Lo que no sabías sobre el Grafcet

El Grafcet es un método para representar los automatismos secuenciales. La descripción es gráfica y permite visualizar la evolución del mismo.

Es un lenguaje funcional y gráfico; describiendo las condiciones de funcionamiento de una máquina secuencial, mediante una sucesión de etapas las cuales tienen asociadas unas acciones determinadas.

Entre dos etapas tenemos la transición; indicando la condición necesaria para pasar de una a otra etapa. Si se cumple la condición pasaremos de la etapa anterior a la posterior.

Una transición es válida cuando todas las etapas inmediatas anteriores están activas.

Al pasar una transición se desactivan las etapas anteriores y se activan las etapas posteriores.
Las etapas establecen las secuencias de la automatización. Representan el control del automatismo y se simbolizan de la forma:

Grafcet

La transición representa la condición para pasar a la siguiente etapa:

Grafcet

Las líneas representan la continuidad de la secuencia:

Grafcet

Y las acciones se representan mediante un rectángulo a la derecha de la etapa. Si se quiere que mientras se esté en la etapa se ejecute solamente si se cumple alguna otra condición, se le añade una condición encima de la acción:

Grafcet

El GRAFCET utiliza una combinación de estructuras básicas que nos permiten esquematizar cualquier proceso automático por complejo que este sea.

Las estructuras básicas son:

  • Secuencia lineal: Evoluciona de forma consecutiva sin ninguna selección
  • Acciones exclusivas o selección de secuencia: Dependiendo de las condiciones de transición, la evolución del automatismo puede seguir por varios caminos distintos hacia una u otra etapa. Se realiza una selección de secuencia en función de las condiciones de transición.
  • Salto de etapas: Es parecido a la selección de secuencias. Según las condiciones de transición realiza una serie de etapas o las salta totalmente.
  • Acciones simultáneas: Es cuando el GRAFCET evoluciona hasta una línea doble. A partir de ese instante las etapas se activan simultáneamente y cada una seguirá su propia secuencia. Al final otras dos líneas dobles establecerán que solamente se podrá pasar a la siguiente etapa si las dos etapas anteriores están activas.
  • Repetición de secuencias: Es cuando detrás de una etapa se encuentran dos posibilidades. Una de ellas implica seguir la progresión del Grafcet y la otra retroceder a etapas anteriores.
  • Acciones condicionadas: Cuando tenemos una acción asociada a una etapa determinada, esta se activará. Puede también condicionarse la acción a otra condición, de tal forma que para que esta se active sea necesario que esté la etapa correspondiente con la acción particular.
  • Temporizadores: Cuando se requiere que un proceso determinado se esté ejecutando durante un tiempo se utilizan los temporizadores. Normalmente se utilizan temporizadores con retardo a la conexión, que se reinician al activarse la etapa. Se activan en la potencia correspondiente a una etapa determinada. Pasado el tiempo la condición permitiría el paso a la siguiente etapa.

La implementación del GRAFCET mediante autómatas programables, utiliza las marcas o memorias internas, para indicar los estados y los biestables para enclavar las marcas.

Por ejemplo:

Grafcet

Donde el final de carrera FC1 activa la entrada E124.4 La implementación para el S7300 es de la forma:

Grafcet

Un Grafcet de acciones exclusivas sería de la siguiente forma para el autómata S7300:

Grafcet

En conclusión, el Grafcet es una forma de esquematizar un proceso automático; incorporándose en cualquier PLC de una forma sencilla y metódica.

Autor: Antonio Blanco. Docente del Máster en Electrónica Industrial, Automatización y Control de EADIC.

Lo que necesitas saber del trabajo colaborativo con BIM. CDE

BIM no es solamente trabajar con un modelo en tres dimensiones, es una metodología de trabajo que permite gestionar la información y datos que comparten varias personas en torno a un proyecto de construcción.

El trabajo con BIM implica el trabajo en colaboración entre todos los participantes en el proceso constructivo; entendiendo el proyecto de manera global, desde la primera fase del mismo hasta la construcción, puesta en uso y explotación del edificio terminado.

El uso de esta nueva metodología lleva aparejado una necesaria adaptación de los sistemas de trabajo y un cambio en como todos los intervinientes se relacionan entre si y se comparte la información.

Podemos entender BIM como un método de trabajo colaborativo, en el que todas las partes trabajan sobre un modelo común; siendo una metodología que permite gestionar la información de proyecto y los datos generados en torno a él y que son compartidos por varias personas.

 

BIM.CDE

Ilustración I. Uso de BIM a lo largo del ciclo de vida del edificio. Extraído de BuildingSMART Spanish Chapter

Para que la información de un proyecto se almacene a lo largo de todo el ciclo, esto se debe hacer de una manera tal que todos tengan acceso a ella, y se ordene siguiendo unas reglas conocidas por todos; facilitando el uso de todos los implicados en el proyecto.

Toda esta información de proyecto se almacenará en un sitio accesible por todos, el llamado Common Data Environment (CDE). Para que esta información sea accesible desde diferentes ubicaciones, lo más operativo es que sea un sitio externo a una ubicación física, una plataforma en la nube; de este modo todos los participantes pueden tener acceso a la información, independientemente de dónde se encuentren.

El correcto trabajo con BIM implica que cada vez que se hace alguna modificación sobre alguna de las partes del proyecto; se tenga que volcar los datos sobre el modelo común/ central.

No existe una manera única de organizar la información en el CDE, pero una organización de directorios muy extendida está basada en la organización del estándar británico Pas 1192‐2. Posteriormente la norma ISO 19650 ha retomado esta organización de directorios.

BIM.CDE
Ilustración II. Estados de la información. Extraído de fuente anónima.

La información va pasando por diferentes estados:

Work in progress o WIP, con diferentes carpetas donde se aloja la documentación de trabajo de cada uno de los equipos de proyecto:

  • Carpeta Compartida, en la que se aloja la información verificada y se comparte con el resto de equipos de trabajo. En esta carpeta se incorpora la información, pero no se trabaja, para eso hay que volver al WIP, cada uno a su directorio correspondiente.
    Información Publicada, autorizada para el uso tras ser verificada por el cliente.
  • La carpeta Archivado, se comporta como la zona de archivo del proyecto, para guardar todo el histórico de documentación y modelo As built.

Cada uno de los participantes tendrá un tipo de acceso determinado, que dependerá de su estatus dentro del proyecto. La asignación de permisos adaptados a cada nivel de intervención en el proyecto es necesaria para asegurar que el flujo de información es el adecuado.

Dependiendo del tipo de plataforma que utilicemos en cada caso, tendremos diferentes opciones en los niveles de acceso a la información. Una división genérica sería:

BIM.CDE

Ilustración III. Niveles de acceso a la información. Extraído de fuente anónima.

Por medio de una plataforma de colaboración en la nube (CDE), podemos gestionar todos los datos del proyecto y acceder a ellos desde diferentes ubicaciones, por parte de todos los implicados en el proyecto; cada uno con un tipo y nivel de acceso que sea acorde con su nivel de participación e implicación en el proyecto.

En este sentido las metodologías BIM desde su concepción se consideran colaborativas, ya que diferentes partes trabajan sobre un mismo objetivo o proyecto en común; dando lugar a las CDE, donde la información se encuentra disponible para todos, permitiendo la intercomunicación y colaboración activa de los agentes involucrados en el desarrollo de un proyecto.

Autor: Susana López García. Docente del Máster en Diseño de Interiores y gestión BIM de proyectos de Arquitectura e Interiorismo de EADIC.

BIM para la evaluación ambiental de proyectos ferroviarios urbanos

La tecnología BIM (Building Information Modeling) constituye una herramienta muy versátil para el desarrollo de proyectos de construcción, en especial dentro del mundo de la edificación. En la actualidad también se va implantando con gran éxito dentro de la Ingeniería Civil para el desarrollo de grandes infraestructuras, como pueden ser los metros, tranvías y ferrocarriles urbanos.

Pero, ¿puede usarse esta tecnología para realizar evaluaciones de impacto ambiental para este tipo de proyectos? En principio parece complicada su aplicación para evaluar los impactos que puede generar la construcción de este tipo de infraestructuras sobre el medio ambiente, pero no parece descabellada su aplicación para cuantificar su influencia durante la fase de explotación.

Una aplicación directa que ya se está utilizando es el análisis del ciclo de vida de los edificios y el uso eficiente de los recursos, reducción, reuso y reciclado de residuos de construcción y demolición mediante esta tecnología BIM, cuyo acrónimo también podría identificarse con la denominación Better Information Management, es decir, la mejor forma de gestión de la información del proyecto.

Así pues, para estaciones o intercambiadores de transporte es posible incorporar indicadores dentro del modelo, como energía incorporada, emisiones de CO2, residuos de construcción y demolición, residuos sólidos urbanos, etc… que evalúan el impacto ambiental de la implantación de este tipo de infraestructuras durante parte de su construcción, explotación y fin de su vida útil.

BIM

Ilustración 1 Indicadores ambientales integrados en familias y tipos BIM. Fuete: Evaluación ambiental mediante la introducción de indicadores a un modelo BIM de vivienda social

En la figura anterior se muestra cómo se pueden agregar a los elementos constructivos, los indicadores, por sus siglas en inglés:

  • EE: energía incorporada
  • CE: emisiones de CO2
  • CDW: residuos de la construcción
  • USW: residuos sólidos urbanos

Para cuantificar los indicadores anteriores, el flujo de trabajo se divide en tres pasos diferenciados:

  1. Descomposición de cada capítulo de la base de datos de costos de construcción en sus niveles inferiores (materiales de construcción, mano de obra y maquinaria, incluyendo tareas auxiliares y costos indirectos).
  2. Adición de los parámetros ambientales para obtener los indicadores.
  3. Incorporación de indicadores ambientales en los programas de despegue de materiales BIM para cuantificar los indicadores.

De esta forma los resultados se analizan después de extraer los horarios de descuento de material de cada elemento BIM.

El desarrollo de estos indicadores constituye una piedra angular de evaluación cuantitativa ambiental. Esta metodología considera las necesidades del diseñador desde una perspectiva holística que fomenta la inclusión de criterios ambientales desde las primeras etapas de diseño al simplificar el proceso de introducción de indicadores.
El cálculo del desempeño ambiental junto con el diseño arquitectónico refleja todo cambio en un flujo de trabajo continuo que retroalimenta el proceso en tiempo real.

En un futuro se incluirá la aplicación de la metodología a un conjunto de proyectos representativos para extender los resultados a nivel nacional y la adición de los resultados a sistemas de certificación como BREAM y LEED. También se logrará el acceso a indicadores desde otras plataformas de software.

Ahora bien, este enfoque del proceso de producción de los edificios constituye una contribución importante a la sostenibilidad del entorno construido y la resistencia de las ciudades para mitigar el cambio climático, ya que los diseñadores mantienen el control de cada componente y sistema en tiempo real en la etapa de diseño conceptual.

BIM

Ilustración 2Flujo de trabajo metodológico sintetizado. Fuente: Evaluación ambiental mediante la introducción de indicadores a un modelo BIM de vivienda social

Autor: Raúl parra. Docente el Máster en Construcción, mantenimiento y Explotación de Metros, Tranvías y Ferrocarriles Urbanos de EADIC.

Guía para una minería sostenible en el siglo XXI

Cada vez existe una mayor conciencia de que una minería sostenible con la sociedad, la economía y el medioambiente es posible. Las empresas toman nota de esta situación a los requerimientos de una sociedad más exigente con la actuación de las empresas dedicadas a la extracción de los recursos naturales y su explotación.
El desarrollo sostenible no es solamente una cuestión que afecta al medio ambiente. Es un conjunto de acciones que incluyen todos los ámbitos de la sociedad y como responsables a todos los actores de la misma.

INTRODUCCIÓN

La agenda 2030 de las Naciones Unidas establece 17 objetivos para el desarrollo sostenible y los ingenieros de minas. Es importante traerlos a colación ya que no somos ajenos a esta situación como profesionales y mucho menos como ciudadanos. Todo el sector dedicado a la industria extractiva desde las empresas hasta los trabajadores debe crear conciencia y debemos ser conscientes de ello.

En el caso de España existen las normas UNE 22482:2019 sistema de gestión minera-mineralúrgica-metalúrgica sostenible. Requisitos; y la UNE 22470:2019 sistema de gestión minera-mineralúrgica-metalúrgica sostenible. Indicadores.

La implantación de estas normas mejora mucho la imagen de las empresas de industrias extractivas, así como la correcta gestión de residuos, aumenta la competencia y previene accidentes.

Las normas UNE 22470 y UNE 22480 están enfocadas para empresas que desarrollen actividades de exploración, investigación, extracción, preparación y beneficio de minerales, a empresas que lleven a cabo aprovechamientos de residuos originados en las actividades de minería y en las derivadas de éstas.

Es muy importante recordar que los Objetivos de desarrollo (en adelante ODS) no son de obligado cumplimiento hasta que cada país lo incluya dentro de sus legislaciones nacionales.

OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE PARA LAS INDUSTRIAS EXTRACTIVAS (ODS).

Los ODS no afectan sólo a las industrias extractivas, pero es evidente que muchas de ellas tienen especial incidencia en la actividad minera y extractiva de la cuales somos profesionales. En la Figura 1 se indican cuáles son esos ODS, un total de 17.

Minería sostenible

Ilustración 1 Esquema de los objetivos de desarrollo sostenible.

En la asamblea general de Naciones Unidas con fecha 12 de agosto de 2015 se escribe en el acta de la sesión celebrada: “Proyecto de documento final de la cumbre de las Naciones Unidas para la aprobación de la agenda para el desarrollo después del 2015”.

Aquí es donde se exponen esos famosos 17 puntos mencionados antes, cuyo plazo termina dentro de 10 años y dada la envergadura de los objetivos estamos obligados a darle la importancia que se merece.
La pregunta sería, ¿Cómo puede la minería fomentar el desarrollo sostenible según esos 17 puntos? Evidentemente no en todos, pero sí tiene el poder para empezar a influir en muchos de ellos directamente y puede que en otros de forma indirecta.

Vamos a dar unas ideas de cuáles pueden ser esos puntos:

  • ODS 1: Fin de la pobreza, con el acceso a trabajos cualificados para hombres y mujeres en las empresas mineras y extractivas, una mejora de la cualificación profesional lo cual revestirá en la sociedad, mejorará las condiciones de vida, residencias y viviendas dignas fuera de los campamentos mineros fomentando el uso de las poblaciones locales. Relacionado con la ODS 5, en igualdad de género.
  • ODS 2: Hambre cero. La minería se involucre en restaurar los terrenos utilizados para que puedan ser cultivados con productos locales; esto nos lleva a una buena gestión del agua y de los recursos hídricos.
  • ODS 3 Y ODS 4: Fomentando la creación de escuelas, formación profesional, cursos para aumentar la capacitación profesional lo cual revierte en mejores profesionales para poder ejercer su trabajo con calidad. Similar en la colaboración con los cuidados médicos, fomentando una vida sana y colaborando con las autoridades locales. Seguridad e higiene en el entorno laboral y social.
  • ODS 6: Acceso al agua limpia, como todos sabemos el agua es un bien muy usado en la minería sobre todo en las plantas de tratamiento (beneficio de minerales) por ello las empresas mineras deben abordar este tema con el reciclaje del agua y no sobre explotar los acuíferos. No sólo relacionado con el agua de consumo humano y animal, sino también para el uso en la agricultura. Fomentar la creación de saneamiento en los núcleos urbanos y el reciclaje de agua en todas las facetas de la vida no solo la industrial.

Ilustración 2 Desarrollo sostenible para operar en la industria extractiva. Fuente: AYMA MINING SOLUTIONS

  • ODS 7: Energía limpia. El uso de maquinaria eléctrica ya está comenzando a aparecer, pero el uso de energía renovables, por ejemplo en zonas más aisladas usando la solar o la eólica. Lo cual puede ser muy interesante para las poblaciones locales que se pueden beneficiar de estas instalaciones, no sólo a corto plazo mientras exista la mina, sino después manteniendo estas infraestructuras de producción eléctrica, lo cual lleva a crear profesionales, puestos de trabajo y mejorar las condiciones de vida de la población.
  • ODS 9: Promover la creación de infraestructuras tanto de acceso a la mina como también en áreas locales, promover e incentivar las empresas locales que tengan iniciativas y sean innovadores, aunque sin olvidar comercios e industrias clásicas que aportan valor a una sociedad con su cultura e idiosincrasia particulares.

Hasta aquí se han citado diversos puntos de las ODS en las que las empresas extractivas tienen poder para actuar y comenzar a influir con vistas a esos objetivos del año 2030. No se han numerado todas las opciones de ODS en las que influye, pero dejo al lector experto y al que no lo sea tanto la mente abierta a la gran cantidad de opciones que tiene la industria extractiva de fomentar estos Objetivos de Desarrollo Sostenible.

Minería sostenible

Ilustración 3 Fuentes de desarrollo sostenible.

Pero todo esto no es una acción unilateral que deba realizar el tejido empresarial de la minería y las industrias extractivas, son unos objetivos comunes a todos en nuestras distintas facetas de profesionales y personales que también implica a los Estados con la aplicación de una legislación adecuada y/o con las medidas económicas pertinentes (incentivos fiscales, apoyo a la investigación…) para que este camino se pueda recorrer y, asimismo, tener un planeta más saludable, con un futuro para nuestro hijos sin dejar de explotar unos recursos que, al día de hoy, son muy necesarios para nuestra vida y desarrollo, por lo que resulta imposible renunciar a ellos.

Autor: Alfonso Gutiérrez Gómez. Docente del Máster en Planificación y Gestión de Minas y Operaciones Mineras de EADIC.

Descubre las nuevas propiedades App+web de Google Analytics

El pasado mes de agosto Google lanzó una beta pública de un nuevo tipo de propiedad de App + Web para Google Analytics. Gracias a ello, ahora podemos medir de forma unificada los datos de páginas web y de aplicaciones móviles, permitiendo así un análisis multiplataforma. En concreto, con una sola propiedad de Analytics podríamos visualizar hasta 50 fuentes de datos de Apps, sitios web y/o aplicaciones híbridas diferentes. Esto nos permitirá ver métricas agregadas de todas sus Apps y sitios web relacionados o aplicar filtros para hacer comparativas directas.

Propiedades app+web

Ilustración 1. Reporte Cross-Platform

La ilustración muestra un el Ejemplo de reporte Cross-Platform, que nos permite ver el rendimiento web vs. App, así como nivel de solapamiento entre usuarios.

Un modelo basado en eventos

Cabe destacar que, aunque se trata de un nuevo tipo de medición, está basado en el mismo esquema de datos de Google Analytics para Firebase (GA4F), una solución que Google viene ofreciendo desde hace un tiempo para la medición de Apps móviles. De esta forma, nos despedimos del método tradicional de Session + Pageview, que el clásico Google Analytics ha utilizado durante más de 15 años (desapareciendo métricas tan míticas como el rebote o las páginas vistas). En su lugar, damos la bienvenida a un modelo basado en eventos, que nos permitirá automatizar la tarea de etiquetar algunos de los eventos sin necesidad de codificación adicional (páginas, scroll, enlaces, uso de vídeos o descargas). De esta forma se puede simplificar mucho la medición de entornos particulares como las aplicaciones web híbridas o las páginas SPA.

Un entorno potente y flexible gracias a BigQuery

A nivel de extracción de datos parece que Google mantiene su apuesta de potenciar BigQuery como almacén de datos sin procesar. Esto nos va a exigir conocer a la perfección el modelo de datos, y combinar el uso de las herramientas de Google DataStudio y BigQuery. El conocimiento del lenguaje SQL también puede resultar necesario si nos enfrentamos a consultas avanzadas. En cierto modo, puede suponer una desventaja frente a la propiedad más utilizada actualmente, Universal Analytics, ya que esta dispone de una API para facilitarnos la vida, pero no hay que olvidar que la propiedad App+Web es muy reciente y aún está en fase beta. Por otra parte, el nuevo entorno tiene mayor potencial y flexibilidad, pues nos permitirá acceder a raw data desde BigQuery sin obligarnos a contratar Google Analytics 360.

Propiedades app+web

Ilustración 2 creación de fuente de datos, Fuente: Google Cloud

Una interfaz usable y útil para análisis rápidos

Otro aspecto destacable es que encontramos también algunas diferencias a nivel de usabilidad. Por ejemplo, el panel cuenta con una herramienta drag-and-drop de métricas, dimensiones y segmentos, que nos permitirá diseñar informes mediante el uso de tablas, gráficos de anillos, gráficos de líneas, gráficos de dispersión y mapas geográficos de forma más visual que los tradicionales paneles de Analytics que ya conocíamos. Es muy útil para análisis rápidos, para los que hasta ahora solíamos recurrir a Data Studio.

Otras herramientas que incorpora la interfaz son:

  • Segment overlap, que nos permitirá crear y seleccionar múltiples segmentos de audiencia para compararlos y descubrir superposiciones.
  • Funnel Analysis, con el que podremos crear visualizaciones de embudo personalizadas, desde un embudo genérico que nos muestre el nivel de consecución de las etapas hasta un embudo de tendencias para observar el rendimiento de cada uno de los pasos a lo largo del tiempo. Incluso, podríamos seleccionar la opción de embudo abierto, incluyendo así a los usuarios que ingresen al funnel en cualquier paso.
  • Path Analysis, con el que podemos ver el recorrido de los usuarios a través del sitio web y aplicación con un gráfico de árbol.
  • User explorer, que nos permitirá profundizar en cada usuario de forma individual, así como analizar las acciones que ha realizado y el flujo que ha seguido antes de convertir.

Propiedades app+web

Ilustración 3 Ejemplo de informe de embudo de conversión de usuarios en un blog.

La migración requerirá replantear objetivos del ecosistema digital

Más allá de las implicaciones técnicas, el uso de las “Propiedades App + Web” nos exigirá un replanteamiento a nivel estratégico para hacer viables y comprensibles los análisis entre plataformas. En este escenario, el comportamiento del usuario cobra una mayor importancia frente a la medición de clics o eventos de una página web o una aplicación móvil. Esto nos puede obligar a replantear micro-objetivos y KPIs, así como adecuar los procesos actuales a esos nuevos objetivos y a los sucesivos análisis que el negocio requerirá.

En resumen, aunque estamos hablando de una versión beta con mucho trabajo por delante, hay que asumir que Google Analytics dejará de recoger datos de apps móviles tarde o temprano. Por tanto, si disponemos de un ecosistema web compuesto por diversos sitios web y aplicaciones móviles / híbridas (y no usas Firebase), es muy recomendable empezar a pensar en migrar hacia este tipo de propiedad.

En el Máster en Marketing Digital de EADIC aprenderemos a usar las propiedades App + web y migrar el sistema de medición desde analitics.js o gtag,js. Este curso, además de prepararte para obtener la certificación oficial de Google Analytics, te ayudará a tener una visión completa de la profesión de analista digital, orientado al cliente y a la obtención de insights.

Propiedades app+web

Herramientas que aprenderemos a utilizar en el módulo de analítica web del máster en marketing digital.

Autor: José Antonio Martínez Gómez. Docente del Máster en Marketing Digital de EADIC

 

La energía geotérmica

La energía geotérmica utiliza el calor de la corteza de la Tierra para producir energía eléctrica o térmica por intercambio. La principal aplicación es el acondicionamiento térmico de los locales y edificios por intercambiadores de calor para producir un aumento de la temperatura en invierno o una disminución de la temperatura en verano.

Así pues, es una energía renovable que se obtiene mediante el aprovechamiento del calor interno de la Tierra. La temperatura de la Tierra aumenta con la profundidad. La porosidad de las rocas permite que algunas aguas penetren hasta zonas profundas donde son calentadas y eyectadas al exterior en forma de géiser o de aguas termales. Teniendo en cuenta lo anterior, los yacimientos geotérmicos pueden ser de agua caliente, secos y en forma de géiseres:

Energía Geotérmica

Ilustración 1 Central geotérmica Olkaria.

Los yacimientos de agua caliente pueden ser fuentes o caudales subterráneos. El agua caliente o el vapor puede subir de forma natural o por bombeo. El método más económico es el que sube de forma natural.

Ahora bien, según la temperatura del agua se puede utilizar para producir energía eléctrica o para calefacción. La explotación se hace como mínimo mediante dos pozos. Por uno se extrae el agua caliente y por el otro se reinyecta al acuífero el agua enfriada debido al intercambio energético. De esta forma es un circuito cerrado, el acuífero no se agota y el resto del terreno no se contamina por las posibles sales del acuífero.

Normalmente la temperatura aumenta de 2 a 4 grados por cada 100 metros de profundidad hacia el interior de la Tierra. En otros yacimientos el agua sale en forma de vapor, por lo que puede accionarse una turbina para producir energía eléctrica.

Se debe tener en cuenta que si el agua está a muy alta temperatura es porque cerca está una zona activa de la corteza terrestre. Cerca se tiene magma que produce calor a una temperatura entre los 150 ºC y 400 ºC. El agua calentada por este calor está en forma de vapor y mediante una turbina produce energía eléctrica.

Se necesita una fuente de calor comprendida entre los 500 y 600º C producida por el magma. La profundidad suele estar entre 3 y 15 km. Estas explotaciones se hacen mediante perforaciones.

Energía Geotérmica

Ilustración 2 Complejo Geotérmico Hellisheidi. Fuente: Periódico de la energía

Cabe señalar que si el agua está a presión y a una temperatura superior a 150º C el aprovechamiento de este recurso puede hacerse directamente mediante turbinas, generadores eléctricos, transformadores y redes eléctricas de distribución en alta tensión:

Energía Geotérmica

Ilustración 3 Red de alta tensión. Fuente: Eiffage Energía.

Las turbinas convierten la energía del vapor de agua en energía mecánica rotatoria para poder actuar sobre un alternador trifásico. La energía eléctrica se altera mediante transformadores y se inyecta a la red eléctrica.

Energía Geotérmica

Ilustración 4 Transformación de energía eléctrica. Fuente: Anónima.

Directamente se puede producir energía eléctrica a partir del vapor de agua; los yacimientos de agua caliente, por tanto, se pueden clasificar en función de la temperatura del agua.

Estos que acabamos de mencionar son yacimientos geotérmicos de alta temperatura los cuales pueden producir de forma directa energía eléctrica.

Por otra parte, un géiser es una fuente especial de tipo termal que emite periódicamente una columna de agua caliente y vapor de agua. El agua de la lluvia se acumula en cavidades internas. El magma calienta el líquido hasta vaporizarlo aumentando la presión. El agua caliente y en forma de vapor sube a alta temperatura y presión hasta el cráter donde sale al exterior.

Energía Geotérmica

Ilustración 5 Fumarola parque Timanfaya. Fuente: Manual de geotermia, Ministerio de Fomento.

El funcionamiento del geiser es a intervalos. El magma calienta el agua subterránea y esta fluye en forma de vapor a alta presión hasta el cráter donde sale a presión a la atmósfera. Estos no son frecuentes y se pueden encontrar en Islandia, Estados Unidos, las Azores, Rusia, Chile, Nueva Zelanda, en Argentina, en Bolivia.

Autor: Antonio Blanco. Docente del Máster en Energías Renovables y Eficiencia Energética de EADIC.

Lo que necesitas saber sobre los minerales estratégicos

La necesidad de utilización de nuevas materias primas estratégicas, metales de aplicación para alta tecnología (high tech metals), para el desarrollo de componentes en diferentes campos como la electrónica de consumo (“smartphones”, ordenadores y “laptop”, televisiones, etc.), sistemas de defensa y tecnología militar avanzada, paneles solares, baterías para coches eléctricos, impresoras 3D, turbinas eólicas, dispositivos de almacenamiento de electricidad, etc.; ha generado la necesidad de reorientación de la extracción minera hacia nuevas materias primas.

materias primas estratégicas

ILUSTRACIÓN I. MATERIAS PRIMAS PARA ALTA TECNOLOGÍA. FUENTE: ANÓNIMA

Dentro de los recursos minerales que se han convertido en estratégicos y que están experimentando una fuerte demanda, destacan el cobalto, níquel, magnesio, litio, y grafito, las denominadas “tierras raras”.

Las principales tecnologías emergentes que necesitan materias primas fundamentales son el óxido de estaño, antimonio y los microcondensadores (antimonio), las baterías de iones de litio y los combustibles sintéticos (cobalto), los módulos fotovoltaicos de capa fina, los circuitos integrados y los diodos emisores de luz blanca (galio), el cable de fibra óptica y las tecnologías ópticas infrarrojas (germanio), las pantallas y los módulos fotovoltaicos de capa fina (indio), las pilas de combustible y los catalizadores (platino –PGM–), los catalizadores y la desalación de agua de mar (paladio –PGM–), los microcondensadores y las ferroaleaciones (niobio), los imanes permanentes y la tecnología láser (neodimio –tierra rara–) y los microcondensadores y la tecnología médica (tantalio).

materias primas estratégicas

ILUSTRACIÓN II. CONCENTRACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE MATERIAS PRIMAS MINERALES FUNDAMENTALES.
FUENTE: MEMO 10/263.

Para tener un orden de magnitud, un ordenador portátil (“laptop”) lleva aproximadamente entre 30 – 65 gramos de cobalto, 2,40 gramos de “tierras raras”, 1,7 gramos de tántalo, 0,54 gramos de oro y plata, 0,05 gramos de elementos del grupo del platino y unos 0,04 gramos de indio, galio y germanio.

Dentro de los diferentes minerales estratégicos, podemos destacar en la actualidad:

  • Cobalto: Se ha convertido en un producto estrella y muy codiciado por los inversores, los cuales están guardando grandes cantidades de cobalto ante la necesidad de este material por las grandes empresas tecnológicas. El cobalto era principalmente utilizado hasta no hace muchos años con fines meramente estéticos y ornamentales, utilizándose como pigmento para teñir de azul oscuro cerámicas; así como para proteger piezas de joyería o bisutería de la corrosión, al cubrirlas con cobalto galvanizado. Asimismo, se ha utilizado tradicionalmente como elemento básico para realizar aleaciones de materiales resistentes (aleaciones de acero), siendo un material muy utilizado para la fabricación de turbinas de aviones por su elevada dureza. Sin embargo, hoy en día se encuentra presente en casi cualquier dispositivo tecnológico doméstico (“smartphones”, ordenadores, etc.), así como en las baterías de los vehículos eléctricos e ““híbridos”; transformándose en un metal indispensable para prolongar la duración de las baterías de ion de litio, por lo que la autonomía de los vehículos eléctricos dependerá de su uso. El cobalto ha sido habitualmente un metal secundario, que se hallaba en minas en las que se extraía cobre o níquel. Hoy en día podemos afirmar que este metal se ha convertido en estratégico en apenas 2 años, vislumbrándose como el “nuevo petróleo”.

materias primas estratégicas

ILUSTRACIÓN III. COBALTO PURO. FUENTE: ANÓNIMO

La razón es que el cobalto tiene la cualidad de potenciar las propiedades de otros metales como el litio, que se ha vuelto el componente más usado en las baterías, al aumentar la autonomía de las baterías de éste.

  • Litio: Es el elemento base de las baterías de smartphones, tabletas, ordenadores y en las baterías de vehículos eléctricos e “híbridos”; se utiliza también en otros sectores, como la producción de lubricantes, vidrio, cerámica, aires acondicionados, cementos, adhesivos, industria farmacéutica, armas nucleares, etc. Durante décadas este metal se ha empleado mayoritariamente por la industria cerámica y del vidrio , para uso médico e incluso para la fabricación de fuegos artificiales. Precisamente, el “boom” del mercado de los vehículos eléctricos ha disparado la demanda y el precio de este metal, al ser la materia prima utilizada en las baterías que alimentan a estos coches. Según “Goldan Sachs”, la demanda en 2.025 de este metal será 11 veces superior a la de ahora, llegando a alcanzar las 300.000 Toneladas. Los pronósticos anuncian que las fuentes de petróleo se podrían agotar en 40 – 50 años y el litio aparece como uno de sus sustitutos; de ahí que “Goldan Sachs” , denomine al litio como la “nueva gasolina” .

materias primas estratégicas

ILUSTRACIÓN IV. LITIO. FUENTE: ANÓNIMO

Es de destacar que alrededor del 60-80% de las reservas de litio conocidas en el planeta, dependiendo de la fuente consultada, se concentra en el denominado “Triángulo del Litio” ; el cual está formado por el “Salar de Uyuni” (Bolivia), el “Salar de Atacama” (Chile), el “Salar del Hombre Muerto” (Argentina).

materias primas estratégicas

ILUSTRACIÓN V. TRIÁNGULO DEL “LITIO” (ARGENTINA, CHILE Y BOLIVIA).
FUENTE: ANÓNIMO

Tierras raras: Son un conjunto de elementos químicos metálicos claves que se utilizan para la fabrican de productos sofisticados y de alta tecnología como turbinas eólicas, coches eléctricos, aleaciones, armamento de precisión, tecnología militar , electrónica de consumo, tales como la televisión, el “ipod”, el “iphone” y medicina nuclear, tales como los aparatos de resonancia magnética.

Son metales blandos de color gris, brillo intenso y óxidos, son los 15 elementos categorizadas como lantánidos de la tabla periódica de los elementos más los metales de transición “escandio” e “itrio”. De estos factores los más conocidos son: samario, terbio, erbio, cerio, lantano, europio o neodimio.

materias primas estratégicas

ILUSTRACIÓN VI. ELEMENTOS DE “TIERRAS RARAS”. FUENTE: EL PAÍS

Las “tierras raras” están siendo fundamentales para el desarrollo de energías más limpias, como los vehículos eléctricos y las turbinas de aerogeneradores; no obstante, la extracción de estos materiales es un proceso altamente contaminante, dado que implicar procesar elevadas cantidades de material para obtener una pequeña cantidad de estos metales.

ILUSTRACIÓN VII. PRODUCCIÓN DE TIERRAS RARAS EN 2014 EN TONELADAS MÉTRICAS.
FUENTE: EL PAÍS

La extracción de “tierras raras” provoca altos niveles de contaminación ambiental por medio del desecho de materiales radioactivos producidos, como lo son el torio y el uranio; dañando los suelos aledaños, incapacitándolos para su producción agrícola y animal, lo que representa un gran impacto social dentro de las comunidades cercanas a las mina.

Durante la explotación y procesamiento de estos metales se crean grandes cantidades de desechos (tóxicos, radiactivos, gases y polvos).

materias primas estratégicas

ILUSTRACIÓN VII. DESECHOS GENERADOS POR LAS “TIERRAS RARAS”. FUENTE: EL PAÍS

Para tener un orden de magnitud, la obtención de una tonelada de “tierras raras” genera alrededor de 9.000 y 12.000 metros cúbicos de gases, ricos en polvo concentrado; conformado por ácido sulfúrico, dióxido de azufre y ácido fluorhídrico, cerca de una tonelada de restos radioactivos y más de 75.000 litros de agua acidificada.

Autor: José Ramón Noguera. Docente del Máster en MBA en Dirección de Empresas y Gerencia de Proyectos de Ingeniería y Construcción de EADIC.

Cosas que deberías saber para hacer una optimización fiscal

La optimización fiscal es una herramienta que permite realizar cambios en pro del ahorro económico de una empresa; puede ser implementado desde su creación, para comprender su funcionamiento es necesario tener claro el entorno fiscal.

Las empresas al expandir sus recursos por el mundo, venden sus productos o prestan servicios en diferentes países; incurriendo por esto en costes, en una gran variedad de ellos. Uno de los objetivos clave de la empresa es la maximización de los beneficios, la localización de la empresa y los impuestos que deben aplicarse al beneficio bruto; constituyendo un elemento importante y en numerosas ocasiones los impuestos son un factor decisivo para elegir la localización de las empresas multinacionales; teniendo en consideración la falta de armonización fiscal no solo entre las diferentes áreas económicas, sino también entre los distintos países que pertenecen a estas, para explicarlo claramente:

  • Los impuestos desempeñan un papel crucial en los presupuestos financieros anuales de los países.
  • Debido a la armonización de las políticas monetarias (p.ej., la UE), la política fiscal es una de las pocas políticas que aún puede gestionarse a nivel estatal y casi todos los países se benefician de ello mediante políticas fiscales individualizadas.

Por lo tanto, en la optimización se deben tener en cuenta tanto los impuestos que pueden ser:

  • Impuestos directos: Se aplican como resultado de la capacidad económica, la propiedad de activos o los ingresos.
  • Impuestos indirectos: Son los aplicados como resultado de una capacidad económica indirecta o la transmisión del patrimonio y establecidos según el consumo o el valor de las transferencias.

Las corporaciones que operan en diferentes países se enfrentan a una gran variación de los impuestos sobre el beneficio. Como no existe una armonización fiscal total en los entornos económicos, cada país establece sus propios tipos impositivos sobre el beneficio y sus reglas de deducibilidad fiscal.

De ahí y basado en el amplio rango de tipos impositivos, como se ha mostrado anteriormente, la gestión fiscal se ha considerado un área clave en los equipos financieros; dado que la optimización de la diligencia fiscal (con un estricto seguimiento de la legislación fiscal) puede ahorrar grandes cantidades económicas.

ILUSTRACIÓN I. OPTIMIZACIÓN FISCAL FUENTE: ANÓNIMA

La optimización fiscal tiene en consideración los siguientes aspectos:

  • Ubicación de las filiales: Muchas corporaciones deciden establecer una filial en un país con bajos tipos impositivos o bonificaciones fiscales para las inversiones. Así, las empresas evitan los países con altos tipos de gravamen, a menos que puedan ofrecerles otro tipo de compensaciones, como una mano de obra más económica, mayor productividad, etc.
  • Sociedades de control: Una práctica común para ahorrar en impuestos, es el establecimiento de una estructura de control en una empresa global; en la que la empresa accionista (que posee las participaciones de todas las filiales) se encuentra ubicada en un país con bajos tipos impositivos. De esta manera, los dividendos y las transferencias se realizan a dicho territorio para ahorrar impuestos.

Autor: Liliana Grande Lamela. Docente del Máster en MBA en Dirección de Empresas y Gerencia de Proyectos de Ingeniería y Construcción de EADIC.

 

¿Cómo aumentar la capacidad de la infraestructura aeroportuaria?

Los principales aeropuertos en el mundo presentan un desequilibrio entre la capacidad de la infraestructura y la demanda en el sistema; dicha inestabilidad se origina por la falta de capacidad del aeropuerto para atender la demanda de pasajeros y aeronaves. Incrementándose la demanda cada año debido al mayor poder adquisitivo de la población y las diferentes alternativas/ofertas que las aerolíneas ofrecen.

Los operadores aeroportuarios buscan nuevas formas de solución ante esta problemática, cuando el aeropuerto ha alcanzado su capacidad. Debido a lo anterior, es necesario hacer un análisis de la demanda para los diferentes procesos que se dan en el aeropuerto: aeronaves, pasajeros, mercancías, vehículos; no toda la infraestructura aeroportuaria puede haber alcanzado su máxima capacidad, sin embargo, se busca obtener un sistema balanceado de los procesos que sigue el pasajero desde que llega al aeropuerto hasta que se embarca al avión; de igual manera con los procesos que sigue la aeronave desde que aterriza hasta que despega.

El Plan Maestro del Aeropuerto divide la infraestructura aeroportuaria en dos partes: (i) “lado aire” orientado a las aeronaves y (ii) “lado tierra” orientado al pasajero; el diseño y dimensionamiento de ambos está enfocado a proporcionar la capacidad necesaria para el movimiento de las aeronaves, pasajeros y mercancías; al mismo tiempo generar la máxima comodidad a los pasajeros, explotadores y al personal.

 

infraestructura aeroportuaria

ILUSTRACIÓN I. SISTEMA DE CAPACIDAD AEROPORTUARIA FUENTE: PROPIA

En el lado tierra de un aeropuerto la capacidad viene dada por el adecuado diseño de la terminal de pasajeros y las vías de acceso con el estacionamiento de vehículos de acuerdo a las previsiones de la demanda. Cuando dicha demanda de pasajeros ha sido superada, el operador aeroportuario se ve en la necesidad de mejorar/ampliar la infraestructura existente; con el fin de incrementar su capacidad, además de mejorar los procesos con una actitud más proactiva que satisfaga la percepción o expectativa del pasajero, desde que ingresa al aeropuerto hasta su embarque; todo esto con el objetivo de acrecentar su experiencia de viaje.

infraestructura aeroportuaria

ILUSTRACIÓN II. SISTEMA DE CAPACIDAD AEROPORTUARIA “LADO TIERRA” FUENTE: ANÓNIMA

En el lado aire del aeropuerto se desarrollan todas las actividades aeronáuticas, por lo tanto, el dimensionamiento de éste está vinculada a las previsiones del tráfico de aeronaves; sin descuidar factores tales como el impacto al medio ambiente, la seguridad de las operaciones y la economía. Las experiencias de los sistemas de transporte aéreo muestran que las demoras que se puedan producir en el campo aéreo, es por la falta de capacidad de sus componentes: colas de aeronaves a la entrada de las pistas, demora en el desembarque de pasajeros por falta de posiciones de estacionamiento de aeronaves en plataforma.

infraestructura aeroportuaria

ILUSTRACIÓN III. SISTEMA DE CAPACIDAD AEROPORTUARIA “LADO TIERRA” FUENTE: ANÓNIMA

El incremento de la capacidad del lado aire en una infraestructura existente no siempre se soluciona con la ampliación física, pues se carece de espacio; no obstante, se puede hacer una reconfiguración geométrica del espacio en el caso de la plataforma. En el caso de la pista una forma de maximizar su utilización es restringiendo el uso de la aviación general, las aeronaves utilizadas por este tipo de aviación son más pequeñas y menos equipadas que la aviación comercial.

Si se establece que la flota de aeronaves que operan en el aeropuerto sea más homogénea en términos de tamaño, velocidades y características operacionales; se tendrá más precisión en las distancias de separación para los despegues y aterrizajes de aeronaves, de esta manera se utiliza de forma más eficiente y optimiza la capacidad de la pista.

infraestructura aeroportuaria

ILUSTRACIÓN IV. DISTANCIA ENTRE AERONAVES Y SU DEBIDA DISTRIBUCION EN EL ESPACIO FUENTE: ANÓNIMA

Una de las opciones más innovadoras es el uso de tecnología, con ella se busca mejorar las prácticas operacionales en base a modelamientos de cada uno de los procesos, sea en el “lado tierra” como en el “lado aire”; lográndose incrementar la capacidad del manejo de tránsito en la infraestructura en el corto y mediano plazo.

Un adecuado análisis de la demanda del transporte aéreo, de los pasajeros y mercancías representa parte fundamental en la planificación y diseño de una infraestructura aeroportuaria. La ejecución de este análisis se encuentra adecuadamente descrito en el Plan Maestro del Aeropuerto, donde se describen las necesidades presentes y futuras de infraestructura integradas al entorno y planes urbanísticos.

Referencia: Documento 9184: Manual de Planificación de Aeropuertos

Autor: Juan Carlos Cisneros Timoteo. Docente del Máster en Aeropuertos: Diseño, Construcción y Mantenimiento de EADIC.

 

Aplicación de la ingeniería en obras subterráneas: Túneles

La ingeniería en obras subterráneas se enclava en un lugar muy relevante dentro del ámbito de la ingeniería civil, por ser indispensable en casi cualquier tipo de proyecto; debido a sus condicionantes específicos de ejecución o por la necesidad inherente de mejora que se presenta constantemente en el marco de su seguridad.

Por todo ello, la definición de túnel cobra un papel importante dentro del contexto de la ingeniería en obras subterráneas; constituyendo un punto de partida esencial para todos aquellos ingenieros que se inicien en los postulados de las obras subterráneas. Según la Real Academia Española de la Lengua, túnel se define como “Aquel paso subterráneo abierto de forma artificial, con el objetivo de establecer una comunicación a través del monte, por debajo de un río, o salvar cualquier otro obstáculo”.

obras subterráneas
ILUSTRACIÓN I. OBRA SUBTERRÁNEA. FUENTE: ANÓNIMA

Con base a lo dicho anteriormente, la ingeniería en obras subterráneas tratará de dar una visión concisa y al mismo tiempo lo más amplia posible, de todo lo que implica el concepto de un túnel; y no sólo desde el punto de vista especifico del diseño o dimensionamiento del mismo, sino principalmente, desde el punto de vista de ejecución; pues no se debe olvidar nunca que un túnel, en sí, es una obra de ingeniería con un elevadísimo porcentaje de incertidumbre; el cual a veces es muy difícil de cuantificar.

Por lo tanto se convierte en una obra en la cual se deben delimitar con exactitud todos aquellos aspectos generales a contemplar en la fase de proyecto y dimensionamiento, así como todas aquellas herramientas informáticas de aplicación a utilizar en la fase de diseño y ejecución.

obras subterráneas
ILUSTRACIÓN II. OBRA SUBTERRÁNEA. FUENTE: ANÓNIMA

En cualquier proyecto subterráneo (túnel, mina, central hidroeléctrica, galerías) la geología juega un papel dominante en las etapas de diseño y construcción de esta infraestructura, en especial para los túneles, determina su viabilidad, costo y evaluación de desempeño ante comportamientos mecánicos e hidráulicos específicos (Kuesel et al., 2012). Sin embargo, la experiencia indica que una gran parte de las dificultades que surgen durante su construcción están intrínsecamente relacionadas con el comportamiento geomecánico y su relación directa o indirecta con el agua (Sánchez, 2009).

Para Kuesel et al. (2012) algunos de los retos o desafíos formidables que presentan el diseño de túneles son:

  • Existe gran incertidumbre en todos los proyectos subterráneos.
  • El costo y la viabilidad del proyecto está dominado por la geología.
  • Todas las características de la investigación geológica en esta tipología de proyectos son exigentes que en los de ingeniería tradicionales.
  • La geología e hidrogeología regional debe ser conocida.
  • El agua subterránea es una condición compleja de predecir durante la construcción.
  • Los programas de exploración geológica recuperan relativamente un volumen minúsculo del núcleo de perforación, menos del 0,0005% del volumen excavado del túnel.

Muir y Kirkland (1985) establecieron que la importancia de la investigación de una obra subterránea debe ser balanceada en todos los campos del conocimiento y que los recursos invertidos deben ser proporcionales al grado de desconocimiento del medio. De lo contrario, se dará importancia desmesurada a áreas específicas en los informes que serán empleados en el emplazamiento del proyecto subterráneo y este a su vez genera problemas a futuro.
Una investigación a fondo en un proyecto de diseño y construcción de un túnel contribuye a evaluar la factibilidad, seguridad, diseño y economía del proyecto; al tener una cuantía mayor (sobrecostos) y disputas legales durante la construcción (Kuesel et al., 2012).

Por último, cabe destacar que el resultado final de un túnel depende de una forma directa de la labor certera de la ingeniería, y en concreto de los ingenieros que trabajen en las distintas fases de ejecución: desde el inicio mismo de la excavación hasta los últimos aspectos concernientes a la impermeabilización y revestimiento del mismo.

Referencias:

  • Kuesel, T. R., E. H. King, y J. O. Bickel (2012), Tunnel Engineering Handbook, Springer US
  • Muir, W. A., y C. Kirkland (1985), Tunnelling hazards and risk sharing, ‘Tunnelling 85’, Institution of Mining and Metallurgy, 295-300.
  • Sánchez, D. M. (2009), Drenaje e Impermeabilización durante la construcción y Explotación de Túneles, Universitat Politècnica de Catalunya, 1-37.

Autor: Manuel Gómez Martínez. Docente del Máster en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Carreteras de EADIC.

 

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