiento de
agua.
La adaptación del Canal du Centre a las necesidades de
la navegación plantea un problema. No sólo debemos
pensar en el futuro sino también tener en cuenta las
necesidades e intereses de la región. Por otra parte,
Francia está particularmente interesado en la adapta-
ción del Canal du Centre.
Círculos franceses quieren una apertura hacia el Este
para llegar a través de la región liégoise y entrar en el
Rin.
El proyecto Strépy-Thieu es el último eslabón del pro-
grama de actualización de la plantilla de 1.350 t de la
red de vías navegables de Bélgica.
¿Por qué una nueva ruta?
La nueva ruta afecta sólo a una sección del Canal du
Centre. Este tramo fue abandonado porque era impo-
sible mantenerlo en funcionamiento sin interrupción
durante los trabajos de elaboración de los modelos de
la canal y la construcción de la nueva obra de arte. Por
lo tanto, se decidió colocar el canal en una nueva cama,
cerca de la antigua. La nueva ruta es de aproximada-
mente 12 kilómetros.
una altura de 5,58 metros y un peso de 4.790,50 tonela-
das.
Equipo mecánico
El contenedor está conectado por 112 cables a los con-
trapesos de suspensión y por 32 cables a los de control.
Estos cables son de multi-filamento y tienen un diáme-
tro de 85 milímetros. Un cable de suspensión con una
longitud de 98 metros, pesa alrededor de 3 toneladas,
mientras que un cable de control (longitud de 115 me-
tros) pesa 3,5 toneladas.
Sus números, la dificultad de su aplicación y la seguri-
dad absoluta requerida, justifican una serie de pruebas
en base a una vida útil de al menos 20 años. Las prue-
bas ayudaron a supervisar el mantenimiento del cable y
establecer la ley de su comportamiento en el tiempo en
función de la carga.
El dispositivo de accionamiento se compone de cuatro
grupos de cuatro tambores de 4,80 metros de diáme-
tro. Su diseño y la sincronización deben ser tales que el
sistema permanece controlable incluso en caso de acci-
dente.
Equipos informáticos
El conjunto de secuencias de maniobra del contenedor
y del sistema de control esta propor-
cionado por un sistema informático
complejo con dos niveles jerárquicos.
La parte superior dispone de una in-
terfaz hombre-máquina y la parte infe-
rior todo lo concerniente a las secuen-
cias de funcionamiento.
HISTORIA
Modernización del Canal du Centre
La modernización del Canal du Centre
tuvo que cumplir con las realidades
actuales de navegación. Las barcazas
de antaño que ofrecen solamente má-
xima capacidad de carga de 300 tone-
ladas, apenas se utilizan. Estas son
reemplazadas por buques motoriza-
Corte transversal de un contenedor. MICHEL MAIGRE - 1999
34 Nº17. Noviembre de 2016
¿Qué solución dio Strépy-Thieu?
Al igual que la ruta antigua, la nueva ruta se encuentra
con un obstáculo serio: la diferencia de nivel entre los
extremos la cual es 88.15 metros. A pesar de la cons-
trucción de las esclusas Obourg-Warton y Havre de
5metros y 10 metros, respectivamente, queda por su-
perar un desnivel de 73.15 metros.
Los estudios se han llevado a cabo por el Ministerio de
Transporte Público para determinar el tipo de la es-
tructura más adecuada. Teniendo en cuenta el terreno y
la falta de suministro de agua significativa natural, ex-
cluyendo las esclusas, se estudiaron cinco soluciones:
1.Una inclinación longitudinal a 5%.
2.Una inclinación longitudinal de 10%.
3.Una pendiente de agua o "Canal inclinado" a 3,5%.
4.Dos ascensores en dos escalas de 36,57 metros cada
uno.
5.Un único ascensor de 73,15 metros.
¿Por qué un ascensor?
La duración del crucero y el consumo de agua de una
escalera de esclusas es inaceptable. Después de los es-
tudios que toman en cuenta varios factores: grado de
inversión de las expropiaciones, problemas técnicos y
operativos, la construcción de un ascensor individual
era la solución más económica a la vista del sitio. Se
centra en un área pequeña (1 ha), todas las cargas (300.
000 toneladas) en un sótano deformable, relativamente
heterogénea, y le da una carga constante de 0,3 MPa.
A continuación se indica la comparación de los costos
de inversión y operación de los equipos electromecáni-
cos en porcentaje para las diferentes soluciones:
1. Ascensor 73 mts. 100 %
2. Pendiente de 10% 135 %
3. Pendiente, el 5% 145 %
4. Pendiente de agua 150 %
5. Dos ascensores 36,5 mts. 190 %
6. Tres esclusas- > 190 %
El Strépy-Thieu está destinada a superar una caída de
73.15 metros para los buques con propulsión propia de
1.350 toneladas o barcazas empujadas de 2000 tonela-
das con su empujador.
Vista frontal del ascensor Strépy-Thieu .
35Nº17. Noviembre de 2016
“Cuando la solución es el ingenio, surge la obra del genio”
REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:
-Dirección General de Operaciones del
Departamento de vías fluviales Bélgica.
-Cuadernos del MET (colección Técnicas) Nº 3 de
abril de 1993 .
-Un gigante funicular en el Canal du Centre - El
ascensor de Strépi-Thieu, MET cuaderno N ° 20, las
técnicas de recolección, ed. junio de 2002 .
Para detectar la presencia de imperfecciones en ocasio-
nes es necesario el uso de ensayos que en algunos casos
serán de tipo destructivo y en otros de tipo no destruc-
tivo.
Tipos de imperfecciones
- Grietas
Las grietas son discontinuidades del cordón producidas
por las contracciones y dilataciones del metal base. Pa-
ra evitarse debe controlarse la cantidad de calor aporta-
do al cordón y la velocidad de enfriamiento. Es conve-
niente que los metales se precalienten y que los cordo-
nes anchos se realicen en varias pasadas.
 Grietas de cráter o estrella.
 Grietas en la cada.
 Grietas en la zona afectada térmicamente (ZAT).
Introducción
Los defectos de las uniones soldadas pueden encon-
trarse en la superficie del cordón como en su interior.
Los defectos pueden ser causados por un mal empleo
de la técnica de soldadura, exceso de avance, falta de
experiencia, etc.
Las imperfecciones pueden ser visibles o no, ya que se
pueden encontrar en el interior del cordón de soldadu-
ra.
DEFECTOLOGÍA DE LAS UNIONES SOLDADAS
Imagen 1. Defectos en la soldadura.
https://metfusion.files.wordpress.com/2013/08/0003110519.png
36 Nº17. Noviembre de 2016
MIGUEL ÁNGEL GARCÍA ROMERA. INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL EN MECÁNICA
Imagen 2. Grietas.
http://www.alexandersaavedra.com/2012/02/agrietamiento-en-
El metal de aportación no
se ha extendido a través
del espesor de la junta a
soldar, es decir, que la fu-
sión no ha alcanzado la
raíz de las partes a unir.
Este defecto reduce la re-
sistencia de la soldadura.
Esta discontinuidad tam-
bién causa problemas de
fusión incompleta, por eso,
ambos términos se mez-
clan y se usan conjunta-
mente para la definición de la discontinuidad.
Las causas de este defecto son: un diseño equivocado
de los bordes, gran velocidad de avance, amperaje muy
bajo y uso del electrodo con un ángulo incorrecto.
- Porosidad
Las porosidades son cavi-
dades de gas existentes
dentro del metal de aporte.
Se distinguen entre cuatro
tipos diferentes de porosi-
dades:
 Porosidad unifor-
memente distribui-
da.
 Porosidad agrupada,
en racimos o globu-
lar.
 Porosidad lineal.
 Porosidad vermicular o cavernosa.
La porosidad en los cordones de soldadura se origina
por: excesiva cantidad de H, N u O en la atmósfera
con la que se suelda; alta velocidad de solidificación;
metal base sucio; excesiva humedad en el recubrimien-
to del electrodo o en las superficies de contacto en
unión, etc.
- Mordeduras o rebajes
Son depresiones o muescas que se forman en el metal
base contiguo al cordón de soldadura. Son debidas a
movimientos inadecuados del electrodo o al uso de una
llama muy potente y reducen la sección resistente de la
soldadura. Favorecen a la acumulación de escoria y
crear problemas de limpieza.
 Desgarre laminar.
 Grietas en la raíz.
 Grietas en la pata.
 Grietas debajo del cordón de soldadura.
-Inclusiones
Se diferencian dos tipos de inclusiones en los cordones
de soldadura:
 Inclusiones de escoria: son restos de óxidos, ma-
teriales metálicos, materiales de recubrimientos
de los electrodos, que quedan atrapados en el
interior del metal de aportación. No son tan peli-
grosas como las grietas, ya que no es probable su
propagación. Pueden ser puntuales en el interior
del cordón o sucederse entre pasadas.
 Inclusiones de tungsteno: esto ocurre cuando se
depositan partículas de estos electrodos en la
zona del cordón de soldadura. Las inclusiones de
tungsteno se detectan mediante el ensayo de ra-
yos X porque la zona afectada aparece más clara
que el resto del cordón.
- Fusión incompleta
Esto ocurre cuando el metal
base y el de aportación no se
logran fundir. La falta de fu-
sión también se puede pro-
ducir entre la pasada de un
cordón y el siguiente, falta de
fusión que afecte a los bor-
des a unir o a la raíz.
Las causas de estas imperfec-
ciones son el mal diseño de la
unión, falta de calor en el
metal base, velocidad de
avance elevada y falta de lim-
pieza de las juntas de unión y entre pasadas. Esta dis-
continuidad no es visible durante la inspección visual.
- Falta de penetración
37Nº17. Noviembre de 2016
Imagen 3. Inclusiones.
http://es.slideshare.net/123311/presentacion-de-discontinuidades-y-
defectos-en-la-soldadura
Imagen 4. Fusión incompleta.
http://www.seas.es/blog/varios/
defectos-internos-en-soldadura-
parte-2/
Imagen 5. Falta de penetración.
http://blog.utp.edu.co/
metalografia/capitulo-19-
soldadura-defectologia-y-
simbologia/
Imagen 6. Porosidad. https://
metfuion.files.wordpress.com/201
3/08/defectos-en-la-soldadura-
02.jpg
- Cebados o golpes del arco
Los golpes de arco son pequeños puntos localizados
fuera del cordón de
soldadura donde el
soldador ha aplicado
un arco accidental-
mente. La pequeña
fusión que se produce
se enfría rápidamente
debido a la masa me-
tálica que lo rodea.
Este enfriamiento
puede originar una grieta por ello hay que reparar el
golpe esmerilando la superficie.
- Falta de alineación
Es un desnivel entre dos partes de una unión a tope. Se
debe a un incorrecto montaje de las piezas o también a
deformaciones causadas por las altas temperaturas.
Ensayos no destructivos
Los ensayos no destructivos se utilizan para verificar el
estado de una soldadura ocasionando un daño práctica-
mente imperceptible.
Existen distintos ensayos con los que se puede com-
probar una soldadura.
- Ensayo visual
La inspección visual se basa en la detección de defectos
por simple examen visual del cordón de soldadura. Pa-
ra la inspección se usarán dispositivos que nos permiti-
rán ampliar los defec-
tos que no se pueden
percibir a simple vista
y dispositivos de medi-
da para hacer compro-
baciones de magnitud.
La inspección visual
debe realizarse antes,
durante y después de la
soldadura. En todas las
fases es necesario com-
Se deben usar am-
perajes no muy ele-
vados y se reco-
mienda hacer una
pausa en el extremo
final de la unión
para dar tiempo a
que el material lle-
ne los puntos ba-
jos.
- Solapamiento
Es una discontinui-
dad superficial,
similar a la morde-
dura pero en senti-
do opuesto. Es un
exceso de material
de aporte que no
puede absorber la
unión, se escurre
sobre el metal base,
pero sin fundirse
en él, es decir, la
soldadura rebasa el
punto donde la fusión termina.
Los motivos por los cuales pueden aparecer estas dis-
continuidades se deben a un avance muy lento, aporta-
ción de demasiado calor por el uso de una gran canti-
dad de corriente y a un mal manejo del equipo por par-
te del soldador.
- Proyecciones o salpicaduras
Son gotas de metal
fundido o metal de
aporte proyectadas
durante el soldeo y
que se adhieren
sobre el metal base
o el metal de solda-
dura ya solidifica-
do. La presencia no
conlleva riesgo so-
bre el cordón de
soldadura.
38 Nº17. Noviembre de 2016
Imagen 7. Mordeduras o rebajes.
http://www.seas.es/blog/varios/defectos-
internos-en-soldadura-parte-1/
Imagen 8. Solapamiento.
http://es.slideshare.net/
elvisjhoanherreramelchor/defectos-en-oldadura
Imagen 9. Proyecciones o salpicaduras.
http://es.slideshare.net/xMorfe0x/2-acciones-
correctivas-para-defectos-de-soldadura
Imagen 10. Cebados o golpes de arco.
http://blog.utp.edu.co/metalografia/
files/2015/12/224.png
Imagen 11. Falta de alineación.
http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn55.html
Imagen 12. Útiles de inspección visual
http://www.solysol.com.es/productos-y-
servicios/despues-de-soldar/control-de-
calidad-de-soldaduras/
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1611 Biela 7.65 Nº17

  • 1. Biela 7.65REVISTA DEL MUNDO DE LA INGENIERÍA Y LA CONSTRUCCIÓN AÑO 3 NÚMERO 17 NOVIEMBRE DE 2016 ISSN 2386-639X 17 9 772386 639006 FORTIFICACIÓN CRISTIANA Y MUSULMANA EN LA EDAD MEDIA El mundo a vista de un Dron del tamaño de un mosquito El puente Tacoma.
  • 2. Página 30 Defectología de las uniones soldadas Página 26 Prototipado 3D: Tecnologías Página 32 Página 22 Ferrocarril en España, pasado, presente y futuro El ascensor del Strépy-Thieu 2 CONTENIDO Nº17. Noviembre de 2016 Página 4 Cerramiento Histórico del Real Jardín Botánico de Madrid Mejora de la Transmitancia Térmica Página 8 Página 12 El mundo a vista de Dron Página 18 Cálculo de una instalación de energía renovable
  • 3. Biela 7.65 constituye un órgano de expresión independiente de cualquier otro ente físico o jurídico, empresa, grupo o asociación. Dirección: L.T. de Garnez Consejo de Redacción: Luis Manuel Delgado, Carmen Lucía Gutierrez, Laura Garrido, Ana Diaz, Vicente Alejandro Martín, Gerson Gómez, Juan Antonio Romero, Laura Gardía, Pedro Manuel Vélez, Diego Brioso, Sergio Gallego, Marta Gutiérrez, Félix Álvaro Pajares Editado en: Paseo de las Delicias. Madrid. Imprime: Centro de Impresión DaBe Biela 7.65 no comparte necesariamente las opiniones vertidas ni se responsabiliza de la autoría de la imágenes incluidas en los artículos firmados por su Consejo de Redacción. Orgullo Página 62 Fortificación y Poliorcética III: Fortificación cristiana y musulmana. Puente Tacoma Página 58 Nº17. Noviembre de 2016 3 Mantenimiento predictivo en vibraciones La muralla de Ávila Las presas Página 40 Página 44 Página 48 Página 52
  • 4. VALORES DE LA TRANSMITANCIA TÉRMICA PARA MEJORAR LAS ACTUACIONES EN MATERIA DE ENERGIA EN EDIFICIOS RESIDENCIALES ANA DÍAZ JIMÉNEZ. ARQUITECTO. Nº de Imagen. Explicación. Si la imagen no es original nuestra debemos poner: Ref: el origen, la web, el libro, etc. Este espacio entre valores de U para una mejor actuación energé- tica en edificios, nos llevaron a algunas conclusiones: - Uno de los costes derivados del calentamiento y enfriamiento energético exceden los costes de inversión total para las medidas de aislamiento, el valor optimo de U (grado de aislamiento) es el mismo para nuevos y edificios existentes. En este sentido llega- mos a la conclusión de que se aplican los mismos valores de U para nuevos y viejos edificios. - Otra conclusión es que al intro- ducir un aislamiento para el valor máximo de U, puede ser econó- mico y eficiente, mas bien debe- ría ser así. Puesto que no es nece- sario gastar tanta energía para calentar o enfriar una habitación siempre y cuando el aislamiento sea el correcto. - Recomendados los valores má- ximos de U resultantes de los análisis basados en los costes de eficiencia y posible objetivos Post Kyoto son en muchos casos mas ambiciosos que los actuales stan- dares nacionales, ofreciendo para las mejoras requeridas.. - En edificios residenciales del Sur de Europa el aislamiento tér- mico también reduce la demanda de energía para el enfriamiento. Esto es especialmente cierto para techos y aislamiento de muros que combinados con adecuados sistemas de sombras y una buena ventilación proporciona una se- guridad fuerte y considerable. Es también cierto que un buen equi- librio en la elección de suelo, mu- ros y aislamiento de techo resul- taran en una reducción significa- tiva de costes de eficiencia en la demanda de energía para el calen- tamiento y el enfriamiento. Tiempo de ajustar las exigen- cias térmicas al precio actual de la energía El tratado de Lisboa anima a los miembros estados de la UE a revisar las políticas de energía para hacer Europa mas indepen- diente respecto a las importacio- nes de energía extranjeras, crean- do mas trabajos, haciendo sus economías mas competitivas y mejorando su perfil medioam- biental. Nuestras leyes de aislamiento no son suficientes para contribuir con los objetivos del tratado de Lisboa. El precio de la energía nunca ha estado tan alto como hoy día, con un precio rondando los 80$ por un barril de crudo. Por ello, diseñar siguiendo las bases establecidas cuando el pre- cio de la energía era menos de una cuarta parte de su precio ac- tual, resulta en construcciones poco eficientes económicamente Los valores óptimos de la trans- mitancia calculados a partir de la relación coste-eficiencia y con objeto de reducir el CO2 son en muchos casos más ambiciosos que los valores óptimos actuales. Los edificios fueron diseñados con unos materiales determina- dos cuando la energía resultaba mas barata, pero hoy en día al aumentar los precios de la misma (4 veces mayor), no resulta tan rentable el empleo de los mismos ya que solo conseguiremos dismi- nuir estos gastos cuando sean renovados. Los requerimientos mínimos para las actuaciones térmicas de un edificio deben reflejar la media del precio de la energía para po- der calcular el tiempo de vida de un edificio. Para 100 ciudades europeas, La Asociación Europea de Fabricantes de Aislamiento, ha cuantificado el espacio entre el valor requerido o recomendado de U y el valor económicamente optimo de U. 4 Nº17. Noviembre de 2016
  • 5. conocen el ahorro de dinero y la mejora en comodidad que supo- nen, para asegurar una baja de- manda energética del edificio, para suplir la demanda adicional de energía de la forma más efi- ciente. Estos planteamientos siguen los principios del “Trias Energética”, que establece una pirámide inver- tida en la que lo prioritario es minimizar las pérdidas de ener- gía, lo siguiente sería usar fuentes de energía renovable, y como ultima prioridad hacer un uso eficiente de las fuentes de energía fósiles. Muchos estudios han confirmado que el buen aislamiento térmico y la ventilación controlada a través de la envolvente del edificio son, de lejos, las medidas más renta- bles para minimizar el uso de la energía y reducir las emisiones generadas por el uso de los edifi- cios. Sin embargo, estos valores na- cionales de U requeridos para los componentes de los edificios, como techo, suelo, muros, ven- tanas o puertas, a menudo des- criben los requisitos mínimos, que no son acordes con solucio- nes optimizadas económicamen- te o con el alcance de objetivos medioambientales concretos. Para 100 ciudades europeas se ha estudiado la distancia que existe entre valores de U requeridos o recomendados y los valores ópti- mos económicamente. El papel de los valores de U actuales en práctica. Los requisitos para la transmi- tancia térmica de los componen- tes de los edificios están jugando un papel principal en la práctica diaria del proceso diario y los cálculos de edificios. En la decisión de seleccionar medidas para la renovación o la mejora térmica de un edificio la importancia de los valores de U está creciendo. Los arquitectos y los técnicos usan el valor de U de los compo- nentes de edificios como un pa- rámetro de diseño inicial, rápido y fácil. Las dimensiones principa- les de los componentes de la envolvente del edificio son defi- nidos en la fase conceptual y no son fáciles de modificar poste- riormente. Aparentemente no hay tantos ingenieros de apoyo que tengan el poder y el valor de aconsejar al hasta que se haga una nueva re- novación de la construcción. Las exigencias mínimas de de- manda energética de un edificio deberían reflejar el precio medio de la energía para la vida útil del edificio. Construir con un grado inferior al óptimo correspondien- te al valor de este precio conlleva un gasto mayor de dinero para los inquilinos y aleja el edificio de los objetivos económicos y me- dioambientales de Lisboa. Y te- niendo en cuenta que los edifi- cios consumen un 40% de la energía en Europa, hay una nece- sidad urgente de revisar las de- mandas básicas de energía de nuestros edificios. Cálculo del grado óptimo para 100 ciudades. En muchos países próximos al cumplimiento de la Directiva Re- lativa a la Eficiencia Energética de los Edificios (EPBD) exigida, en el funcionamiento general del edificio hay requisitos adicionales expresados en valores de “U” o “R” relativos a la transmisión máxima de energía para los ele- mentos individuales de construc- ción. Esto pone de manifiesto que ya Fórmula de cálculo de la transmitancia térmica (U), siendo Rt las resistencias totales suma de los elementos del cerramiento. (Catalogadas en el CTE) 5Nº17. Noviembre de 2016 Valores de U tras el tratado de Kyoto
  • 6. arquitecto el rediseño del con- cepto de que las medidas de efi- ciencia energética no son ópti- mas o que incluso no encajan para nada en el diseño. Incluso aunque no sean soluciones eco- nómicas, deben proveerse solu- ciones modulares insertadas en el conjunto para cumplir los requi- sitos generales de funcionamien- to EPBD. Desafortunadamente la mayoría de los arquitectos y diseñadores no usan un control de energía general integrado en el edificio para cumplir en el plan, sino que prefieren trabajar con estas solu- ciones por partes. Los arquitec- tos y diseñadores son bastante buenos generalmente integrando soluciones aunque parece que las medidas de eficiencia energética no son todavía parte de ese de- seo integrante en el conjunto. Para ellos las medidas de eficien- cia energética son temas de los que ocuparse en una fase poste- rior del proyecto. En la mayoría de los países de la Unión Europea los arquitectos entregan sus diseños a otros es- pecialistas que se encargan de encontrar y adaptar una solución para cumplir con los requisitos energéticos legales o los solicita- dos por el usuario. El estupendo componentes de los muros, te- chos y suelos en contacto con el terreno de los edificios nuevos y existentes con la base de un gra- do óptimo de economía. Todos los análisis están basados en parámetros aplicables en un contexto social en cuanto a tasas, tarifas y costes de regulación de CO2. Éstos son aplicables a los análisis de rentabilidad en las obras públicas, pero no son ne- cesariamente apropiados para inversores y propietarios de ca- sas privadas. El estudio no optimiza la rela- ción entre la reducción de de- manda de energía y las medidas de aporte de energía al edificio. Para cada componente se ha cal- culado el valor U óptimo necesa- rio para reducir la demanda de refrigeración o calefacción, pero no se han tenido en cuenta la interacción y los efectos cruza- dos entre ellos. En ocasiones en los que existe la necesidad de aumentar los valo- res térmicos para la realización de la calefacción eléctrica, no se cumplen los mejores valores de U al igual que sucede con los cumplimientos de aislamientos sonoros y antihumedades. diseño y la apariencia de la en- volvente del edificio prevalece sobre una decisión bien equili- brada sobre cómo integrar medi- das de eficiencia energética y medidas de suministro en el dise- ño conceptual del edificio. No queda “espacio” en la envolvente del edificio para aumentar el gro- sor del aislamiento, mejores acristalamientos, protección so- lar, etc. Así no se puede respetar la principal prioridad del Trias Energética y el empleo de solu- ciones más rentables es una prio- ridad secundaria o terciaria. Los valores de la U tienen un papel clave en la realización del proceso de diseño: Los valores de U son la primera (y quizás única) guía que tienen los arqui- tectos para fijar las dimensiones de los componentes en muros, techos y suelos de la envolvente. Los productos de construcción proporcionan respuestas indus- triales a las solicitaciones de ar- quitectos y diseñadores de docu- mentación técnica que especifi- que esos valores de U en los componentes del edificio. Objetivos del estudio. El estudio está enfocado a reco- mendar valores de U para los “Una vez que los ahorros en costes de calefacción y refrigeración superan la inversión en medidas de aislamiento, el valor de U óptimo (el grosor del aislamiento) es el mismo para edificios existentes y de nueva planta, mientras no haya limitaciones técnicas. En este sentido se aplican los valores de U recomendados para ambos casos. 6 Nº17. Noviembre de 2016
  • 7. Grado óptimo económico. En cuanto a la aplicación de los valores de U, podemos realizarlo mediante 2 métodos que son: - Elegir el punto de vista finan- ciero y calcular a partir del mis- mo, el nivel óptimo de aislamien- to que podemos emplear en fun- ción de los recursos económicos que dispongamos. - Por otro lado podemos em- plear los niveles de aislamiento exigidos y necesarios para garan- tizar la protección climática, aun- que ello no supone que vayamos a pasarnos de los presupuestos. Para cada componente del edifi- cio se han dado valores de U separados para el grosor de aisla- miento particular. Los valores de U a la izquierda y derecha del valor exacto de gra- do óptimo teórico, son conside- rados valores provechosos eco- nómicamente. Resultado óptimo para nuevas construcciones y rehabilita- ciones El valor de U optimo si el aisla- miento es aplicado, depende principalmente de la situación del edificio. Cuando hablamos de la situación del edificio nos referimos a localización geográfi- ca, nivel de altitud con respecto al nivel del mar y otra serie de valores los cuales se han de tener en cuenta a la hora de calcular el mismo. Al igual que es necesario tener en cuenta que las transmitancias pueden ser de las fachadas, los suelos, cubiertas, cerramientos en contacto con el suelo, etc… todos ellos poseen diferentes valores como se puede relejar en la siguiente tabla y que depende- rá de la zona climática. ser del 80% y tener en cuenta que la acción de los edificios de la Unión Europea aumentara aun más en los próximos años, esta asumido que el sector de los edi- ficios tiene que contribuir con 85% de ahorro de emisión de CO2 hasta 2050 basado en los niveles de 1990. La energía demandada por un edificio de referencia en 1990 fue usado como base para calcular los niveles standard de aislamien- to para buscar el ahorro de ener- gía descrito en los objetivos post kioto. La acción de los edificios europeos en 1990 fue dominado ( y aun es) por casas unifamiliares construida después de 1975 que todavía no han sido renovadas. Este tipos de edificios por lo tan- to han incrementado en coste aproximadamente un 1,5% por año. Para realizar el cálculo de U de- bemos seguir los siguientes pro- cedimientos si seguimos el pro- cedimiento particular. Para establecer las medidas razo- nables de ahorro de energía es necesario tener en cuenta: -La relación existente entre las ventanas y su aislamiento al igual que las garantías de siste- mas de ventilación con recupera- ción del calor. Aquí es necesario definir un concepto que denomi- namos como hueco. -Incremento del aislamiento me- diante la continuación del aisla- miento del muro por techo y suelos, evitando de tal manera los puentes térmicos. Optimizando el medio am- biente El objetivo es de estabilizar las concentraciones de gases de las casas ecológicas para evitar da- ños de interferencia antropogé- nicas de los sistemas de climati- zación. Este objetivo es aceptado casi por todos los países del mundo, incluido la unión euro- pea (EU) y mucho organizacio- nes medioambientales no guber- mentales esta de acuerdo que ese incremento medio de la tempe- ratura debería limitarse a 2º so- bre el nivel industrial para evitar tales interferencias peligrosas. Es probable que las emisiones en los sectores de los edificios en la Unión Europea tenga que ser reducida mas que otros sectores . El alto potencial de reducción y el coste de eficiencia de las me- didas de reducción requieren que el sector de los edificios realice una disminución de sus emisio- nes mayor que otros sectores. Asumiendo ese objetivo para países industrializados debería 7Nº17. Noviembre de 2016 Nuevos materiles. El EcoFiber REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA: - CTE. DB-HE -https:// m3db.files.wordpress.com/2014 /09/aspectos-higrotermicos- ord-8757.pdf - www.minetur.gob.es/energia/ desarrollo/.../ guia_procedimientos_simulacio n.Pdf
  • 8. El Real Jardín Botánico de Madrid es un centro de in- vestigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Fundado por Real Orden de 17 de octubre de 1755 por el rey Fernando VI en el Soto de Migas Calientes, cerca del río Manzanares. Carlos III ordenó el traslado a su situación actual en 1781, al Paseo del Prado, junto al Museo de Ciencias Naturales que se estaba construyendo (actualmente Museo del Prado), en Madrid. Este jardín botánico alberga en tres terrazas escalonadas, plantas de América y del Pacífico, además de plantas europeas. El Real Jardín Botánico está limitado por el trazado del cerramiento primigenio, que comprende las calles de Moreto, Espalter, Plaza de Murillo y Paseo del Prado. Desde el punto de vista histórico se puede avanzar que los trabajos de construcción del cerramiento corres- ponden al diseño del arquitecto italiano Francisco Sa- batini (Palermo 1721. Madrid 1797) introductor del estilo neoclásico en España. Características del cerramiento El cerramiento histórico se compone de un módulo básico repetido longitudinalmente, compuesto por 2 pilares, zócalo y reja. A nivel de cimentación se consta- ta la existencia de un fundamento de cal y canto a mo- do de asiento bajo rasante. La edificación vista alterna la disposición de granito berroqueño y caliza blanca, en la formación de cada pilar. La elección de los materiales constructivos para la realización del pilar tipo no es fruto de la casualidad o una decisión estética basada en la bicromía blanco- caliza y gris-granito. Sabatini utiliza la roca más durable (granito) en el dado del asiento, en el fuste monolítico y en el cimacio de coronación; que son las piezas con mayor exposición y solicitación estructural. Únicamen- te la basa y el capitel son tallados en caliza blanca con sobrio molduraje. Ambas piezas quedan protegidas por sillares de granito sin molduración alguna. Siguiendo este mismo razonamiento, es lógica la elección del gra- nito para la ejecución del zócalo, en contacto con el solado expuesto a humedad de capilaridad. Los elementos constructivos que componen el pilar (dado, basa, fuste, capitel y cimacio) son monolíticos (de una sola pieza) y se colocan a hueso uno sobre otro, alternando entre cada sillar, mortero de cal y are- na como asiento. El resultado es un pilar pétreo de CERRAMIENTO HISTÓRICO DEL REAL JARDÍN BOTÁNICO DE MADRID CARMEN LUCÍA GUTIÉRREZ LÓPEZ. INGENIERA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 8 Nº17. Noviembre de 2016 Imagen 1. Plano Real Jardín Botánico de Madrid. Fuente: www.wikipedia.org
  • 9. proporciones robustas, con cuatro facies bien definidas y constructivamente auto estable. A cada pilar pétreo se anclan sendos tramos de reja metálicas, correspondiendo con las caras laterales del capitel, encuentro entre capitel y fuste, basa y encuen- tro entre la basa y en dado de granito. Estos anclajes actualmente se resuelven mediante unas cajas huecas realizadas en chapa metálica y embutidas en la piedra (aproximadamente de 5 a 12 cm) a la espera de los tra- vesaños de la reja. Se añade, para acortar la esbeltez de la reja un anclaje intermedio, también resulto mediante caja de chapa metálica. La unión pilar-reja queda afian- zada con 5 anclajes para cada lateral de pilar, corres- pondiendo las dos cajas superiores al encuentro del friso metálico, 1 caja intermedia y 2 cajas inferiores al encuentro del zócalo metálico. El encuentro mediante cajas huecas permite el anclaje de los travesaños que arman la reja, facilitando la dila- tación del hierro. El sistema de encuentro de un anclaje clásico se produce por empotramiento de la pletina mediante perforación de la piedra y posterior colada de plomo. Este sistema tradicional no permitiría la absor- ción de movimientos de dilatación/contracción que dadas las dimensiones de la reja (altura 2,90 cm y peso 1012 Kg) se manifestaría con roturas y fisuración de la piedra en zonas cercanas a los empotramientos. Se completa el sistema de fijación de la reja con la inclu- sión de dos apoyos situados bajo el travesaño inferior, consistentes en segmentos de pletina metálica apoya- dos en el zócalo pétreo. Así cada tramo de reja se ancla en puntos (5 por pilar) y en 2 apoyos al zócalo pétreo. La reja se compone de dos tipos de piezas lineales de sección cuadrada (barrotaje vertical) y de sección rec- tangular (coronación, travesaños, volutas y ochos). El curvado de estas pletinas permite la realización de for- mas decorativas seriadas, hasta completar el repertorio diseñado por Sabatini. El montaje de los elementos metálicos entre si, se reali- za mediante remaches en caliente, prácticamente ocul- tos a la vista del viandante pues se sitúan en el grosor de la pletina. También se escamotean los remaches que unen los barrotes en su zona de contacto con el trave- saño superior, mediante pequeñas bolas metálicas. El proceso de remachado y unión entre piezas se realiza en taller, montándose con posterioridad cada tramo de reja en su ubicación definitiva. 9Nº17. Noviembre de 2016 Imagen 2 . Sección pilar cerramiento. Fuente: In situ Conservación y Restaura- ción.
  • 10. La intención constructiva del zócalo consigue el arrios- tramiento entre pilares a la vez que sirve de apoyo a la reja, solucionando con contundente sencillez la proble- mática de cerramiento planteada a tres niveles: Cons- tructivo, estructural y estilístico. Lo hasta ahora mencionado es válido para la descrip- ción de un módulo básico, pero el diseño global con- feccionado por Sabatini ofrece adaptaciones a cada caso particular. En este sentido, el trazado correspon- diente al Paseo de Prado, ofrece una perfecta explana- ción que permite la ubicación de una bancada, mientras en la C/Espalter la pronunciada pendiente se traduce en el diseño de piezas especiales adaptadas a la geome- tría del terreno. La adaptación al nivel del terreno en la zona ocupada por el cerramiento en el tramo Plaza de Murillo-C/Espalter se resuelve adaptando el módulo básico (2 pilares, zócalo y reja) al plano inclinado, mo- dificando la geometría de determinadas piezas en con- creto: dado de granito, zócalo pétreo y reja metálica. Diferentes diseños Es también reseñable el carácter evolutivo de la propia ejecución del cerramiento original, registrándose pe- queñas variaciones a partir del diseño primigenio de Sabatini, localizado en el Paseo del Prado. Estas dife- rencias son:  En el Paseo del Prado existe una acanaladura tallada en la zona superior del zócalo pétreo casi en contac- to con el travesaño inferior de la reja metálica. En la C/Espalter esta acanaladura no existe, aunque se mantiene el mismo sistema de apoyo de la reja, me- diante pequeños calzos metálicos y en la Plaza de Murillo.  En la Plaza de Murillo, en los zócalos metálicos de ochos, situado en el encuentro del ocho con el tra- vesaño inferior, aparece un elemento metálico en forma de gota, que no se registra en el resto del ce- rramiento. Su presencia coincide con el tramo dise- ñado por Juan de Villanueva a ambos lados de la Puerta de Murillo. El cerramiento se completa con el zócalo de granito, ubicado entre pilares y formado por tres grandes silla- res que hacen las veces de apoyo de la reja mediante las pequeñas piezas metálicas antes comentadas. Las pie- zas pétreas en formación del zócalo se encastran a los pilares mediante machihembrado en la mitad interior de la pieza. Imagen 3. Diseño de la reja por Sabatini. Fuente: In situ Conservación y Res- tauración. 10 Nº17. Noviembre de 2016 Imagen 4. Zócalo machihembrado. Fuente: In situ Conservación y Restaura- ción.
  • 11.  La solución de pilares en esquina es claramente di- ferente entre Paseo del Prado, donde Sabatini em- plea una disposición curvada de la reja metálica y las piezas pétreas que componen el zócalo, frente a soluciones de pilar doblado empleadas por Villanue- va. Estado de conservación El actual estado de conservación de los elementos constructivos que componen el cerramiento, es el re- sultado de la acumulación de diferentes causas de dete- rioro naturales y antrópicos que derivan de un cuadro patológico complejo. Nos encontramos ante un problema que se ha ido agravando con el paso del tiempo y el crecimiento de la ciudad. El Jardín Botánico, planteado inicialmente, no se encontraba sometido a la actual solicitación humana. El carácter bifaz del cerramiento absorbe los proble- mas derivados de dos entornos claramente diferencia- dos: al exterior, un ambiente urbano contaminado y al interior, la frondosidad de un jardín histórico. Ambos espacios, natural y artificial, están declarados bien de interés cultural. En la línea divisoria entre estos dos ámbitos se levanta el cerramiento que define construc- tivamente el límite de dos tipos de Patrimonio Cultural obligados a entenderse. La sensibilidad del tratamiento conjunto de ambos lugares es la única vía para la futura conservación y puesta en valor de esta zona. La imagen actual del cerramiento difiere en gran medi- da de la original proyectada, pues aunque la valla sigue cumpliendo su función de barrera física, ya no cumple con la permeabilidad visual que se pretendía. Hoy en día, la reja metálica del cerramiento sirve de soporte para determinadas especies vegetales, e incluso se han producido desplazamientos puntuales de pilares pé- treos a causa del crecimiento invasivo de raíces. Esta invasión vegetal se produce en la zona de contacto in- terior, fundamentalmente por el crecimiento de plantas superiores, y por el exterior con la incorporación de parterres adosados a la valla. El aporte de humedad de riego por ambas caras del cerramiento nos indica las zonas más degradadas (Puerta del Rey, Paseo Prado- Plaza Murillo y Plaza de Murillo-Espalter). La elevada humedad también posibilita el asentamiento de colonias biológicas (microorganismos y briofitos). Respecto al material metálico, la acumulación de hume- dad ha producido la disminución de la sección cons- tructiva de algunos anclajes, poniendo en peligro la estabilidad de la edificación. En este sentido, con la paulatina pérdida de anclajes puntuales de la reja, pue- de llegar a peligrar el equilibrio del conjunto. Situación actual A día de hoy se está llevando a cabo la restauración de la zona Paseo del Prado-Plaza Murillo, correspondiente al diseño de reja y bancada de Francisco Sabatini. 11Nº17. Noviembre de 2016 Imagen 5. Diferentes diseños de Sabatini y Villanueva. Fuente: In situ Conser- vación y Restauración. Imagen 6. Diseño curvado de la reja por Sabatini. Fuente: In situ Conservación y Restauración. REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA: - Wikipedia. - Estudio del cerramiento del Real Jardín Botánico de Madrid de In situ Conservación y Restauración.
  • 12. llando la tecnología, llevándola a sorprendentes niveles de agilidad, control, miniaturización y capacidad. Los principales obstáculos con los que cuenta esta innova- dora actualidad son la cantidad y el coste del software involucrado y la barrera de fabricación de dichos chips. A pesar de ello, sus creadores apuestan por la fabrica- ción de todo tipo de modelos destinados a un sinfín de aplicaciones. Varían desde las clásicas como el propio entretenimiento, cartografía y fotografía aérea, pasando por actividades tan cinematográficas como el espionaje o la búsqueda de personas desaparecidas, incluso, lle- gando a ofrecer amplias posibilidades de aplicación en el sector de la ingeniería civil. UN POCO DE HISTORIA… El término “aviación no tripulada” abarca un vasto espectro de aeronaves. Aunque las raíces originarias se encuentran en el desarrollo de los «torpedos aéreos», antecesores de los actuales misiles crucero; ya en 1917, el ingeniero inglés Archibald Low fue capaz de contro- lar y hacer emprender el vuelo a un pequeño y novedo- so prototipo de biplano guiado por radio. Lamentable- mente, las averías del motor de explosión utilizado en la época, con las consiguientes caídas de los prototipos, En los tiempos que corren son tendencia los de- nominados Re- motely Piloted Aircraft Systems (RPAS), también: Unmanned Air- craft Systems (UAS), Unman- ned Aerial Sys- tems (UAS), Un- manned Air Vehi- cles(UAV) y su variante de menor tamaño y peso como son los Micro Air Vehicles(MAV) o Micro Unmanned Aerial Vehi- cles(μUAV) o coloquialmente drones, minidrones o microdrones. Finalmente, el mercado global de estos vehículos aé- reos no tripulados ha logrado su reconocimiento du- rante la feria tecnológica más importante del mundo que tuvo cita en Las Vegas, Consumer Electronic Show (CES) 2016. De cara a esta innovadora industria, los fabricantes de drones están invirtiendo y desarro- EL MUNDO A VISTA DE DRON LAURA GARRIDO MORÁN. Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos. Imagen nº 1. Innovador drone mosquito en CES 2016 Ref.: http://elfindelmundoseacerca.com/wp/wp- 12 Nº17. Noviembre de 2016
  • 13. mando no está a bordo; • Sistema de aeronave pilotada remotamente (Remotely- Piloted Aircraft System, RPAS): se determina así al con- junto de elementos configurables formado por un RPA, su estación de pilotaje remoto asociada (RPS – Remote PilotStation), el sistema requerido de enlace de mando y control y cualquier otro elemento requerido en cualquier punto durante la operación del vuelo. Haciendo referencia al resto de los acrónimos de la imagen anterior no definidos, los cuales, se correspon- den con: uMA = Unmanned Aircraft; Apv = Automa- Tically Piloted Vehicle; utA = Unmanned Tactical Air- craft; ucAv = Unmanned Combat Air Vehicle; roA = Remotely Operated Aircraft. Recientemente, debido a la publicación en el año 2013 del bestseller del autor estadounidense Dan Brown, Inferno, el término drone ha llegado al gran público que lo ha asociado a una aeronave no tripulada dirigida por control remoto. hizo que la real Fuerza Aérea británica perdiera interés en el tema, a pesar del éxito, desde el punto de vista de control automático o electrónico, que ello supuso. En la década de los años 60, durante la guerra del Viet- nam, el ejército estadounidense utilizó vehículos aéreos pilotados remotamente (Remotely Piloted Vehicle, RPV), esto es, controlados por radio para volar repetidamente y en trayectoria circular sobre el campo enemigo para poder captar imágenes. Es en aquel entonces cuando se popu- lariza la palabra anglosajona dro- ne, cuyas traducciones literales al español son: zángano (macho de la abeja melera) o algo repetitivo y monótono. En los años 90 se utilizó el tér- mino vehículo aéreo no tripulado (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) para describir a las aeronaves robóticas, quedando en desuso el anterior término citado RPV. Se excluyen como UAV a misiles y proyectiles de artillería, planea- dores (no llevan planta propulso- ra), globos y dirigibles (no utili- zan la generación de sustentación mediante fuerzas aerodinámicas sino mediante fuerzas de flotabi- lidad) y objetos arriostrados (carecen de control remo- to u autónomo). Los términos citados con anterioridad, UAV y RPV, son sólo dos de entre, aproximadamente, la docena de nombres que han ido recibiendo las aeronaves robóti- cas no tripuladas a lo largo de su existencia. En la si- guiente figura aparece la cronología de dichos nombres y los términos se han acuñado en los dos siguientes: • Aeronave pilotada remotamente (Remotely-Piloted Air- craft, RPA): dícese de la aeronave en la que el piloto al Imagen nº 2. Cronología de los nombres aplicados a las aeronaves robóticas. Ref: Guía “Los drones y sus aplicaciones a la ingeniería civil” 13Nº17. Noviembre de 2016 “Hoy día, los drones pueden ser considerados como robots no antropomorfos con autonomía de vuelo y un gran abanico de aplicaciones. ”
  • 14. y mantenimiento de infraestructuras cada vez hacen más uso de aeronaves no tripuladas para obtener privi- legiados puntos de vista y datos que hasta ahora han resultado muy difíciles de conseguir, además de para garantizar la seguridad de aquellos individuos que tra- bajan en estas obras. Destacamos algunos de los usos más comunes de los drones en la ingeniería civil: Aplicaciones al control de calidad del aire Los últimos modelos de sensores electrónicos de medi- da de la concentración de gases contaminantes permi- ten el desarrollo de equipos miniaturizados de medida que pueden ser embarcados en drones o en cualquier otro sistema móvil. Aunque no son tan precisos y sen- sibles como los tradicionales, permitirían hacer obser- vaciones continuas mediante drones de la contamina- ción atmosférica en diferentes entornos con los rangos espaciales y temporales requeridos. Destacar que sería preferible construir una minisonda autónoma que geo- localice la medida de la contaminación y la guarde en una memoria junto con los datos de presión, tempera- tura y humedad tomados. Las medidas llevadas a cabo con estos sistemas deben ser ajustadas y calibradas ade- cuadamente para que sus resultados puedan ser valida- dos. USO CIVIL Y MILITAR El desarrollo ini- cial de los RPAS ha tenido lugar fun dam ent al- mente en el ám- bito militar, don- de ya han alcan- zado una elevada evolución y, con- cretamente, en la aplicación del reconocimiento. Por ejemplo, en el ejército norteamericano se ha redu- cido la presencia de las tropas estadounidenses en los escenarios de conflicto armado y se han sustituido por operativos realizados por los RPAS, los cuales, consti- tuyen alrededor de un tercio del total de la flota de ae- ronaves en operación. Desempeñan en exclusiva todas las misiones de inteligencia, vigilancia y reconocimiento que llevan a cabo las fuerzas armadas, habiendo despla- zado totalmente a los medios aéreos convencionales. Además, dichos operativos incluyen la eliminación de individuos con bombas teledirigidas, incluso, cuando éstos no estén activamente efectuando una acción béli- ca pero sean considerados una potencial amenaza a la seguridad nacional. Las aplicaciones de estos pequeños robots voladores pueden ir desde perseguir a un sospechoso criminal en fuga hasta buscar a una persona extraviada en un bos- que o controlar el tráfico de vehículos. En el sector comercial, pueden servir en la agricultura para fumigar, en la industria petrolera para inspeccionar oleoductos y plataformas marinas. Por su parte, la industria inmobi- liaria también se beneficiaría: ofreciendo imágenes de- talladas de propiedades en lugares remotos, como tam- bién los medios de comunicación en sus reportajes y en la cobertura de eventos deportivos. Actualmente, la Agencia Aeroespacial de EE.UU., NASA, utiliza los drones para volar al ojo de huracanes y ampliar sus conocimientos en meteorología. Pero cada día aparecen nuevos y prometedores usos que ofrecen una gran versatilidad, así pues, ahora nos centraremos en las aplicaciones y usos de los drones en el ámbito de la ingeniería civil. La construcción, gestión Imagen nº 4. Dron para la elaboración de material audiovisual en asig- naturas docentes de ingeniería civil. Ref: http://4.bp.blogspot.com/-4S61grrTaRk/VVwM6YDlsaI/ AAAAAAAAANY/C5myHvOfojU/s1600/dron_655x438.jpg 14 Nº17. Noviembre de 2016 Imagen nº 3. Dron militar Ref: http://www.elconfidencial.com/multimedia/ album/tecnologia/2016-06-08/los-drones-mas- letales-que-utiliza-eeuu-en-sus-misiones- militares_1213484#14
  • 15. Análisis del suelo y topografía Las obras lineales como carreteras o vías de tren nece- sitan un amplio trabajo previo en análisis del terreno. Desde la aparición de los drones en la ingeniería civil la realización de escaneo de terrenos es mucho más fácil (no es necesario definir una serie de puntos a medir como en la topografía tradicional sino que se modela de una vez todo el área de trabajo), rápido (los drones permiten una accesibilidad a lugares recónditos mucho más veloz), seguro (no es necesario que los operarios se acerquen a terrenos peligrosos) y barato (al ahorrar en tiempo y medidas de seguridad, los procesos se ven abaratados). Drones con cámaras termográficas En el caso de los drones en la ingeniería civil, este tipo de vuelos se utilizan para conocer de una forma más precisa la temperatura de una superficie en la que se va a desarrollar una obra. Drones para el trazado carreteras Una de las obras más comunes del área de la ingeniería civil es la construcción de carreteras. Cada vez más ingenieros están contando con empresas de drones en sus trabajos tanto de diseño como de construcción de estas obras puesto que pueden observar el terreno a tiempo real. Los drones, además, ayudan a abaratar los costes de las obras civiles de este tipo gracias a su ayuda en el ahorro de tiempos de ejecución y coste de operaciones (al utilizar los drones en varias fases del trabajo se puede ahorrar en procesos que, an- teriormente, eran diferentes para cada fase). Drones para aplicacio- nes hidrológicas Las grandes masas de agua representan un difícil reto tecnológico al mismo tiempo que un medio natural de ex- pansión de la actividad hu- mana. La complejidad de operación y caracterización de estas masas de agua, con- tinentales u oceánicas, ha frenado hasta no hace mu- chos años la actividad del hombre en este medio. Ade- más, fenómenos como el cambio climático o el calentamiento global y la influen- cia de las grandes masas de agua en estos fenómenos han resaltado la creciente necesidad, no solo de carac- terizar y conocer el comportamiento de las grandes masas de agua, si no de generar procesos de evaluación continua del impacto de la actividad del hombre en estas grandes masas de agua. Por tanto, los vehículos no tripulados se están consti- tuyendo como potentes y flexibles herramientas de monitorización y control de estas masas de agua. Me- diante los drones se podrá realizar el estudio de la cali- dad del agua y medir la concentración de contaminan- tes en la misma, generando históricos de concentración de estas sustancias y tomando muestras que analizar posteriormente. También, se obtendrán datos para rea- lizar estudios y caracterizar la batimetría de los fondos en aguas tano continentales como oceánicas; siendo los mismos de interés estratégicos para operaciones de instalación de infraestructuras offshore, empresas de ingeniería civil que realicen obras portuarias o costeras, empresas que lleven a cabo estudios de impacto am- biental, etc. Por otra parte, se podrán desarrollar tam- bién estudios de la composición y dinámica de los sedi- mentos tanto en lagos y pantanos como en zonas cos- teras y oceánicas, estudios de las corrientes marinas y, finalmente, la detección de fenómenos geológicos co- mo terremotos o erupciones volcánicas submarinas. 15Nº17. Noviembre de 2016 Imagen nº 6. Erupción del volcán islandés Bardarbunga obtenida a través de un dron. Ref: http://cdn2.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/692650/BxA7RzxIEAAhFeL__1_.0.jpg
  • 16. riables relacionadas con el confort de los ciudadanos. Destacamos que el avance en la miniaturización de es- tos robots ha dado lugar a que cualquier tipo de pro- yecto sea abordable usando estas plataformas. Aplicaciones a la inspección de palas de aero- generadores El empleo de estas aeronaves en el sector eólico permi- te obtener unos resultados mucho más interesantes que los que ofrece un telescopio o, incluso, el descuelgue de personal en pala. La mayor proximidad a la superfi- cie de esta, la colocación precisa de lentes luminosas, las cámaras de alta resolución y un número creciente de sensores adicionales específicos facilita la obtención de datos inigualables por ningún otro medio. Existen ciertos obstáculos como la necesidad de en- frentarse a vientos de cierta intensidad y mantener una posición en medio de éstos, esencial para un pilotado sencillo y seguro incluso bajo turbulencias. Además, hemos de considerar las cuestiones relacionadas con la seguridad tanto para las personas encargadas de mane- jar el sistema como para la integridad de los propios aerogeneradores, aspecto unido al peso de las propias aeronaves y sus capacidades de maniobrabilidad. Por último, destacamos el aspecto económico, el cual, qui- zá sea el más determinante. El planteamiento de la apli- cación de aeronaves muy costosas con una compleja logística está absolutamente fuera del mercado. Imágenes nunca vistas hasta ahora Los ingenieros pueden utilizar imágenes aéreas tanto del terreno previo como del transcurso de las obras de ingeniería civil más completas, de más calidad y más rápidas que de la manera tradicional. Aplicaciones en el control de obras y evaluación de impactos La inclusión de los drones en la obra los está posicio- nando como herramienta imprescindible para el con- trol de la misma y su evaluación de impactos. Estos modernos robots permiten hacer de forma sistemática, precisa, rápida y económica el seguimiento de las obras; ya sea de carácter métrico para realizar certifica- ciones y proyectos, o de carácter visual del proceso constructivo mediante la realización de vuelos regula- res que permitan obtener una vista global de la obra a lo largo de toda la línea temporal de la misma para su análisis. La gran variedad de elementos trazables en obra me- diante el uso de drones se amplía debido a la posibili- dad de embarcar cámaras multiespectrales e hiperes- pectrales que nos permiten aislar o diferenciar diferen- tes tipos de fenómenos, térmicas, sensores y atmosféri- cos que nos permiten valorar y cuantificar el impacto ambiental de la obra, radar de apertura sintética, LI- DAR, etc. Aplicaciones urbanísticas El uso y aplicación de sistemas UAV en el sector civil es hoy día una realidad, siendo una herramienta de tra- bajo muy útil en aplicaciones de ingeniería y urbanismo entre otras. A partir de los sensores instalados a bordo de estas plataformas es posi- ble adquirir información del territorio a estudiar tanto en modo imagen, colector de partículas, medición de pará- metros atmosféricos… En los escenarios urbanos las aplicaciones a desarrollar van desde la planificación a la gestión de estos espacios. Con la información recogida se puede realizar asistencia a planes urbanísticos, control y vigilancia en materia de verti- dos, gestión de zonas verdes, calidad ambiental y otras va- 16 Nº17. Noviembre de 2016 Imagen nº 5. Inspección eólica con dron. Ref: http://aerocamaras.es/wp-content/uploads/2015/01/revision-eolico-drone1.jpg
  • 17. muchos como juguetes y usados por personas sin nin- gún tipo de formación aeronáutica; son pilotos inex- pertos que crean en la mayoría de las ocasiones gra- ves accidentes. De ahí que estos aparatos volado- res hayan tardado en ir más allá de un período de pruebas, puesto que, muchos de ellos ya se han metido en serios problemas e, in- cluso, han realiza- do acciones ilega- les como conver- tirse en los mejo- res camellos transportistas de drogas. LA POLÉMICA ESTÁ SERVIDA… Qué tendrán los drones para ser tan queridos como odiados. Estos aparatos voladores están generando multitud de posturas desde muy diversos sectores, tan- to públicos como privados. De esta forma, llegamos a un punto de inflexión donde surge una controversia acerca de si el empleo de drones para uso civil podría convertirse en una tecnología de doble filo. Hay quie- nes ven con preocupación la rápida expansión de la tecnología aunque pueda haber casos en el que su uso sea razonable, eficiente y humano. El mayor problema es que la estructura legal no está lista. La tecnología crece exponencialmente, mientras que las leyes no. Por tanto, la innovadora industria robótica tiene a mu- chos entusiasmados pero, también, cuenta con grupos defensores de los derechos civiles que advierten de un cielo invadido por un “enjambre de drones” y entro- metiéndose en nuestras vidas si no se aplican límites para la posesión y uso de los mismos. Éstos últimos individuos se muestran partidarios, incluso, de la caza de drones; puesto que, alegan que son pequeñas alima- ñas voladoras. Todos coinciden en que los más peligro- sos son los drones de menor tamaño, considerados por Imagen nº 7. Enjambre de drones Ref: http://www.capital.cl/wp-content/uploads/2014/10/drones.jpg REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA:  http://www.capital.cl/ negocios/2014/10/03/0710 20-el-ataque-de-los-drones  h t t p : / / elfindelmundoseacerca.com/ wp/?p=4504  h t t p : / / agencia.donweb.com/los-14- usos-de-drones-que-seguro- no-conocias/  Documental: La Era del Dron  Documental: Drones para la construcción 17Nº17. Noviembre de 2016
  • 18. temas fotovoltaicos que podemos realizar en una instalación aislada, teniendo presente en todo mo- mento que el método de cálculo seguido es el de IDAE : 1. Sistema fotovoltaico co- nectado con un regulador a una carga; este sistema es usado para la alimentación de bombas de agua, ya que desde el generador va direc- tamente conectado a la bomba. 2. Sistema fotovoltaico co- nectado con regulador a una carga y un acumula- dor; en esta configuración, el sistema de generación esta conectado a un acumulador a través del regulador, esta configuración utiliza módu- los de 33 – 36 células. 3. Sistema fotovoltaico co- nectado con regulador a una carga, un acumulador y un inversor; este sistema es completo, se utiliza cuan- do la necesidad es obtener energía alterna, donde tam- bién se observa que este es un sistema de uso privado, sin conexión a la red eléctri- ca. Una vez estudiado los tipos de sistema fotovoltaicos aislados que podemos incorporar para un uso privado procedemos al cálculo de la instalación. En este capitulo, se con- tinua estudiando el sistema de energía fotovoltaica que en el anterior número de la revista se expuso, en este capítulo en con- creto se explicara como se reali- zan los cálculos para una correcta instalación fotovoltaica, por ello antes de empezar a hacer núme- ros, comenzaremos a clasificar los tipos de sistemas de instala- ción que nos podemos encontrar a la hora de realizar una instala- ción. Estos pueden ser:  Aislados  Conectados a la red de dis- tribución.  Hibrido. Una vez recordadas las diferentes instalaciones fotovol- taicas que podemos realizar, pro- cedemos al cálculo de una instala- ción aislada, debido a que la últi- ma de ellas es una combinación de las primeras. Calculo e instalación de un sistema aislado. En este apartado se pre- sentan los diferentes tipos de sis- INSTALACIÓN DE ENERGÍA RENOVABLE : CÁLCULO DE UNA INSTALACIÓN AISLADA GERSON GÓMEZ PÉREZ.GRADO INGENIERÍA MECÁNICA. 18 Nº17. Noviembre de 2016 Figura 3. Sistema fotovoltaico completo. www.conscienciadespierta.files.wordpress.com Figura 1. Sistema fotovoltaico con regulador. www.sitiosolar.com/ Figura 2. Sistema fotovoltaico con regulador y acumulador. www.global-source.com.co/energia-renovable/
  • 19. te de diseño K, que realiza la comparación de irradiación diaria sobre el generador entre la ópti- ma y la correspondiente al plano horizontal. Siendo Gdm : irradiación optima. a. Inclinación y orientación optimas: En este apartado se determina la orientación e inclinación máxima para el periodo del año que este calculando, por lo que en la siguiente imagen se muestra una tabla extraída del IDEA, donde se muestran periodos habituales y su correspon- diente inclinación (βopt ), siendo ø la latitud del lugar. b. Factor de irradiación (FI): Para el cálculo de irradiación se debe conocer la inclina- ción y orientación del gene- rador para poder calcular el factor de irradiación. Por ello tendremos un valor que nombraremos factor de irra- diación que dependerá de los ángulos.  Para un ángulo β menor 15º  Para un ángulo entre 15º y 90 º. 4. Calculo de pérdidas por sombras. Este punto es cru- cial para una buena instala- ción, en este apartado vere- mos cómo experimenta las perdidas por irradiación solar en una superficie debido a sombras, siendo estas expresa- das en porcentaje de pérdidas de la radiación solar global. a. Obtención del perfil de obstáculos: En este aparta- do localizaremos los princi- pales obstáculos en términos de coordenadas de posición Azimut (ángulo de desvia- ción con respecto a la direc- ción sur) y elevación (ángulo de inclinación con respecto del plano horizon- tal). Obteniendo así las per- didas por sombreado de la irradiación solar global.  Azimut: hay que tener en cuenta que al este los valo- res son negativos y al oeste positivos. Una vez estudiado los tipos de sistema fotovoltaicos aislados que podemos incorporar para un uso privado procedemos al cálculo de la instalación. 1. Dimensionamiento de la instalación: El sistema se diseñará en función de las condiciones de insolación de la zona y del consumo de la instalación. 2. Consumo de energía de la instalación: A la hora de rea- lizar el diseño y análisis de qué instalación conviene realizar en cada caso, se debe tener en cuenta dos variables respecto a las cargas de consumo. a. Potencia; se obtendrán todas las potencias de las cargas que dispongamos en la instalación a realizar. b. Horas de utilización; se realizará una estimación de las horas de consumo. Una vez hecho esto, ya po- dremos obtener cuantos vatios/ hora, nos son necesarios diaria- mente para nuestra instalación. 3. Factor de irradiación y pe- riodo estacional: Se tendrá en cuenta el periodo estacio- nal del año donde se realiza un mayor consumo y qué nivel de radiación mínimo hay disponible, para así poder rea- lizar el cálculo de la dimensión del generador. Para el cálculo del periodo estacional, se utiliza una constan- 19Nº17. Noviembre de 2016 “Multiplicando la potencia por las horas diarias de utilización, obtenemos los vatios hora demandados a lo largo del día. ” Tabla 1. Tabla periodo de diseño de orienta- ción.Energía solar fotovoltaica. Ed: FC Editorial
  • 20. do este factor se multiplica por el sumatorio de las por- ciones ocultas, que se recogen en el pliego de condiciones técnicas del IDAE. El máximo porcentaje de sombras es de 10 %. 6. Dimensionado del genera- dor: Para el calculo del di- mensionamiento del genera- dor deberemos tener algunos datos anteriormente calcula- dos como puede ser Gdm (α,β) y calcular el valor de genera- ción mínima y máxima, para ello usaremos los siguientes datos:  GCEM = 1 kW /m2.  ED= Consumo ( kWh/día)  PR= Valor que depende del rendimiento, dependiendo de como se componga la instalación. a. Sist. con inversor.PR= 0,7. b. Sist. con inversor y bate- ría. PR = 0,6. c. Sistemas directos.PR = 1 De acuerdo a estos valores tene- mos que el dimensionado míni- mo del generador debe ser: Y el valor máximo seria: 7. Capacidad del acumulador: Para el cálculo de la capacidad del acumulador tendremos esta fórmula:  A = Autonomía del sistema en días.  LD = Consumo diario de la carga en Ah.  PD max = Profundidad de descarga máxima.  η inv = Rendimiento ener- gético inversor.  η rb = Rendimiento del acu- mulador y el regulador. 8. Elección del inversor: Para la elección del inversor debe- mos tener en cuenta la poten- cia del inversor, la potencia de las cargas y el rendimiento del inversor, ya que la potencia mínima de este, está condicio- nada por el rendimiento del mismo en función de la onda de salida. Para hallar el rendi- miento del inversor se seguirá la siguiente tabla.  Elevación: para la obtención de la elevación se obtendrá el ángulo del triángulo for- mado por la figura. Siendo d, el ángulo del triangulo formado por la altura y la distancia a la que se encuentra el obstáculo, para posteriormente en el punto de representación de perfiles poder observar el eje de ordenadas. b. Representación del perfil de obstáculos. En esta ima- gen se muestran unas bandas delimitando las horas sola- res, siendo valores negativos antes del mediodía solar y positivo después del medio- día. Además están identifica- das por una letra y un núme- ro. 5. Factor de llenado y factor de sombras: Este factor de llenado es tenido en cuenta cuando el panel este ocultado parcialmente, ya que su defini- ción es la fracción oculta res- pecto al total, una vez obteni- 20 Nº17. Noviembre de 2016 Figura 4 . Grafica de relación elevación - azimut. Www.yubasolar.net/ “La autonomía mínima del sistema de acumulación será de 3 días.” Tabla 2 . Tabla para la elección del inversor. Energía solar fotovoltaica. Ed: FC Editorial
  • 21. para el regadío.  Electrificación de zonas rurales; estas instalaciones, son para situaciones donde ya sea por desarrollo del país o por la situación geografía la red eléctrica no llegue al punto donde nos encontra- mos.  Señalización: estas aplica- ciones se encuentran en se- ñales de tráfico luminosas, formadas con diodo led y donde a través de un acumu- lador y un pequeño sistema fotovoltaico nos permite la alimentación eléctrica de la señal de tráfico.  Alumbrado público: exac- tamente igual que en el caso de la señalización, pero en este caso es usado cuando es difícil tener una línea eléctri- ca convencional.  Telemetría: estas aplicacio- nes, se centran en situacio- nes donde se necesita de unos datos, pero no llega la electricidad al punto de con- trol, por ejemplo en un con- trol de pluviometría en una montaña, donde a través de un sistema fotovoltaico, per- mite la transmisión de datos, monitorización de las seña- les y esto es gracias a que este permite una conexión de electricidad. 2. Aplicaciones Espaciales: utilizados como sistema de generación para los satélites enviados al espacio, donde gracias a sus paneles permiten una correcta exploración del espacio, debido a que tienen energía eléctrica. 3. Otras aplicaciones: en este nos podemos encontrar desde juguetes que a través de una célula permita el movimiento de un coche, hasta alumbrado de jardines que a través de la energía solar permiten una luz cuando el sol decae. CONCLUSION. Este artículo se ha realizado para una mejor compresión por parte del lector de cómo se realizaría un cálculo en unas instalaciones fotovoltai- cas y cómo se realizaría una insta- lación, no hay que olvidar que esta energía renovable sigue en constante investigación y desa- rrollo, por lo que hay partes de la instalación como pueden ser las baterías, que hoy en día necesita- mos una mejorar en el rendi- miento de estas. Por tanto el cálculo de la potencia nominal del inversor es el siguiente: Se tendrá en cuenta que los conductores deben tener una sección adecuada para reducir las caídas de tensión y los posibles calentamientos, teniendo en el pliego de condiciones de la IDAE los valores máximo estipu- lados. 9. Regulador de carga: El regulador de carga será selec- cionado teniendo en cuenta la máxima intensidad circulante por la instalación. Realizando un incremento del 25 % tanto en la corriente de cortocircui- to como en la corriente máxi- ma de carga de consumo. Aplicaciones: Debido a que estos sistemas no necesitan una conexión a la red, podemos dis- tinguir 3 tipos de aplicaciones: 1. Aplicaciones Terrestres: este grupo es donde mayores aplicaciones tiene, nos las po- demos encontrar en los si- guientes sectores:  Bombeo de agua; instala- ciones pensadas para gran- jas, ranchos, etc... donde a través de un sistema fotovol- taico permite el bombeo de una bomba para la extrac- ción de agua potable o agua Figura 5. Satélite orbitando alrededor de la tierra. www.censolar.es/ 21Nº17. Noviembre de 2016 REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA: - IDEA, Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía. -CUERVO GARCÍA, Rafael y MÉNDEZ MUÑIZ, Javier María. Energía solar fotovoltaica. Madrid; FC EDITORIAL. - PAREJA APARICIO, Miguel. Energía solar fotovoltaica; Cálculo de una instalación aislada. Madrid: Marcombo, 2010
  • 22. que para 2020 se quería tener conectada toda capital de provincia por alta velocidad. Hoy en día la realidad es mucho más diferente a la ex- puesta en aquel Plan y todos los días se pueden ver noticias donde no se para de hablar de cuándo llegará este medio de transporte a alguna capital de provincia, como claro ejemplo y de actualidad, el AVE a Grana- da. ¿Qué ha hecho el ferrocarril tan especial? ? ¿Qué está ocurriendo con las líneas ferroviarias en España? ¿Qué nos depara el futuro de ferrocarril? El ferrocarril es un sistema de transporte terrestre de viajeros y mercancías en el que, a diferencia de la carre- tera, camino y vehículo necesitan de un conjunto de subsistemas para su correcto funcionamiento, y estos subsistemas están relacionados entre sí. Desde que éste se comenzó a construir por el sigo XIX, el ferrocarril ha sido algo más que un medio de transporte, fue un sueño el de unir toda España. Cuando apareció el primer AVE Madrid-Sevilla para el año 1992, la ilusión por ese sueño volvió a surgir, con el que se llegó a 2005 con un Plan Estratégico de Infra- estructuras y Transporte (PEIT) en el que se exponía EL FERROCARRIL EN ESPAÑA, PASADO, PRESENTE Y FUTURO. SERGIO GALLEGO ORDÓÑEZ. INGENIERO CIVIL Y ARQUITECTO TÉCNICO. 22 Nº17. Noviembre de 2016
  • 23. a este medio de transporte, se encarga un informe a los ingenieros Subercase y Santa Cruz, que luego derivó en una Real Orden reguladora de los ferrocarriles españo- les, basándose en la experiencia de las primeras realiza- ciones ferroviarias en otros países. En esta ley se fijan algunos aspectos técnicos como el gálibo de túneles, inclinaciones, radios de curva y lo mas importante, decisión que condicionará el transpor- te en ferrocarril de España de por vida, el ancho de vía se fija en 1,67 metros, diferente del acho que se estaba imponiendo en Europa, de 1,43 metros. La razón de este ancho fue lo complicado del relieve de la Península Ibérica, y por ello la dureza del trazado de las líneas ferroviarias españolas. Se estimó entonces que se necesitarían locomotoras de vapor muy poten- tes, lo cual era cierto, y a partir de esa observación se decidió que al necesitar calderas de vapor más grandes para ganar en potencia había que aumentar también la distancia entre sus ruedas, para dar mayor estabilidad al conjunto. Pero esta última apreciación no era del todo cierta, ya que por un lado existen otros métodos para aumentar la potencia de la locomotora sin aumentar el tamaño de la caldera, como por ejemplo el aumento de la presión mínima, y por otro lado, a igualdad de dis- tancia entre las ruedas, la estabilidad de la marcha no se ve comprometida por un ligero aumento en el diáme- tro de la caldera, como ocurre en los ferrocarriles sui- zos, que con un relieve aún más difícil que el español adoptaron el año de 1,43 m e incluso la vía métrica para su red ferroviaria. El origen del ferrocarril se sitúa en Inglaterra, a princi- pios del siglo XIX. En esta época se usaban en las mi- nas carriles de hierro para mover las vagonetas. En España la primera solicitud de concesión para la construcción de una línea ferroviaria se realiza en An- dalucía, entre Jerez y el muelle del Portal en 1829 de 6 km de longitud, para la exportación de vinos a Inglate- rra, pero nunca llegó a construirse. De forma similar, se solicitaron diversas concesiones, pero la falta de fi- nanciación hizo que no se materializasen. El primer ferrocarril español se construyó en Cuba en 1837, entre la Habana y Bejucal de 28 km de longitud, destinada al transporte de caña de azúcar. En España se siguen sucediendo multitud de solicitu- des para la construcción de líneas de ferrocarril por lo que en 1844, ante la falta de posición del Estado frente Imagen Nº 1. Primer ferrocarril español en Cuba, 1837, http://mundo-ferroviario.es/index.php/historia/9277-ferrocarriles-de-cuba Imagen Nº 2. Mapa en el que se muestran los distintos anchos de vía adoptados en los diferentes países del mundo. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1f/Rail_gauge_world.png 23Nº17. Noviembre de 2016
  • 24. De todas estas características técnicas, en el caso espa- ñol los mayores condicionantes para el transporte fe- rroviario vienen dados por el distinto ancho de vía, señalización y electrificación entre las redes de alta ve- locidad y convencional. Por un lado, la forma en que se está extendiendo la nueva red de alta velocidad (construyendo una red su- perpuesta a la existente y con distinto ancho de via), está configurando un mapa ferroviario único en el mundo, con nuevas líneas en muchas ocasiones parale- las a las existentes (algunas de las cuales ya contaban con doble vía, buen trazado, electrificación y modernos sistemas de señalización y comunicaciones) pero con muchas limitaciones para su explotación conjunta. Respecto al ancho de vía, según la actualización de la Declaración de Red de ADIF de 2014 pueden apreciar- se estas dos redes ferroviarias, la convencional de an- cho ibérico ( el 83% de la longitud total) y la de alta velocidad d ancho internacional (casi 17%). Dada la evolución de la red de alta velocidad, cabe señalar que si bien históricamente el problema de la interoperabili- dad tan sólo se presentaba en España en Irún y en Portbou (el enlace de Puigcerdá tiene mucha menor importancia), en los últimos años se está extendiendo por toda la red española, a medida que avanza la cons- trucción de nuevas líneas de alta velocidad. En la actualidad, debido al impacto social de la cons- trucción de la línea Madrid-Sevilla, los planes de infra- estructura de los sucesivos gobiernos proponen actua- ciones como la de la transformación a alta velocidad de prácticamente todas sus líneas, ya que ninguna comuni- dad autónoma se conforma con menos y la alta veloci- dad se ha convertido en la promesa electoral por exce- lencia. Desde luego sería estupendo poder contar con una red ferroviaria de tales características, pero las difi- cultades ante la que se encuentra el cumplimiento de este objetivo no son pocas: inversiones desorbitadas, larguísimos plazos de construcción, disminución de inversiones en la red convencional y falta de continui- dad entre ambas redes. Por otro lado, a medida que se va construyendo la red ferroviaria de alta velocidad la escasa demanda tiene que repartirse entre ambas redes y van aumentando los costes de mantenimiento, al tener que con- servar dos redes en lugar de una. Mientras la red de alta velocidad avanza, habiéndose terminado las líneas Madrid-Barcelona-frontera francesa, Córdoba-Málaga, el ra- mal de Toledo, Madrid- Valladolid, Madrid-Valencia- Albacete, Albacete-Alicante y Orense-Santiago, se van instalan- do intercambiadores de ancho para poder extender los benefi- cios de la misma. Por otro lado, se compran multitud de trenes de alta velocidad de muy distintas tecnologías y características para adaptarse a la creciente diversidad de la red española. Imagen Nº 4. Líneas de Alta Velocidad en España 2017. http://www.adifaltavelocidad.es/ 24 Nº17. Noviembre de 2016 Imagen Nº 3. AVE Madrid—Sevilla. http://www.sevilla.abc.es/
  • 25. Así pues en aquellos puntos en los que se quiere co- nectar ambas redes hay que instalar intercambiadores de ancho y, además, por duplicado (tecnologías TAL- GO y CAF). Hay que tener en cuenta que estas instalaciones, que se van construyendo a medida que se terminan nuevos tramos suponen una gran inversión adicional para ADIF, además de un sobrecoste para los operadores ferroviarios (tienen que comprar trenes de ancho varia- ble y además pagar el canon por pasar por el intercam- biador de ancho). Aparte de la alta velocidad, se ha seguido invirtiendo en cercanías ante la creciente demanda social y, por primera vez, se ha realizad un importante esfuerzo in- versor para mejorar los servicios regionales. La continuidad en la aplicación de la normativa euro- pea ferroviaria ha concretado aún más el papel del fe- rrocarril en España, ya que algunos servicios ferrovia- rios son subvencionables (cercanías, regionales), mien- tras que otros tienen que ser autosuficientes (larga dis- tancia, alta velocidad y mercancías). Por último, el proceso de liberalización se ha traducido en la apertura de la red ferroviaria española a nuestros operadores, mediante la fijación de las condiciones de acceso y de un canon por la utilización de la infraes- tructura. En 2011 seis empresas privadas de transporte de mercancías (Acciona Rail Services, Continental Rail, COMSA Rail Transport, EuroCargoRail, Tracción Rail y Logitren) operan en la red ferroviaria española, ha- biendo captado ya el 10,20% del trafico total. Mientras tanto, RENFE ha optado por reducir los servicios y enajenar activos, lo cual ha provocado una importante caída en los tráficos. Sin embargo en siete años el importe de los cánones que Renfe paga a Adif se han multiplicado por cinco, cosa que no han hecho ni los viajeros, ni los nuevos kilómetros de línea convencional ni de Alta Velocidad, ni los metros cuadrados de estaciones. Por tanto, puede concluirse que en los próximos años se esperan importantes cambios, como la terminación de algunas líneas ferroviarias de alta velocidad, la conti- nuación de entrada de operadores privados en el cam- po del transporte de mercancías y la tímida introduc- ción de operadores privados en el transporte de viaje- ros. Imagen Nº 5. Cánones propuestos por Adif hasta 2013 www.forodeltransporteyelferrocarril.blogspot.com 25Nº17. Noviembre de 2016 “En siete años el importe de los cánones que Renfe paga a Adif se han multiplicado por cinco, cosa que no han hecho con los viajeros.” REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA: - Calvo Poyo, Francisco Javier. “DISEÑO Y CARACTERÍSTICAS DE LA VÍA FERROVIARIA.” Avicam. - Calvo Poyo, F. Lorente Gutiérrez, José. Jurado Piña, Rafael. De oña López, Juan. “INGENIERÍA DE FERROCARRILES”. Avicam. - Lozano, P. “EL LIBRO DEL TREN” Anaya. - RENFE. Informe Anual 2013. - ASAFAL. El ferrocarril digital. http:// www.asafal.com
  • 26. mite la conversión de variedad de materiales, tales co- mo finos de mineral de hierro y los generados en las operaciones de cribado en planta, polvos recolectados en filtros y otros materiales que contienen hierro, en una masa compacta llamada Sínter, de excelente uso en los Altos Hornos u Hornos Eléctricos para producir arrabio. Su diseño y operación, no tiene mucha dificultad aun- que se debe atender ciertos factores, tales como la pre- paración de una mezcla homogénea que garantice la permeabilidad en la cama de proceso, permitiendo un quemado más rápida y uniforme. Al mismo tiempo los mecanismos de alimentación a la zona de quemado, deben evitar el compactamiento y asegurar una cama uniforme. El proceso se lleva a cabo en una cadena movible que Continuando con el prototipado rápido del articulo anterior “ PROTOTIPADO RÁPIDO 3D. INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES Y TECNOLOGÍAS ( Parte 1)” Sinterización selectiva láser (SLS): Se deposita una capa de polvo, de unas décimas de milímetros., en una cuba que se ha calentado a sin llegar al punto de fusión del polvo, justo después un láser CO2 sinteriza el polvo en los puntos seleccionados. En el caso del sinterizado se utilizan polvos de diferen- tes materiales. Un láser sinteriza las áreas seleccionadas para que se fusionen y solidifiquen. La creación de piezas se generan de capa en capa, ini- ciando el proceso por las cotas más bajas y terminados por las superiores. Es un proceso continuo con gran flexibilidad que per- PROTOTIPADO RÁPIDO 3D. TECNOLOGÍAS ( Parte 2) DIEGO BRIOSO MARTÍN, INGENIERÍA MECÁNICA 26 Nº17. Noviembre de 2016
  • 27. pues mediante el apropiado control de la granulome- tría, así como la incorporación de los fundentes en esta etapa, contribuye al ahorro de coque en la producción de arrabio. Las sinterizadoras constituyen una parte fundamental de las plantas integradas y siempre están ubicadas cerca de las unidades que producen arrabio. Dado que la ma- teria prima se encuentra en estado sólido (se trata de microesferas), no es necesario generar columnas que soporten al elemento mientras éste se va creando, por lo que no existen limitaciones de rotación de pieza co- mo consecuencia de ello, ni la necesidad de eliminarlas posteriormente. En contrapartida, la cámara en la que se generan las piezas se encuentra a una temperatura elevada (aprox. 1º por debajo de la de sinterizado), por lo que es nece- sario ser cuidadoso con la orientación de las piezas a generar, con el fin de evitar gradientes. térmicos importantes que podrían torsionar la pieza, sobre todo si se trata de paredes de grosor pequeño, o grandes superficies planas, las cuales deberían de ser generadas partiendo de una sección pequeña, mediante unas rotaciones adecuadas. Para obtener unas características mecánicas óptimas de las piezas generadas, los prototipos son sometidos a un post-curado en un horno especial de rayos UVA. recibe la mezcla de materiales que contienen hierro junto con un combustible sólido formado por la desti- lación de carbón bituminoso calentado a temperaturas de 500 a 1100 °C sin contacto con el aire llamado co- que fino. A lo largo de la cadena móvil, en su parte inferior, exis- ten unas cajas de viento que actúan como succionado- ras, de manera que la mezcla se vaya quemando trans- versalmente, hasta llegar a la zona de descarga donde la mezcla ya sinterizada y luego de cribada y enfriada, continúa su camino hacia el siguiente proceso. Las temperaturas generadas en este proceso varían entre 1300° y 1400°C. Las características químicas y físicas de este material constituyen un factor primordial en su elaboración, 1.Esquema SLS. Fuente: www.me.psu.edu 2.Método de adición por láser SLS Fuente: www.impresoras3d3.com/ 27Nº17. Noviembre de 2016
  • 28. 3. Tolerancia dimensional difícil de controlar, depende mucho de los espesores de pieza y el proceso de trans- formación. 4. Se requiere una inerte rica en nitrógeno 5. Es un proceso más lento. LOM. Fabricación por corte y laminado: Una hoja de papel encolado se posiciona automáticamente sobre una plataforma y se prensa con un rodillo caliente que la adhiere a la hoja precedente. Esta tecnología pega y recorta láminas de papel. La parte inferior del papel tiene una capa adhesiva que cuando es presionada y se le aplica calor hace que se pegue con el folio anterior. El folio es recortado si- guiendo el contorno de la sección de la pieza. La técnica LOM es un proceso automatizado que gene- ra una pieza tridimensional basada en una representa- ción CAD por laminación secuencial de láminas trans- versales. Hay modelos que funcionan con láser de CO2, uno a 25W y otro a 50W. El sistema óptico consta de espejos que proporcionan el haz láser sobre la superficie en tratamiento a través de una lente focal que lo enfoca con un tamaño proximado de 25mm. El corte del láser es controlado por una mesa de posicionamiento XY. Aplicaciones: Se utiliza en la industria aeroespacial, au- tomoción, consumo, industrial, implantes dentales, herramientas quirúrgicas e instrumental médico. Normalmente su aplicación es usada como parte de producción sin herramientas, formando tanques de combustibles, tableros de control y para productos que requieran certificación aeronáutica, modelos arquitec- tónicos, clips, soportes, grapas, ojales, etc. Ventajas: 1. Al tratarse de un poliamida, sus características mecá- nicas, en muchas ocasiones, son próximas a las que corresponderían al material definitivo. 2. Es posible realizar piezas, en las que el material ten- ga una carga del 30 % F.V. 3. Son elementos especialmente indica- dos para conjuntos en los que se prevé un montaje y desmontaje en la fase de prueba. 4. Soportan temperaturas más elevadas que en el caso de la Estereolitografía. 5. Posibilidad de montaje y desmontaje de piezas con clipajes y otros elemen- tos de montaje. Desventajas: 1. El proceso térmico al que está so- metido hace que los cambios, la posi- ción de las piezas y cualquier variación mínima durante el mismo sean muy críticas. 2. Superficie porosa. 4.Laser de estado solido CO2 de 25 W. Fuente: Aserm.es 28 Nº17. Noviembre de 2016 3.Piezas desarrolladas por SLS. Fuente: Pausaher.blogspot.com.es
  • 29. proceso de fabricación consta de tres partes: - La generación del fichero CAD-STL. - Construcción. En la fase de construcción, las capas finas de adhesivo recubierto con material son secuen- cialmente unidos el uno al otro siendo previamente cortados por el rayo láser. El láser incide sobre la su- perficie quemando el perímetro indicado por el modelo CAD en cada sección transversal, una vez hecho esto todo lo que se encuentra dentro de los límites se libera de la hoja. La plataforma con la pila de capas desciende y una nueva sección de materiales avanza. Vuelve a ascender la plataforma y el material calentado se super- pone para ir uniéndose la pieza repitiendo el proceso. - Finalmente se separa del material de apoyo. El factor temperatura es crítico y ha de mantenerse constante a lo largo del proceso por lo que la maquina- ria dispone de un circuito cerrado que asegura este condicionante. Materiales: En principio cualquier material en lámina con adhesivo puede ser usado para esta tecnología, sin embargo el más usado es el papel Kraft con un polieti- leno termosellable, por su disponibilidad y rentabilidad. Aplicaciones: Cubre un amplio espectro de industrias, incluyendo la aeroespacial y la automoción, productos de consumo y dispositivos médicos que va desde ins- trumentos a prótesis. Permite ver la forma la forma final, el tamaño y la función de los prototipos así como producir un pequeño volumen de productos termina- dos. Se suele usar para visualizar un producto en sus dimen- siones exactas, lo cual permite tener una réplica real del producto realizando pruebas de consumo, introduc- ción en su comercialización, muestras de embalaje. Ventajas: 1. Se pueden usar una amplia variedad de materiales de partida, los cuales pueden variar en tipo o espesor de la lámina para satisfacer necesidades funcionales y especi- ficaciones del prototipo a crear. 2. Es muy ventajosa, en tiempo de fabricación, para piezas grandes y voluminosas ya que el láser no explora toda la superficie de cada sección transversal sino que sólo describe su periferia, lo que hace que no importe el grueso la sección a trabajar, el tiempo es el mismo en una sección delgada que en otra igual pero gruesa. 3. Alta precisión. Se maneja en valores inferiores a 0,127mm. No presenta problemas de contracción, ten- siones residuales internas o deformación. 4. No tiene necesidad de soporte adicional ya que la parte en construcción se puede apoyar fuera de la peri- feria de la parte construida, la cual actúa como soporte. Limitaciones: 1. La potencia del láser de corte necesita ser controlada con precisión para que este corte la capa actual de la- minación y no penetre en capas previamente cortadas. Un mal control puede distorsionar el prototipo. 2. No está recomendad para la construcción de piezas con láminas muy delgadas ya que estas no son suficien- temente rígidas y al retirar el prototipo del soporte pue- de sufrir daños si no se realiza con las debidas precau- ciones. 3. Hay que tener en cuenta que estos prototipos están construidos por láminas unidas por adhesivo. Lo cual hace que la integridad de los prototipos LOM dependa de la fuerza adhesiva de la cola usada en la lamina de 5.Máquina LOM-2030E Fuente: Mtc.engr.mun.ca/LOM 29Nº17. Noviembre de 2016 “Es posible la fabricación rápida de modelos físicos”-
  • 30. -Flexibilidad Con dichos parámetros podemos comprobar que tec- nología encaja mejor con uno nuestro prototipo y ave- riar si es viable para ciertas tecnologías o no. Aunque con dichos parámetros técnicos no esta inclui- do el coste, , la estimación tiempo de fabricación o las características técnicas de las maquinas como la poten- cia eléctrica el espacio que ocupa etc. etc. Se podría decir que el prototipado rápido genera mu- chos benéficos ya que puede solucionar muchos de los problemas actuales de los distintos profesionales que antes no podían; haciendo que ahora sea posible por- que es más barato, se consigue la pieza con más rapi- dez, se identifican mejor los problemas o defectos por- que no es lo mismo ver un prototipo en un diseño 2D que en 3D que se ve mucho más claro, viendo los pun- tos fuertes y los que necesitan una mejora ya que al prototipado se le pueden hacer pruebas de forma, en- samblaje, funcionalidad y pruebas mecánicas. El prototipado rápido tiene mucha variación de funcio- nes siendo útil en la arquitectura o en la ingeniería co- mo maqueta o como diseño de elementos críticos y mejorando la capacidad incrementada para centrarse en las necesidades y preocupaciones específicas del cliente y poder corregir los cambios del diseño en cuestión de horas. No cabe duda que genera mu- chas posibilida- des a sectores como la topogra- fía, el packaging (Las empresas que diseñan y producen envases de cristal y plásti- co para industrias relacionadas con Trabajo. Puede ocurrir que estos prototi- pos no respon- dan a sus requeri- mientos mecáni- cos. 4. La eliminación de los soportes es la parte más laboriosa, cuando la pieza ha de ser separada del bloque rectangular de material laminado. La persona que la realiza ha de ser consciente de las partes delicadas dentro del modelo a fin de no dañarlo. Consideraciones geométricas: DSPC. Proyección aglutinante: Esta tecnología trabaja mediante la deposición de material en polvo en capas y la ligazón selectiva del mismo mediante la impresión de "chorro de tinta" de un material aglutinante. Las combinaciones de tecnologías de prototipado rápi- do son numerosas y puede haber más de una solución válida para las necesidades que se presenten. Si bien, cada tecnología tiene sus limitaciones, no todos los prototipos se pueden fabricar en todas las tecnologías, o por lo menos no obtenemos la misma calidad. Como elegir una buena tecnología: -Presentación e inspección del producto. -Unidad o serie. -Tamaño -Precisión -transparente, translucido o de color. -gama de colores -Buen acabado superficial. -resistencia a temperaturas altas 6.Esquema máquina LOM. Fuente: Fuente: Laboratory of Information Proces- sing Science. Universidad de Helsinki 30 Nº17. Noviembre de 2016 “El prototipado rápido tiene mucha aplicaciones y tecnologías distintas con el fin de conseguir soluciones”- 7.Porcentajes de los sectores en aplicación 2005- 2007. Fuente: fmrimuned.wordpress.com
  • 31. modelos con cubas de trabajo grandes, se optimiza mucho el tiempo de impresión llenando la cuba de pie- zas al máximo, siendo casi el mismo tiempo que ha- ciendo sólo una pieza. El tiempo de impresión básica- mente está en función de la altura de la pieza mayor. El prototipado está siendo actualidad en el tema de que al bajar el precio de las “impresoras 3D” es posible su utilización en los hogares, aunque su uso no está por ahora generalizado ni mucho menos pero no por eso menos importante ya que puede crear muchas posibili- dades ya mencionadas aunque acarrea otras ya que la persona que no sabe diseñar en 2D, en CAD, por ejemplo, o difícilmente por uno mismo serás capaz de sacarle partido. Para concluir se le debe considerar al prototipado rápi- do como un I+D que en la actualidad está consiguien- do grandes logros que como en todos los I+D hacen posible la realización de muchas actividades una vez desarrollado lo que puede facilitar o no el desarrollo de otros I+D o I+D+I. el cuidado corporal, la salud, el cuidado del hogar, quí- micas y de la automoción o de los fabricantes de bebi- das), fabricantes de electrodomésticos, en la educación como en utensilios pedagógicos para niños con visión reducida o ceguera, en bellas artes, investigación bio- médica, en diseño de interiores y en la medicina siendo factible su uso en la planificación pre-quirúrgica, comu- nicación de medico a médico también como potente herramienta de presentación para pacientes y educa- ción médica estudiante/residente. No hay que olvidar que en función de su uso hay que utilizar unos procesos u otros al igual que los diferentes materiales que pueden ser termoplásticos, resinas o conjunto de materiales (poliamida), ya que no se obten- drán la misma calidad en todos los procesos ni en to- dos los materiales y eso afectaría mucho en la funcio- nalidad de la pieza. También hay que decir que muchos de los prototipa- dos su objetivo no es ser la “pieza final” sino que es un producto al que le falta el acabado para su comerciali- zación. Sobre los tipos de tecnologías se resume que algunos sistemas de prototipado son adecuados cuando necesi- tamos fabricar rápidamente un prototipo unitario. Por ejemplo, los sistemas FDM son muy sencillos de poner en marcha a imprimir. Además los soportes de esta tecnología son solubles por lo que se eliminan en 1h aproximadamente sin necesidad de operaciones ma- nuales. En cambio en esta tecnología cuando queremos realizar dos copias de la misma pieza, el tiempo de im- presión prácticamente se multiplica por dos. Otros sistemas como la Estereolitografía o el Sinteriza- do, son mucho más rápidos imprimiendo pero en cam- bio sus procesos de puesta en marcha y enfriado, cura- do y limpieza de las piezas es superior y más complejo que el de FDM. En estos sistemas, sobre todo en los 8.Piezas transparentes para la visualización interna. Fuente: Citcosas.com REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA: http://tfmrimuned.wordpress.com Fuente: http://mtc.engr.mun.ca/LOM.html http://pausaher.blogspot.com.es/2010/08/ prototipado-rapido.html Diseño y construcción de una impresora 3D aplicando la técnica de prototipado rápido modelado por deposición fundida. Torres, Edgar. 31Nº17. Noviembre de 2016
  • 32. El papel principal de la plataforma del ascensor es dis- tribuir, en la sub-base, las cargas de la estructura, el peso de los tanques en movimiento, su contrapeso y la reacción de apoyo del canal superior de acceso. El suelo se endurece por columnas periféricas de 11 metros de altura media y 1,40 metros de espesor sobre la superficie. La construcción se llevó a cabo entre 1983 y 1985. La torre central. En el centro del ascensor está construida la torre cen- tral compuesta de columnas de hormigón armado de 90 metros de altura y 0,90 metros de espesor. DESCRIPCIÓN DE UN GIGANTE Cuando se visita por primera vez el doble ascensor Strépy-Thieu, la primera idea que se obtiene de este gran bloque es la de un “gigante” de la construcción. En realidad, este “gigante” se compone de una multi- tud de equipos eléctricos, mecanismos, etc ... Desde un punto de vista externo, la descripción de este par de ascensores, puede desglosarse de la siguiente manera: La altura total de la estructura es de 117 metros, su lon- gitud es de 130 metros y su anchura es de 81 metros. La masa total de todo es alrededor de 300.000 tonela- das, el peso del acero alcanzó 10.000 toneladas para refuerzos y 4.000 toneladas para las columnas de so- porte. La base. La base de la obra se origina en un piso general de hor- migón armado de 133 metros de largo y 82 metros de ancho, con un espesor que varía entre 2 m en los bor- des y de 3,80 metros por debajo de la torre central. EL ASCENSOR DE STRÉPY-THIEU. JUAN ANTONIO ROMERO GARCÍA. INGENIERO EN SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN. MICHEL MAIGRE - 9 de Febrero 2000 32 Nº17. Noviembre de 2016
  • 33. Las columnas de soporte La sala de máquinas se apoya lateralmente en dos filas de seis columnas metálicas de 79 metros de altura. Los puentes del canal Cada puente del canal se compone de cuatro tramos de 42 metros que descansan sobre la columna de cone- xión con el canal superior., además de las tres colum- nas iniciales. Las dimensiones internas de un puente del canal son 12,52 metros de ancho y 6,50 metros de altura. Las columnas son de hormigón armado. Contenedores móviles Los contenedores donde tienen lugar el traslado de los barcos, tienen una longitud útil de 112 metros, una an- chura de 12 metros, y una profundidad de agua puede variar entre 3,35 metros y 4,15 metros. La masa de la estructura es de acero junto al desplaza- miento de estos buques es de aproximadamente 2.500 toneladas (peso muerto). Dependiendo del nivel del agua, la masa total es de entre 7.150 y 8.350 toneladas. Contrapesos Cada contenedor móvil está equilibrado por dieciséis contrapesos en total, ocho contrapesos en suspensión y ocho contrapesos de control distribuidos a cada lado del contenedor. Cada contrapeso suspensión rodea un contrapeso de control. Los contrapesos de Control tienen una longitud de 10,27 metros, una anchura de 1,25 metros, una altura de 5,40 metros y un peso de 8.178,25 toneladas. Los contrapesos en suspensión exteriores tienen una longitud de 22,18 metros, una anchura de 3,40 metros, una altura de 5,51 metros y un peso de 4.790,50 tone- ladas. Los contrapesos en suspensión exteriores tienen una longitud de 22,58 metros, una anchura de 3,20 metros, La sala de máquinas. La sala de máquinas es de 133 metros de largo, 76 me- tros de ancho y 25 metros de altura, en la parte supe- rior de la torre central se albergan todos los mecanis- mos (motores, cajas de cambios, tornos, poleas, etc.), el puesto de control y la regulación de los dos ascensores independientes. Las fachadas de la sala de máquinas se encuentran a una altura de 80,85 metros y 102,20 metros sobre el nivel del canal inferior. Tienen una superficie total de 10.000 m2. La sala está dominada por una galería para los visitantes. Una vista excepcional permite ver entre otros el campanario de Mons y de la torre de Ronquiè- res. 1. Batería 2. Reductores de baja velocidad 3. Reductores de velocidad. 4. Motores 5. Eje de sincronización mecánica 6. Tornos 7. Grupo de 7 poleas (diámetro 4800) Partes del doble ascensor funicular de Strépy-Thieu. Vista en planta de la sala de maquinas. 33Nº17. Noviembre de 2016
  • 34. dos, más largos y con un mayor desplazamiento de agua. La adaptación del Canal du Centre a las necesidades de la navegación plantea un problema. No sólo debemos pensar en el futuro sino también tener en cuenta las necesidades e intereses de la región. Por otra parte, Francia está particularmente interesado en la adapta- ción del Canal du Centre. Círculos franceses quieren una apertura hacia el Este para llegar a través de la región liégoise y entrar en el Rin. El proyecto Strépy-Thieu es el último eslabón del pro- grama de actualización de la plantilla de 1.350 t de la red de vías navegables de Bélgica. ¿Por qué una nueva ruta? La nueva ruta afecta sólo a una sección del Canal du Centre. Este tramo fue abandonado porque era impo- sible mantenerlo en funcionamiento sin interrupción durante los trabajos de elaboración de los modelos de la canal y la construcción de la nueva obra de arte. Por lo tanto, se decidió colocar el canal en una nueva cama, cerca de la antigua. La nueva ruta es de aproximada- mente 12 kilómetros. una altura de 5,58 metros y un peso de 4.790,50 tonela- das. Equipo mecánico El contenedor está conectado por 112 cables a los con- trapesos de suspensión y por 32 cables a los de control. Estos cables son de multi-filamento y tienen un diáme- tro de 85 milímetros. Un cable de suspensión con una longitud de 98 metros, pesa alrededor de 3 toneladas, mientras que un cable de control (longitud de 115 me- tros) pesa 3,5 toneladas. Sus números, la dificultad de su aplicación y la seguri- dad absoluta requerida, justifican una serie de pruebas en base a una vida útil de al menos 20 años. Las prue- bas ayudaron a supervisar el mantenimiento del cable y establecer la ley de su comportamiento en el tiempo en función de la carga. El dispositivo de accionamiento se compone de cuatro grupos de cuatro tambores de 4,80 metros de diáme- tro. Su diseño y la sincronización deben ser tales que el sistema permanece controlable incluso en caso de acci- dente. Equipos informáticos El conjunto de secuencias de maniobra del contenedor y del sistema de control esta propor- cionado por un sistema informático complejo con dos niveles jerárquicos. La parte superior dispone de una in- terfaz hombre-máquina y la parte infe- rior todo lo concerniente a las secuen- cias de funcionamiento. HISTORIA Modernización del Canal du Centre La modernización del Canal du Centre tuvo que cumplir con las realidades actuales de navegación. Las barcazas de antaño que ofrecen solamente má- xima capacidad de carga de 300 tone- ladas, apenas se utilizan. Estas son reemplazadas por buques motoriza- Corte transversal de un contenedor. MICHEL MAIGRE - 1999 34 Nº17. Noviembre de 2016
  • 35. ¿Qué solución dio Strépy-Thieu? Al igual que la ruta antigua, la nueva ruta se encuentra con un obstáculo serio: la diferencia de nivel entre los extremos la cual es 88.15 metros. A pesar de la cons- trucción de las esclusas Obourg-Warton y Havre de 5metros y 10 metros, respectivamente, queda por su- perar un desnivel de 73.15 metros. Los estudios se han llevado a cabo por el Ministerio de Transporte Público para determinar el tipo de la es- tructura más adecuada. Teniendo en cuenta el terreno y la falta de suministro de agua significativa natural, ex- cluyendo las esclusas, se estudiaron cinco soluciones: 1.Una inclinación longitudinal a 5%. 2.Una inclinación longitudinal de 10%. 3.Una pendiente de agua o "Canal inclinado" a 3,5%. 4.Dos ascensores en dos escalas de 36,57 metros cada uno. 5.Un único ascensor de 73,15 metros. ¿Por qué un ascensor? La duración del crucero y el consumo de agua de una escalera de esclusas es inaceptable. Después de los es- tudios que toman en cuenta varios factores: grado de inversión de las expropiaciones, problemas técnicos y operativos, la construcción de un ascensor individual era la solución más económica a la vista del sitio. Se centra en un área pequeña (1 ha), todas las cargas (300. 000 toneladas) en un sótano deformable, relativamente heterogénea, y le da una carga constante de 0,3 MPa. A continuación se indica la comparación de los costos de inversión y operación de los equipos electromecáni- cos en porcentaje para las diferentes soluciones: 1. Ascensor 73 mts. 100 % 2. Pendiente de 10% 135 % 3. Pendiente, el 5% 145 % 4. Pendiente de agua 150 % 5. Dos ascensores 36,5 mts. 190 % 6. Tres esclusas- > 190 % El Strépy-Thieu está destinada a superar una caída de 73.15 metros para los buques con propulsión propia de 1.350 toneladas o barcazas empujadas de 2000 tonela- das con su empujador. Vista frontal del ascensor Strépy-Thieu . 35Nº17. Noviembre de 2016 “Cuando la solución es el ingenio, surge la obra del genio” REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA: -Dirección General de Operaciones del Departamento de vías fluviales Bélgica. -Cuadernos del MET (colección Técnicas) Nº 3 de abril de 1993 . -Un gigante funicular en el Canal du Centre - El ascensor de Strépi-Thieu, MET cuaderno N ° 20, las técnicas de recolección, ed. junio de 2002 .
  • 36. Para detectar la presencia de imperfecciones en ocasio- nes es necesario el uso de ensayos que en algunos casos serán de tipo destructivo y en otros de tipo no destruc- tivo. Tipos de imperfecciones - Grietas Las grietas son discontinuidades del cordón producidas por las contracciones y dilataciones del metal base. Pa- ra evitarse debe controlarse la cantidad de calor aporta- do al cordón y la velocidad de enfriamiento. Es conve- niente que los metales se precalienten y que los cordo- nes anchos se realicen en varias pasadas.  Grietas de cráter o estrella.  Grietas en la cada.  Grietas en la zona afectada térmicamente (ZAT). Introducción Los defectos de las uniones soldadas pueden encon- trarse en la superficie del cordón como en su interior. Los defectos pueden ser causados por un mal empleo de la técnica de soldadura, exceso de avance, falta de experiencia, etc. Las imperfecciones pueden ser visibles o no, ya que se pueden encontrar en el interior del cordón de soldadu- ra. DEFECTOLOGÍA DE LAS UNIONES SOLDADAS Imagen 1. Defectos en la soldadura. https://metfusion.files.wordpress.com/2013/08/0003110519.png 36 Nº17. Noviembre de 2016 MIGUEL ÁNGEL GARCÍA ROMERA. INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL EN MECÁNICA Imagen 2. Grietas. http://www.alexandersaavedra.com/2012/02/agrietamiento-en-
  • 37. El metal de aportación no se ha extendido a través del espesor de la junta a soldar, es decir, que la fu- sión no ha alcanzado la raíz de las partes a unir. Este defecto reduce la re- sistencia de la soldadura. Esta discontinuidad tam- bién causa problemas de fusión incompleta, por eso, ambos términos se mez- clan y se usan conjunta- mente para la definición de la discontinuidad. Las causas de este defecto son: un diseño equivocado de los bordes, gran velocidad de avance, amperaje muy bajo y uso del electrodo con un ángulo incorrecto. - Porosidad Las porosidades son cavi- dades de gas existentes dentro del metal de aporte. Se distinguen entre cuatro tipos diferentes de porosi- dades:  Porosidad unifor- memente distribui- da.  Porosidad agrupada, en racimos o globu- lar.  Porosidad lineal.  Porosidad vermicular o cavernosa. La porosidad en los cordones de soldadura se origina por: excesiva cantidad de H, N u O en la atmósfera con la que se suelda; alta velocidad de solidificación; metal base sucio; excesiva humedad en el recubrimien- to del electrodo o en las superficies de contacto en unión, etc. - Mordeduras o rebajes Son depresiones o muescas que se forman en el metal base contiguo al cordón de soldadura. Son debidas a movimientos inadecuados del electrodo o al uso de una llama muy potente y reducen la sección resistente de la soldadura. Favorecen a la acumulación de escoria y crear problemas de limpieza.  Desgarre laminar.  Grietas en la raíz.  Grietas en la pata.  Grietas debajo del cordón de soldadura. -Inclusiones Se diferencian dos tipos de inclusiones en los cordones de soldadura:  Inclusiones de escoria: son restos de óxidos, ma- teriales metálicos, materiales de recubrimientos de los electrodos, que quedan atrapados en el interior del metal de aportación. No son tan peli- grosas como las grietas, ya que no es probable su propagación. Pueden ser puntuales en el interior del cordón o sucederse entre pasadas.  Inclusiones de tungsteno: esto ocurre cuando se depositan partículas de estos electrodos en la zona del cordón de soldadura. Las inclusiones de tungsteno se detectan mediante el ensayo de ra- yos X porque la zona afectada aparece más clara que el resto del cordón. - Fusión incompleta Esto ocurre cuando el metal base y el de aportación no se logran fundir. La falta de fu- sión también se puede pro- ducir entre la pasada de un cordón y el siguiente, falta de fusión que afecte a los bor- des a unir o a la raíz. Las causas de estas imperfec- ciones son el mal diseño de la unión, falta de calor en el metal base, velocidad de avance elevada y falta de lim- pieza de las juntas de unión y entre pasadas. Esta dis- continuidad no es visible durante la inspección visual. - Falta de penetración 37Nº17. Noviembre de 2016 Imagen 3. Inclusiones. http://es.slideshare.net/123311/presentacion-de-discontinuidades-y- defectos-en-la-soldadura Imagen 4. Fusión incompleta. http://www.seas.es/blog/varios/ defectos-internos-en-soldadura- parte-2/ Imagen 5. Falta de penetración. http://blog.utp.edu.co/ metalografia/capitulo-19- soldadura-defectologia-y- simbologia/ Imagen 6. Porosidad. https:// metfuion.files.wordpress.com/201 3/08/defectos-en-la-soldadura- 02.jpg
  • 38. - Cebados o golpes del arco Los golpes de arco son pequeños puntos localizados fuera del cordón de soldadura donde el soldador ha aplicado un arco accidental- mente. La pequeña fusión que se produce se enfría rápidamente debido a la masa me- tálica que lo rodea. Este enfriamiento puede originar una grieta por ello hay que reparar el golpe esmerilando la superficie. - Falta de alineación Es un desnivel entre dos partes de una unión a tope. Se debe a un incorrecto montaje de las piezas o también a deformaciones causadas por las altas temperaturas. Ensayos no destructivos Los ensayos no destructivos se utilizan para verificar el estado de una soldadura ocasionando un daño práctica- mente imperceptible. Existen distintos ensayos con los que se puede com- probar una soldadura. - Ensayo visual La inspección visual se basa en la detección de defectos por simple examen visual del cordón de soldadura. Pa- ra la inspección se usarán dispositivos que nos permiti- rán ampliar los defec- tos que no se pueden percibir a simple vista y dispositivos de medi- da para hacer compro- baciones de magnitud. La inspección visual debe realizarse antes, durante y después de la soldadura. En todas las fases es necesario com- Se deben usar am- perajes no muy ele- vados y se reco- mienda hacer una pausa en el extremo final de la unión para dar tiempo a que el material lle- ne los puntos ba- jos. - Solapamiento Es una discontinui- dad superficial, similar a la morde- dura pero en senti- do opuesto. Es un exceso de material de aporte que no puede absorber la unión, se escurre sobre el metal base, pero sin fundirse en él, es decir, la soldadura rebasa el punto donde la fusión termina. Los motivos por los cuales pueden aparecer estas dis- continuidades se deben a un avance muy lento, aporta- ción de demasiado calor por el uso de una gran canti- dad de corriente y a un mal manejo del equipo por par- te del soldador. - Proyecciones o salpicaduras Son gotas de metal fundido o metal de aporte proyectadas durante el soldeo y que se adhieren sobre el metal base o el metal de solda- dura ya solidifica- do. La presencia no conlleva riesgo so- bre el cordón de soldadura. 38 Nº17. Noviembre de 2016 Imagen 7. Mordeduras o rebajes. http://www.seas.es/blog/varios/defectos- internos-en-soldadura-parte-1/ Imagen 8. Solapamiento. http://es.slideshare.net/ elvisjhoanherreramelchor/defectos-en-oldadura Imagen 9. Proyecciones o salpicaduras. http://es.slideshare.net/xMorfe0x/2-acciones- correctivas-para-defectos-de-soldadura Imagen 10. Cebados o golpes de arco. http://blog.utp.edu.co/metalografia/ files/2015/12/224.png Imagen 11. Falta de alineación. http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn55.html Imagen 12. Útiles de inspección visual http://www.solysol.com.es/productos-y- servicios/despues-de-soldar/control-de- calidad-de-soldaduras/