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Cidaut potencia la investigaciónen ingeniería biomédica

Desarrolla dispositivos de comunicación para niños afectados por parálisis cerebral

CABIROLLaa rreevviissttaa ddee CCiiddaauutt eenneerroo--jjuunniioo 22001133

nº 44

Dhemos diseña y valida un modeloque mejora la gestión energética delvehículo

Quiesst desarrolla un método de ensayo mejorado para la caracterizaciónde las pantallas acústicas

PROYECTOS

Sistema Alternativo yAumentativa de

Comunicación (SAAC)desarrollado por Cidaut.

S u m a r i o

Cidaut crea una línea de investigación sobreingeniería biomédica

6-7

4-5

Dhemos diseña y valida un modelo quemejora la gestión energética del vehículo

8-9Quiesst desarrolla un método de ensayo mejorado para la caracterización de las pantallas acústicas

10-11La FundaciónCidaut se convierteen nodo de nivel 2de la red PI+D+i

12-13Tesis de JesúsPoveda

14Las ventajas de la aleación de aluminio y el reforzado conespuma en automoción

15Propuestas paraaligerar la estructura delos vehículoseléctricos

2 Cabiro Nº 44 enero-junio 2013

Cidaut ha desarrollado un Sistema Alternativo y Aumentativa de Comunicación (SAAC).

El cuidador del templo

C on medidos golpes de martillo, uniendo el cuida-do y la experiencia, Galeridis se afanaba en ajus-tar una llanta de acero sobre el aro de madera dela rueda de un carro. Se acercó hasta él Auriadón:

- Vengo a despedirme, mañana partiré hacia la islaSelentina. Estaré allí cuatro o cinco semanas.

- Enhorabuena, no sabes cómo te envidio. Es la islamás bella y sorprendente que he conocido- le contestó elviejo encargado.

- Kepionte y Arcaris comparten tu opinión, han coinci-dido en que se trata de un lugar precioso -apuntó Auria-dón.

- La primera vez que visité Selentina, hace muchosaños, desembarqué en el sur, en una pequeña cala lla-mada Tunsia. Desde el barco, poco antes de arribar, mequedé extasiado al contemplar el panorama y, en espe-cial, el templo que corona el promontorio que se alza fren-te a la costa. Es como un grandioso velero varado sobre laroca, una vista impresionante. No olvides visitar la colinade los templos.

- Lo haré, ten por seguro que lo haré.- Allí podrás comprobar las colosales dimensiones de

aquel singular escenario. Sin duda, la más hermosa exhi-bición arquitectónica que puedas contemplar. Se quedógrabada en mi mente para siempre. Recuerdo que fuimuy afortunado, pues, al atardecer, cuando el cielo esta-ba limpio, sin una nube que disimulara su grandeza, apa-reció la luna. Una luna llena, blanca, brillante; una lunapoderosa que parecía desafiar al sol que se acostaba. Enel horizonte destacaban leves y pardas colinas, moteadaspor olivos centenarios, mudos protagonistas de aquelmágico paisaje. Allí sentirás la necesidad de dar las gra-cias a los dioses por poder disfrutar de la belleza de cuan-to se alza ante tus ojos.

- Me lo estás pintando tan bello que corro el riesgo dequedar decepcionado cuando me halle frente a la reali-dad.

- Cuando entré en el último templo, descubrí un miste-rioso personaje que portaba una mecha encendida. Trasofrecerle mi saludo, pregunté: “¿Qué haces?” “Voy a derro-tar a la oscuridad y dar vida a las sombras” -me contestó.“¿Y cómo lo consigues?” “Muy sencillo, encendiendo laantorcha que preside la entrada. Si esperas un momentopodrás observarlo. Comprobarás cómo las oscilaciones dela llama provocan que la luz comience un sutil baile sobrelas columnas y las paredes. Así apreciarás las múltiplestonalidades que muestra la piedra. Podrás contemplar sualma” -me susurró con un tono intrigante. De inmediato se

aproximó a la antorcha, arrimó la mecha y, en unmomento, comencé a descubrir lo anunciado. En un tonomás pausado, seguí con mi interrogatorio: “¿Quién eres?” -mientras él, jugando conmigo, comentó: “Digamos que unagitador de ideas”. Y yo de nuevo: “¿vives aquí?”. Y él:“Cuido este templo”. Y yo: “¿A qué Dios está dedicado?”.Y él: “A ningún Dios”. Y yo, extendiéndome: “Es el primertemplo que yo conozca que no está dedicado a un Dios”.Y él, más conciliador, añadió: “Está dedicado al conoci-miento”. Y yo, insistente: “Por qué?”. Y él, paciente, mirán-dome fijamente, matizó: “El conocimiento es el caminoque te conduce al lugar donde habitan los dioses”. Tras unabreve pausa, prosiguió: “Todo es debido a una vieja histo-ria que, cuentan, sucedió en estas tierras. Ven, sígueme”.

Me condujo hasta la escalinata situada al norte del edi-ficio y desde lo alto me indicó: “¿Ves ese valle que desem-boca en aquella garganta?”. “Perfectamente” -dije. “Puescuentan que allí se criaban los mejores y más fieros torosde esta región. Vivían sanos y felices, pero cuando se lesacababa el pasto, se veían obligados a abandonar elvalle en busca de tierras más fértiles. Obviamente, en esasincursiones provocaban el caos allá por donde fuesen y, loque era aún peor, lesiones muy serias a las personas. Éstas,para protegerse, optaron por construir una empalizadaque cerrara la garganta y, de esta forma, confinar a lamanada. No resultó eficaz, en la primera arremetida fueastillada y derribada por las reses. Años después, los veci-nos optaron por construir un sólido muro de piedra y, deesta forma, consiguieron que el ganado no pudiera salir.La población de animales continuó creciendo y, en su pro-pia crisis, encontraron la forma de evadirse. Su instinto paralograr la libertad les llevó a sacrificarse contra la pared depiedra. Una montaña de toros muertos permitió que otrosmuchos, pisoteando sus cuerpos, alcanzaran la parte supe-rior del muro y pudieran abandonar el valle”. Ante mimezcla de incredulidad y asombro, concluyó: “¿Qué teparece?”. “Es una historia sorprendente, pero no entiendoqué tiene que ver con el conocimiento” -observé. Se dio lavuelta y volvió sobre sus pasos mientras yo permanecíainmóvil. Antes de desaparecer, se giró y gritó, aparente-mente enfadado: “¡Los progresos del conocimiento seafianzan sobre los resultados obtenidos tras los esfuerzosque hicieron otros anteriormente!”.

- Curioso personaje, estaré prevenido si me lo encuen-tro por allí -afirmó Auriadon.

- Si así fuera, aprovecha la circunstancia. Tu conoci-miento sobre el templo y su cuidador es mayor que el quetuve yo aquella vez.

Cabiro 3Nº 44 enero-junio 2013

E d i t o r i a l

CCoonnsseejjoo EEddiittoorriiaall:: José Oliveri, Juan CarlosMerino, Maite Fernández y José Luis ChacelDDiirreecccciióónn:: CidautEEddiittaa:: Ediciones La Meseta S.L.IImmpprreessiióónn:: MaasDDeeppóóssiittoo LLeeggaall:: VA-206-2002

CCaabbiirroo es la revista oficial del Centro deInvestigación y Desarrollo en Transportey Energía.TTiirraaddaa:: 1.000 ejemplares.DDiissttrriibbuucciióónn:: Gratuita para la plantilla de Cidaut.PPeerriiooddiicciiddaadd:: Trimestral

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B ajo el término de parálisiscerebral se agrupa un con-junto de trastornos queaparecen en el nacimiento

o en los primeros años de la infan-cia, afectando permanentementeal control del movimiento del cuer-po y a la coordinación de los mús-culos. Tales trastornos no evolucio-nan, esto es, no empeoran con eltiempo pero puede llegar a serincapacitantes, impidiendo tanto elmovimiento como la comunicaciónde los afectados.

En los casos más agudos de laparálisis cerebral, los afectados seapoyan en dispositivos tecnológicosque les ayudan en su comunicacióncon los demás. Desde su Departa-mento de Ingeniería Biomédica,Cidaut desarrolla tecnología asistivapara mejorar la calidad de vida delas personas con necesidades espe-ciales. Uno de los campos en el queya se han producido notables avan-ces es en el de los Sistemas Alterna-

tivos y Aumentativos de Comunica-ción (SAAC), es decir, acceso alordenador (tablets, smartphones,etc.) para aquellas personas que nopueden utilizar los interfaces clásicoscomo el ratón. “Desde noviembrede 2010 iniciamos una serie de tra-bajos con niños con problemas demovilidad, pero no cognitivos, queutilizan en su colegio -CEIP FranciscoPino de Valladolid- el dispositivoEyetech, dispositivo comercial deacceso al ordenador basado endetección de la pupila. El uso deeste sistema en las rutinas diariasdel centro es complejo debido fun-damentalmente a la necesidad decalibraciones casi continuas, laimportancia de su uso por personalespecializado y, sobre todo, por locostoso de realizar tanto su mante-nimiento como la implementaciónde correcciones o mejoras en elmismo”, apunta Miguel Gómez, delDepartamento de Ingeniería Bio-médica.

Las limitaciones de este meca-nismo llevan a unos primeros traba-jos en los que se desarrolla un nuevosistema de acceso al ordenadorbasado en diversos dispositivos deentrada, los cuales van desde unawebcam convencional a la modifi-cación de punteros dotados degiroscopios (mandos de la Wii oapuntadores usados para las presen-taciones con diapositivas) con losque se puede realizar un ratón vir-tual. “Aunque se obtienen resulta-dos muy fiables con personas sindiscapacidad, su traslación a niñoscon parálisis cerebral implica unagran trabajo de entrenamientodebido a la distonía que presentan.El primer prototipo se orientó sobredispositivos inerciales (adaptaciónde giróscopos y acelerómetros)”,asegura Gómez. Tras este primerestadio, se implementa una nuevaversión del SAAC basada en cáma-ras de infrarrojos que se programacon una interfaz que resulta alta-mente motivadora para los máspequeños, con fuentes y fondosconfigurables y una serie de carac-terísticas como la posibilidad de usartécnicas de barrido, control delatencia sobre las teclas a pulsar,texto predictivo o control de funcio-nes clásicas de un ordenador, entreotras.

Obra Social La CaixaEn vista de los resultados obteni-

dos y una vez implantado el sistemaen el CEIP Francisco Pino para las cla-ses de apoyo a una selección deniños, se elaboró un plan de viabili-dad para crear este nuevo departa-mento, al tiempo que se presenta-ron varios proyectos de rehabilita-ción para niños con parálisis cere-bral, basados en la aplicación derobótica de bajo coste, a varias con-vocatorias de acción social. Así, la

El centro aplica los métodos de la ingeniería a la comunicación yrehabilitación cognitiva de niños afectados por parálisis cerebral

Cidaut crea el departamento deIngeniería Biomédica


P R O Y E C T O

Robot Lego Mindstorms utilizado por Cidaut para rehabilitación cognitiva.

Obra Social La Caixa concedió den-tro de su programa Promoción de laAutonomía y Atención a la Discapa-cidad y la Dependencia una sub-vención a una de estas iniciativas,denominada Recreando tu mundo,en la que Cidaut participó junto aFundación Intras y el Grupo de Inge-niería Biomédica de la Universidadde Valladolid. Esta actuación consis-tía en facilitar una forma de ocioconstructiva, que creara puentes decomunicación “y que además cons-tituyera una herramienta que ayu-dara a la rehabilitación física y cog-nitiva mediante una serie de ejerci-cios de rehabilitación basados en eluso del robot Mindstorms NXT deLego. Éste es controlado medianteondas cerebrales, de modo que susbeneficios puedan llegar a cual-quier niño sea cual sea su grado dediscapacidad motora”, indicaGómez. En la actualidad, Cidautjunto con sus socios está ultimandolas etapas de programación del sis-tema y preparando las pruebas devalidación del mismo con alumnosdel CEIP Francisco Pino.

Fondo Ikea ColaboraEn agosto de 2012, Cidaut con-

siguió una ayuda del VII Fondo IkeaColabora para la infancia. A estapropuesta se presentaron más de450 proyectos de toda España, delos cuales la multinacional suecaseleccionó una veintena para suevaluación por Economistas Sin Fron-teras. Esta organización no guberna-mental (ONG) analizó las iniciativasdesde un punto de vista técnico yeconómico y eligió tres finalistas,uno de ellos el proyecto Es Magia!del centro tecnológico y AspaceValladolid. Precisamente, este pro-yecto resultó ganador por votaciónpopular de los trabajadores de lacompañía y los miembros del clubIkea Family. Esta actuación dotaráde tecnología a niños con necesida-des educativas especiales para ela-borar novedosos medios de interac-ción con un ordenador o dispositivomóvil a través del reconocimientode gestos y de la lectura de ondascerebrales, sin olvidarse de otrasseñales biomédicas o de dispositivosinerciales. Se asienta sobre una seriede pilares fundamentales, como sonalcanzar un buen nivel de conoci-

miento y análisis de las capacidadescognitivas de los usuarios que per-mita ofrecer respuestas adecuadas asus necesidades mediante la crea-ción de módulo de registro de datosy evaluación; favorecer distintosniveles de comunicación a los niñosafectados a través de un nuevo sis-tema alternativo de comunicación;facilitar los procesos de autodetermi-nación y fomento de la comunica-ción mediante la creación de dispo-sitivos móviles de bajo coste; poten-ciar y estimular las áreas cognitivaspor medio de nuevas terapias derehabilitación cognitivas a través deserious games basados en dispositi-vos móviles; y potenciar el ocio y

tiempo libre a través de juguetesadaptados.

Las actividades del Departamen-to no se limitan a la programaciónde accesos alternativos al ordenadoro a nuevas generaciones de sillasde ruedas eléctricas, si no que entresus investigaciones actuales seencuentra el estudio de materialesque puedan ser controlados porseñales biomédicas y su aplicación ala elaboración de órtesis robóticas,la integración de tecnología asistivaen el uso diario de los colegios o lacreación de nuevas terapias derehabilitación mediante el empleoconjunto de las actuales tendenciasen TIC y robótica.

P R O Y E C T O


Miguel Gómez, del Departamento de Ingeniería Biomédicade Cidaut.

¿ Qué fue antes el huevo o lagallina? ¿No hay vehículoseléctricos porque no existe lainfraestructura necesaria o no

hay infraestructura eléctrica porqueno hay vehículos para hacer uso deella? Para responder a estas pregun-tas se están llevando a cabo proyec-tos como Dhemos, Desarrollo deHerramientas de Gestión Integralpara Movilidad Sostenible, lideradopor Cidaut y en el que también par-ticiparon el Instituto Tecnológico deCastilla y León (ITCL) y Cedetel. En

concreto, este estudio se centró entres factores principales, como sonconseguir un automóvil optimizadopara reducir los requerimientos ener-géticos, infraestructura eléctrica y decomunicación. Con un presupuestode 560.000 euros y expediente nºCCTT/10/VA/0002, financiado por laAgencia de Innovación, Financiacióne Internacionalización Empresarialde la Junta de Castilla y León, estainiciativa se marcó como objetivostécnicos validar un modelo energéti-co de vehículo, mejorar la gestión

energética, evaluar la viabilidad deutilizar las baterías de estos automó-viles en la plataforma Smart Grid,establecer una fórmula matemáticapara determinar rutas óptimas, facili-tar la intermodalidad con otros siste-mas de transporte sostenible en laciudad y contribuir a las metas fijadasen la Estrategia 2020 respecto a esteámbito.

Tras dos años de trabajo, el pro-yecto Dhemos alcanzó resultadosmuy relevantes, “al contrario de loque sucede en vehículos de com-bustión interna, el vehículo eléctricoobtiene consumos más bajos enrecorridos urbanos que en carretera,en concreto se han realizado medi-ciones que constatan que el consu-mo urbano es un 20% inferior al decarretera. También se ha evaluadola influencia del relieve del trayectoen el consumo final, los ensayos rea-lizados dan una variación de un10% de consumo a favor del trayec-to con menores variaciones de alti-tud. Los ensayos realizados paradeterminar esta variación de los con-sumos han servido también paraobtener el grado de correlación delmodelo matemático generado en elproyecto, siendo éste en todos loscasos superior al 93%. La herra-mienta matemática validada ha ser-vido para determinar el impactoeconómico y medioambiental deimplantar nuevas soluciones demovilidad como car sharing eléctricoo aparcamientos disuasorios”, expli-ca Javier Romo, del Departamentode Seguridad Activa.

Cuatro aspectos a tener encuenta

Para crear un modelo, es precisotener en cuenta cuatro aspectos,como son rodadura, pendiente,aceleración y aerodinámica. “Se for-

Dhemos diseña y valida un modelo que mejora la gestión energéticadel vehículo

Ganar autonomía en movilidadsostenible


P R O Y E C T O

Cidaut desarrolla innovaciones para aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos.

mularon ecuaciones para calcularcuánta energía se necesita paramoverse y para conocer cómo secomporta la batería. Asimismo, seanalizaron tanto el rendimiento delos componentes mecánicos comoel de los eléctricos y electrónicos, semonitorizaron el demostrador y lasbaterías, se estableció el sistemamás adecuado para el registro deltrayecto y de la altitud y se midieronla tensión e intensidad de la entraday salida de componentes importan-tes”, asegura Romo. Una vez dise-ñado este planteamiento -que tam-bién reflejó factores como la reper-cusión de la forma de conducir y dela frenada regenerativa sobre elconsumo, circulación a velocidadconstante y utilización de auxiliares-se instrumentaron dos coches verdes,uno desarrollado en Cidaut y otromás comercial, y se realizaron variaspruebas que permitieron su valida-ción. De hecho, se instrumentaron18 baterías en ambos vehículos paradar valores de tensión, temperatura,intensidad y estado de la carga.Además, se desarrolló un optimiza-

dor de rutas en colaboración conITCL. “Partíamos de un software que,al dar un punto de salida y llegada,ofrecía las tres o cuatro mejoresopciones en cuanto a distancia ytiempo e información de pendientesy número de paradas necesarias,tanto seguras como estimadas. Conun cálculo simplificado, se evalúacuál es el trayecto más eficiente”,indica el representante del Departa-mento de Seguridad Activa.

BateríaLa variedad de tecnologías de

baterías con las que se ha trabajadoen el proyecto han permitido pro-fundizar en el comportamiento dediferentes químicas, como sonníquel metal hidruro e ión de litio enel caso de los dos vehículos analiza-dos y níquel-cadmio en el caso delas baterías estacionarias que se utili-zaban en las aplicaciones SmartGrid. El modelo matemático desa-rrollado tiene versatilidad suficientepara determinar con exactitud elcomportamiento de las diferentesquímicas de batería.

P R O Y E C T O


Javier Romo, del Departamento de Seguridad Activa de Cidaut.

El proyecto Dhemos secentra en conseguir un

automóvil optimizado parareducir los requerimientosenergéticos, teniendo encuenta la infraestructura

eléctrica y de comunicación

L a Comisión Europea ha mar-cado entre sus objetivos parael corto y medio plazo redu-cir el impacto medioam-

biental del transporte por superficie -ya sea por carretera o ferrocarril- y,en particular, la contaminaciónacústica. Como punto de partidapara conseguir esta meta, aprobóla Directiva 2002/49/EC y poco des-pués puso en marcha distintas inicia-tivas para analizar y mejorar elactual escenario. Así, en noviembrede 2009 dio luz verde al proyecto

Quiesst (QUIetening the Environ-ment for a Sustainable Surface Trans-port), que tuvo una duración de tresaños y recibió una financiación de laComisión Europea de 2,6 millonesde euros. En concreto, con este tra-bajo, con expediente FP7-233730,se pretendió desarrollar un métodode caracterización de las propieda-des acústicas de las pantallas quepudiera ser aplicado con cualquierdiseño in situ y que sirviera de pautapara una nueva normativa euro-pea. Asimismo, buscaba estableceruna relación entre las propiedadesacústicas en campo próximo (cercade las pantallas) y en puntos distan-tes (donde se encuentran las perso-

nas afectados por el ruido); construiruna base de datos representativade las pantallas acústicas disponi-bles; y definir una metodología deoptimización del diseño y uso de laspantallas acústicas desde un puntode vista integral, así como criteriospara evaluar la sostenibilidad deeste tipo de productos en los que setenga en cuenta el impacto queconlleva su fabricación, instalación yreciclaje.

“Quiesst representa un esfuerzopionero en el estudio de la sosteni-

bilidad de estos productos, ya quecomprende desde la obtención delas materias primas que se van autilizar, su diseño, fabricación e ins-talación hasta el coste del recicladoal final de su vida útil. Las adminis-traciones públicas, que son los prin-cipales consumidores de este tipode productos, podrán beneficiarsede los resultados de esta iniciativa,pues además de servir como unaguía en la selección del tipo depantalla a utilizar en cada escena-rio, permitirá optimizar la inversióneconómica en base a la elecciónobjetiva de los mejores productos,caracterizados por métodos demedida in situ”, indican Roberto

Cordero y Beatriz Bragado, delDepartamento de Acústica y Vibra-ciones, quienes destacan que es unproyecto necesario, pues todos losproductos que salen al mercadodeben demostrar que cumplen lascaracterísticas técnicas que publici-tan.

Métodos aceptadosEn la actualidad, los únicos

métodos de caracterización acústicaaceptados como norma de medidaeuropea se realizan en cámaras

cerradas en laboratorio. En Quiesstse realizaron ensayos acústicos delas pantallas in situ o al aire libre,que son más representativos en lascondiciones de uso reales de laspantallas. Precisamente, Cidaut fueel socio encargado de organizar ycoordinar el desarrollo de la cam-paña de medidas que tuvo lugar enlas instalaciones de la fundación enMojados (Valladolid), donde, ade-más del grupo de acústica del cen-tro, otros siete laboratorios europeosde referencia se desplazaron duran-te tres meses por períodos de unasemana para poner a prueba elnuevo método de medida. “En lacampaña que se realizó en Cidaut,

El proyecto europeo Quiesst desarrolla un método de ensayomejorado para la caracterización de las pantallas acústicas

Soluciones para reducir el ruido


P R O Y E C T O

El proyecto europeo Quiesst desarrolla un método de caracterización de las propiedades acústicas de las pantallas para ser aplica-do con cualquier diseño ‘in situ’ y a la vez sirve de pauta para una nueva normativa europea.

diferentes expertos siguieron elmismo procedimiento de medidasobre las mismas muestras con elobjetivo de valorar la robustez delmismo. Cuando la dispersión entrelos resultados obtenidos por cadauno de los técnicos es despreciable,el método puede ser propuestopara norma europea de medida”,apuntan Cordero y Bragado.

El resultado de Quiesst es unmétodo de medida que garantizauna comparación justa y precisaentre los diferentes tipos de barrerasacústicas que hay en el mercado entérminos de su absorción acústica yel aislamiento que garantizan. Pre-cisamente, la mayor parte de los 13socios que integran el consorcio,pertenecientes a ocho países, sontambién miembros del grupo detrabajo del Comité Técnico de Nor-malización 226 del CEN encargadopor mandato de la Comisión Euro-pea para desarrollar esta normati-va. Además de Cidaut, han partici-

pado en A-Tech Technologies, ERF yla Universidad de Lovaina (Bélgica);ACAI y UNIBO (Italia); TNO de

Holanda; AIT de Austria; Bast y RWTHde Alemania; y CSTB y LRPC deFrancia.

Capacidad tecnológicaEn cuanto a la participación de

Cidaut, único centro tecnológicoespañol que participa en el proyec-to, constituye un reconocimiento asu capacidad tecnológica y al ele-vado grado de competencia de supersonal. “Participando en proyec-tos de investigación como Quiesst,el grupo de acústica y vibracionestrabaja junto con los laboratorios ycentros de investigación de referen-cia en Europa, dedicados a la inves-tigación acústica medioambiental”,aseguran.

P R O Y E C T O


De izquierda a derecha, Roberto Cordero y Beatriz Bragado, del Departamento de Acústica y Vibraciones de Cidaut.

Cidaut fue el socioencargado de organizar ycoordinar el desarrollo dela campaña de medidasque tuvo lugar en lasinstalaciones de la

fundación en Mojados(Valladolid), donde, ademásdel grupo de acústica del

centro, otros sietelaboratorios europeos dereferencia se desplazarondurante tres meses porperíodos de una semanapara poner a prueba el

nuevo método de medida

L a Red PI+D+i comenzó suandadura en 2006, con elobjetivo de orientar a todotipo de entidades acerca de

las líneas de apoyo público a laI+D+i que más se adecuan a lascaracterísticas de sus proyectos tec-nológicos y empresariales, ofre-ciendo un servicio gratuito queabarca los ámbitos local, regional,nacional e internacional.

La red está integrada por enti-dades de la administración públi-ca, organismos intermedios y aso-ciaciones profesionales y empresa-riales sin ánimo de lucro que desa-rrollan actividades de promociónde la I+D+i.

A nivel organizativo, la red seencuentra estructurada en tresniveles de participación. Así pues,los agentes locales del nodo denivel 1 proporcionan soporte bási-co a los usuarios del servicio, mien-tras que los agentes de soporte delnivel 2 ofrecen asesoramientoespecializado por ámbitos (esta-tal, internacional y autonómico…)al nodo de nivel 1 en aquellascuestiones que, por su naturalezao grado de complejidad, no pue-dan ser resueltas por los agenteslocales. Por último, CDTI, en supapel de nodo de nivel 3, seencarga de la supervisión del fun-cionamiento general de la red.

Desde el pasado mes demarzo, el Departamento de Difu-sión y Transferencia de Tecnologíade Cidaut lleva a cabo las activi-dades propias del nodo de nivel 2en materia de programas interna-cionales, tras haber sido aprobadasu candidatura en una licitaciónlanzada por el CDTI en el último tri-mestre de 2012.

Experiencia“Detrás de esta decisión del

CDTI se esconde el importanteesfuerzo, el trabajo y la dedica-ción empleados por este área delcentro tecnológico a lo largo detodo este tiempo ejerciendo como


R E D P I + D + I

Esta plataforma coordinada por el CDTI asesora sobre los instrumentosde financiación más adecuados para proyectos innovadores

Cidaut asume las funciones de nodo de nivel 2internacional de la red PI+D+i

nodo de nivel 1. Sin duda estaexperiencia previa nos ha permiti-do dar el importante salto cualita-tivo que esta decisión representa”,explican Francisco Javier Núñez yÓscar Sacristán, del Departamentode Difusión y Transferencia de Tec-nología.

Programa Horizonte2020

“Este reconocimiento llega enun momento clave para la políticaeuropea de innovación, puestoque el principal instrumento comu-nitario de financiación de la I+D+i,el VII Programa Marco de la UE,tocará a su fin en los próximosmeses dando paso al nuevo Pro-

grama Horizonte 2020, que repre-senta un considerable cambiotanto en su filosofía de funciona-miento, como en su estructuraorganizativa.”, puntualizan Sacris-tán y Núñez.

En este sentido, ser nodo denivel 2 para cuestiones de ámbitointernacional hará que Cidautpase a ser un referente a nivelnacional en lo referido al conoci-miento de los programas interna-cionales de apoyo a la I+D+i.

Este servicio se encuentra acce-sible mediante el teléfono902347434 o a través del formu-lario disponible en la página delCentro para el Desarrollo Tecnoló-gio Industrial (www.cdti.es).

R E D P I + D + I

Cabiro 11enero marzo 2011

Ser nodo de nivel 2 haráque Cidaut pase a ser unreferente a nivel nacional

en relación al conocimientode los programas

internacionales de apoyoa la I+D+i

De izquierda a derecha, Francisco Javier Núñez y Óscar Sacristán, del Departamento de Difusión y Transferencia Tecnológica.

L a necesidad de cumplir lascada vez más exigentes nor-mativas en materia deseguridad, emisión de CO2,

reciclabilidad y desarrollo sosteniblehan obligado a aumentar significa-tivamente el valor añadido de losproductos tradicionales y la reduc-ción tanto de los costes como de losplazos de desarrollo. Este escenarioafecta directamente al empleo denuevas tecnologías y materiales enel sector del transporte, así como arenovados sistemas de propulsión,combustibles y materiales capacesde aportar eficienciaenergética sin penalizarel coste total de los vehí-culos. En este contextosurge un concepto claveen la automoción comoes la reducción de pesoa igualdad de prestacio-nes. Esta idea es precisa-mente la base de latesis Metodología dediseño de materialescompuestos de matrizpoliolefínica reforzadoscon fibras discontinuaspara aplicaciones entransporte de Jesús Poveda, respon-sable de Tecnología e Innovacióndel Departamento de MaterialesProceso Producto, dirigida por JuanCarlos Merino y José María Pastor ydefendida el pasado mes denoviembre.

“Desde el punto de vista de losmateriales, este aumento de valorañadido y la reducción del plazo-coste en el desarrollo de productose ha de conseguir, necesariamen-te, mediante la utilización de nue-vos materiales con propiedadesdiseñadas a medida, a través deprocesos de transformación optimi-zados y mediante el empleo deuna rigurosa metodología de desa-rrollo de producto-proceso queincorpore, en las primeras etapas

del desarrollo de los productos, elpotencial predictivo de las simula-ciones numéricas”, destaca el autordel trabajo. Aunque el conocimien-to que se pretende alcanzar duran-te el desarrollo de esta tesis es apli-cable a cualquier sector industrial,resulta particularmente interesanteenfocado hacia aquéllos en los queel incremento de prestaciones enseguridad, reducción de peso, reci-clabilidad e integración de funcio-nes es más crítico. Desde este puntode vista el sector del transporte esuno de los más interesantes.

Asimismo, de entre todas lascaracterísticas asociadas a los mate-riales poliméricos, sobresale la posi-bilidad de reforzar de forma signifi-cativa la matriz polimérica con fibrasdiscontinuas de elevadas prestacio-nes mecánicas, consiguiendo deesta manera, un material compues-to. Las propiedades de estos mate-riales compuestos serán función dela matriz polimérica de partida, deltipo de fibra de refuerzo, de la inte-racción matriz-fibra y de las varia-bles específicas de proceso utiliza-das en el conformado del productofinal. “Conjugando las necesidadesdemandadas en el sector de auto-moción con las características aso-ciadas a los materiales poliméricoscompuestos, se ha producido un

importante desarrollo de los termo-plásticos reforzados con fibras inor-gánicas compuestas fundamental-mente por sílice. En particular, losmás significativos en automoción sehan producido en materiales poli-méricos de tipo poliolefínico refor-zados con fibra de vidrio”, indicaPoveda.

Fibra de basalto Destaca también la progresiva

utilización de la fibra de basaltocomo competencia directa de latradicional fibra de vidrio. Aunque

la utilización de fibra devidrio como refuerzo demateriales compuestos utili-zados en automoción esvarios órdenes de magnitudsuperior a la utilización defibra de basalto, “no esmenos cierto que éstaposee características dife-renciadoras que podríanimpulsar su utilización paraeste tipo de materiales com-puestos en las próximasdécadas”, asegura. En laactualidad, se están detec-tando serios problemas de

falta de predictividad de las simula-ciones mecánicas utilizadas en eldesarrollo de producto cuando seutilizan materiales compuestosreforzados con fibras discontinuas.Uno de los principales problemasradica precisamente en que las pro-piedades nominales con las que serealizan los cálculos de simulaciónno tienen en cuenta la variaciónque éstas pueden sufrir debido a lasvariables utilizadas en el proceso detransformación. Conocer estas varia-ciones y diseñar los procesos detransformación para minimizar estosproblemas es básico para poder uti-lizar las simulaciones de comporta-miento mecánico como herramien-ta predictiva en el desarrollo de pro-ducto-proceso.

Jesús Poveda

Metodología de diseño de materiales compuestos de matriz poliolefínicareforzados con fibras discontinuas para aplicaciones en transporte


T E S I S

El objetivo fundamental del tra-bajo de investigación ha consistidoen la elaboración de una metodo-logía que permita la elección ópti-ma de los parámetros de diseño delmaterial y del proceso en funciónde los requerimientos particularesde cada componente. El punto departida es el estudio de las especifi-caciones asociadas a los productostipo a los que va dirigido este tra-bajo de investigación. Dichos pro-ductos objetivo son componentessemi-estructurales del automóvilque pueden fabricarse (por requeri-mientos térmicos) utilizando mate-riales compuestos de matriz poliole-fínica reforzados con fibras de vidrioo basalto. A partir del estudio de lospliegos de condiciones de los pro-ductos tipo se ha determinado cuá-les son las propiedades mecánicasfundamentales que deben de satis-facer los materiales compuestosdesarrollados. Las propiedadesmecánicas seleccionadas han sido:rigidez y resistencia, comportamien-to ante impacto y termomecánico.

Con las propiedades mecánicasseleccionadas se parametrizan losprincipales requerimientos mecáni-cos de los productos tipo. El siguien-te paso fue determinar cuáles eranlas variables (tanto intrínsecas almaterial como las relativas al proce-so) más influyentes en las propieda-des mecánicas seleccionadas. Den-tro de las primeras se consideraronmatriz (viscosidad), refuerzo (longi-tud, diámetro y concentración defibra) e interfase (tipo y concentra-ción del funcionalizante de la matrizpolimérica y tratamiento de activa-ción ácida de la fibra posterior alproceso de eliminación del ensima-je comercial). Como proceso repre-sentativo se eligió la inyección. Lasvariables de proceso seleccionadasfueron plastificación (velocidad derodar y contrapresión del husillo),inyección (temperatura de masa yla velocidad de inyección) y com-pactación (temperatura del molde,nivel y tiempo de aplicación de lapresión posterior). “Elegidas las pro-piedades mecánicas a evaluar y lasvariables que potencialmente influ-yen en ellas, se elaboraron los dise-ños de experimentos que nos per-mitieron determinar cuáles son lasvariables vitales y la importancia

relativa de cada una de ellas”, afir-ma Poveda. Se eligieron diseños deexperimentos basados en matricesortogonales (método Taguchi) debi-do al gran número de variables yniveles que se deseaban evaluar.

Para cada propiedad mecánicaseleccionada se obtuvo la influenciaque tiene cada variable de diseñodel material. De esta forma, se con-siguió clasificar las variables en vita-les y no vitales, identificar las prime-ras por orden de importancia y,además, se obtuvieron modelos decomportamiento que parametrizanla variación de cada propiedadmecánica en función de las varia-bles de diseño vitales. “Con losmodelos matemáticos logradospodemos realizar el diseño óptimotanto del material compuesto comodel proceso de transformación paracada componente particular”,subraya el autor de la tesis.

Casos de éxitoAl utilizar los modelos de com-

portamiento desarrollados, se anali-zaron dos casos prácticos para estu-diar la posible reducción de coste ypeso asociado al diseño optimizadodel material compuesto y del pro-ceso de transformación. El primerocorresponde al componente semi-estructural portante situado en lapuerta del vehículo (chapón depuerta o plastic door carrier). “Ana-lizando el pliego de condicionesfuncionales de este producto, sedetermina que las principales pro-piedades mecánicas que posibilitan

el cumplimiento de las funcionesimpuestas son el módulo elástico a80º C y la tensión de rotura. Paraestas propiedades, empleando lasherramientas de simulación mecáni-ca, se obtuvieron como valoresmínimos 1.500 MPa para el móduloelástico a 80ºC y 35 MPa para latensión de rotura”, indica Poveda.Utilizando la metodología desarro-llada, se ha diseñado un materialcompuesto (polipropileno reforzadocon un 20% de fibra de vidrio larga)y el proceso de transformación aso-ciado que permite reducir el pesoen un 14,8% y el coste en un7,54%.

El segundo caso corresponde alcomponente semiestructural situadoen los bajos del vehículo (escudoinferior o underbody shield). Paraeste producto, las principales pro-piedades mecánicas a consideraren el diseño son la energía disipadaante impacto uniaxial a baja tem-peratura y la energía disipada anteimpacto multiaxial a temperaturaambiente. Para estas propiedades,utilizando las herramientas de simu-lación mecánica, se han obtenidocomo valores mínimos 7,5 KJ/m2para el impacto uniaxial y 10 J/mpara el impacto multiaxial. Utilizan-do la metodología desarrollada, seha diseñado un material compuesto(polipropileno de alta viscosidadreforzado con un 15% de fibra devidrio larga) y el proceso de trans-formación asociado que permitereducir el peso en un 10,7% y elcoste en un 7%.

T E S I S

Cabiro13Nº 44 enero-junio 2013

Jesús Poveda.

13,4 millones de euros ha des-tinado la Comisión Europea alproyecto EVolution con el finde estudiar y presentar nuevos

materiales y tecnologías para reducirla estructura de los vehículos eléctricos.Esta actuación, en la que participaCidaut, está dentro del VII ProgramaMarco y, en concreto, en la iniciativaGreen Car. “Se trata de cambiar elactual paradigma del concepto Body-in-White (BiW), término que hacereferencia a la fase del diseño de unautomóvil en la cual los componentesmetálicos de la estructura del vehículose han unido (por lo general median-te soldadura), pero antes de que se lehayan ensamblado las partes móviles(puertas, capó, maletero y guardaba-rros, entre otros), el motor, los subele-mentos del chasis o los elementosestéticos. Por su parte, white (blanco)se refiere al hecho de que aún no seha sometido al proceso de pintado”,explica Luis de Prada, responsable deproyectos europeos de Cidaut, quienhace hincapié en que se pretendealcanzar una reducción del 50% delpeso de la estructura del vehículo.Para ello, Cidaut profundizará en lasventajas que aportan la aleación dealuminio y el reforzado con espumade aluminio. Con una duración decuatro años, el proyecto, con númerode expediente FP-2012-GC-MATE-RIALS, se centra en el diseño de una

nueva arquitectura para el BiW consis-tente en desarrollar un nuevo chasismultifuncional compuesto de partesaltamente híbridas, frente a los dise-ños actuales de componentes fabrica-dos en un único material, general-mente acero, aluminio o magnesio.Así, EVolution propone proyectar esoselementos en plásticos reforzados yaleaciones de aluminio reforzadas.

Diseño modular“Además, el diseño será modular,

permitiendo que esta estructura sea labase para toda una familia de vehí-culos. Con sólo variar la parte superiorse puede configurar un coupé, unsedan o un monovolumen familiar. Elenfoque multimaterial híbrido permiteel uso de materiales avanzados,como plásticos reforzados y aleacio-nes de aluminio reforzadas con espu-ma de aluminio, área ésta en la que

trabajará Cidaut, de modo que sedesarrolle un nuevo BiW superligeroque cumpla con todos los estándaresen seguridad y reciclado preparadoespecíficamente para las necesida-des de los vehículos eléctricos”, ase-gura De Prada. El proyecto tambiénpretende demostrar la producción sos-tenible de estos componentes y suintegración en la cadena de montajede un vehículo eléctrico urbano para2016. Para alcanzar este objetivo, secentra en el prototipado, ensamblajey desmantelado de los componentesdel BiW teniendo en cuenta el vehícu-lo completo y la funcionalidad delmismo.

25 sociosAdemás de Cidaut, en EVolution

participan 25 socios de ocho paísesdistintos, entre los que destacan Pinin-farina y Fiat como fabricantes de vehí-culos; Euro Master, ABN, MetalFoam,DoW, IAM, Dante Dynamics, Ritols,KGR, Fpk y el cluster PVF comoempresas proveedoras de automo-ción; las universidades de Aalborg,Valladolid, Berlín, Pisa, Patras y Shef-field.

Cidaut estudiará las ventajas de la aleación de aluminio y elreforzado con espuma en automoción

Nuevos materiales para aligerar el peso delchasis del vehículo eléctrico


P R O Y E C T O

Representantes de los socios del proyecto EVolution que asistieron a la reunión de inicio del proyecto celebrada en la sede de laUniversidad de Aalborg, en Copenhague (Dinamarca), el pasado mes de noviembre.

Modelo de vehículo eléctrico de Pininfa-rina, que sirve de base para el proyectoEVolution.

C on una duración de 48meses y número deexpediente FP-314234,el proyecto Alive echó a

andar el pasado mes de octubrecon el objetivo de reducir significa-tivamente el peso de la estructurade los vehículos eléctricos paraaplicaciones de alta producción através del desarrollo de nuevosmateriales y innovadores concep-tos de diseño. “Se pretende gene-rar una innovación en términos dediseño, procesabilidad y tecnolo-gías de unión, simulación y prue-

bas, que incluye la validaciónmediante un demostrador com-pleto que se someterá a un ensa-yo de crash. El objetivo es acelerarel despegue de estas tecnologíasinnovadoras para permitir su incor-poración en la producción de altovolumen de automóviles verdesen unos cinco años”, explica RuthSan José, del Departamento deAleaciones Ligeras. Esta actuación,que cuenta con un presupuesto de13 millones de euros de los que7,5 millones de euros financiadospor la Comisión Europea, se basa

en varios paquetes de trabajo, delos que en cinco de ellos participaCidaut.

Rediseño de piezasEn concreto, el centro tecnoló-

gico estará inmerso en el rediseñode piezas, donde dará soporte aPorsche en la proyección de uncomponente optimizado del chasisconforme a los requerimientos fija-dos. Así mismo, se ocupará de lassimulaciones de crash, apartadoen el que, en colaboración conVolkswagen, aprovechará suexperiencia para mejorar la absor-ción de energía del Body-in-White(BiW), o estructura metálica por-tante del vehículo completo. Ade-más, se encargará del desarrollode un nuevo proceso para alea-ciones de magnesio, con el que sefabricará una pieza de subchasisque pasará a formar parte deldemostrador final. Por último,abordará otros dos áreas de ges-tión. “Es una oportunidad de tra-bajar con los siete grandes fabri-cantes que tenemos en Europa enmateria de automoción y de cono-cer cuáles son sus necesidades”,explica San José.

Entre los 21 socios de esta ini-ciativa, en la que participarántambién las áreas de SeguridadActiva y Cálculo Técnico de Cidaut,se encuentran Volkswagen,Renault, Jaguar, Volvo, Daimler,Porsche, Land Rover, siete provee-dores, dos pymes y cinco centrostecnológicos. Los promotores delproyecto estiman poder aplicar losresultados a partir de 2020.

P R O Y E C T O

Cabiro15Nº 44 enero-junio 2013

Cidaut participa en un proyecto para desarrollar nuevoscomponentes que reduzcan el peso de los automóviles EV

Propuestas para aligerar la estructura delos vehículos eléctricos

Ruth San José, del Departamento de Aleaciones Ligeras de Cidaut.

L os usuarios de la zona deaparcamiento ORA deValladolid tendrán la opor-tunidad de conocer la dis-

ponibilidad de plazas libres a lolargo de un tramo de calle concre-to y abonar el importe del estacio-namiento desde su smartphonegracias a una aplicación desarro-llada por el Departamento deAplicaciones para Móviles deCidaut. Conocido como Blue Par-king, este sistema, que comenzó aprobarse de manera piloto en lacapital del Pisuerga el pasado mesde abril, ofrece información dedensidad de ocupación en unazona determinada con un númeroque señala los espacios libres. “Enconcreto, esta solución de caráctergratuito informa de las áreas con

más probabilidad deaparcamiento en

la zona azul de la ciudad, calculael tiempo que puedes estar encada demarcación teniendo encuenta todo tipo de excepcionescomo carga y descarga y festivida-des; avisa de que el período deestacionamiento está acabando;determina la cantidad exacta apagar por el tiempo que has esta-do en cada plaza y facilita elpago; y muestra información adi-cional sobre incidencias de tráfico,anuncios comerciales, turísticos ode interés general”, destacan losrepresentantes del centro tecnoló-gico, quienes recuerdan que laaplicación no controla el tráfico nitiene una función de navegaciónhasta los espacios disponibles.

Se trata de un proyecto “pione-ro en el mundo”, ya que, segúnexplican sus responsables, se dife-rencia de los ya implantados enotras ciudades porque no es nece-sario instalar sensores en las plazas

de aparcamiento en superficiepara saber si están libres o no, loque abarata su coste. Es la propiainformación que emiten los usua-rios y los inspectores de la ORA através de su teléfono la que per-mite al sistema indicar cómo estáde congestionado un tramo con-creto. En un primer momento,serán los vigilantes de la denomi-nada zona azul los que actualicencon sus datos el sistema, dado elreducido número inicial de usua-rios con acceso a la aplicación. Sinembargo, a medida que seextienda su uso, será la confirma-ción de que una plaza ha sidoocupada o liberada la que facilita-rá su reajuste.

Ventajas“Gracias a la implantación de

este pequeño cambio en la ciu-dad conseguiremos mayor contri-bución y colaboración ciudadanapor el beneficio de todos; menortiempo buscando aparcamiento;mayor tranquilidad; mejora delflujo de la circulación, no daremosvueltas buscando aparcamiento;menor contaminación en la ciu-dad; y comodidad de pago alhacerse desde el teléfono y por eltiempo exacto que se ha estadoaparcado. En definitiva, nos acer-carnos a las características esencia-les de una ciudad inteligente”,aseguran los representantes deCidaut.

Actualmente, la aplicación estáen fase de prueba. Se ha elegidouna pequeña representación decalles, de agentes y de ciudada-nos. “Se está testando para solu-cionar todos los posibles casos defallo, las excepciones o cualquiertipo de problema. Durante elverano se realizará otra fase pilo-to y el objetivo es que esté final-mente operativa en septiembre”,indican.


A P A R C A M I E N T O I N T E L I G E N T E

Este proyecto piloto se prueba en la zona azul de Valladolid

Cidaut crea una APP para conocer las plazasde aparcamiento disponibles

portada cabiro 44 -...

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