Garantizar la seguridad de los trabajadores en el interior de los espacios confinados es una actividad crítica en el ámbito de la construcción y el mantenimiento por el elevado riesgo que entraña el trabajo en dichos recintos. Quizás convendría, en primer lugar, conocer qué se entiende por espacios confinados. Hay dos tipos principales: los llamados “abiertos”, que son aquellos que tienen una abertura en su parte superior y de una profundidad tal que dificulta su ventilación natural (fosos de engrase de vehículos, pozos, depósitos abiertos, cubas…) y los “cerrados” con abertura de acceso (tanques de almacenamiento, salas subterráneas de transformadores, túneles, alcantarillas, galerías de servicios, bodegas de barcos, arquetas subterráneas, cisternas de transporte, …). Los trabajadores que acceden a estos espacios confinados están expuestos a riesgos mucho mayores que en otros ámbitos de la construcción o el mantenimiento y, por tanto, es fundamental extremar las precauciones.
Cada espacio confinado tiene unas características determinadas (tipología de construcción, longitud, diámetro, instalaciones…) y unos riesgos asociados específicos, por lo que requieren de unas soluciones muy orientadas a sus necesidades concretas en materia de seguridad.
Los riesgos “convencionales” específicos de los espacios confinados son, principalmente, la asfixia por insuficiencia de oxígeno, la intoxicación por inhalación de contaminantes y los incendios y explosiones. Pero también están apareciendo nuevos riesgos, llamados “emergentes” derivados de la exposición a nuevos materiales de construcción como las nanopartículas y las partículas ultrafinas. Además, al ir mejorando la investigación relativa a nuevos materiales, también se conocen mejor sus posibles efectos negativos para la salud humana y cómo prevenirlos.
Lo cierto es que con la formación de los trabajadores y la normativa vigente de seguridad se busca anticipar las situaciones de riesgo con el fin de evitarlas y prevenir así la aparición de accidentes. Pero surgen varios problemas. Por un lado, la normativa no siempre se cumple estrictamente (ya sea por carga de trabajo, descuidos, cansancio) y, por otro, siempre existen riesgos inevitables. En el caso de los descuidos se pueden proponer sistemas que minimicen este tipo de errores y en el caso de los riesgos que no pueden ser evitados, se pueden plantear sistemas para poder detectarlos de forma temprana y planificar los protocolos de actuación correspondientes.
Hay que comentar que las situaciones de riesgo no suelen aparecer súbitamente y, en la mayoría de los casos, son detectables con tiempo suficiente para evitar desgracias personales. Los problemas son varios: la detección de estos riesgos se suele hacer con mediciones puntuales mediante los equipos portátiles que deben llevar los trabajadores, muchas veces no se controla que los trabajadores accedan al recinto con el equipo de protección correspondiente y casi nunca se hace una monitorización continua de la atmósfera interior.
En los últimos años se han desarrollado nuevas tecnologías y equipos que pueden ser aplicados para mejorar la seguridad en este tipo de entornos y reducir los riesgos asociados.
En este tipo de entornos, un sistema de prevención de riesgos eficaz debería basarse en aquellas soluciones tecnológicas capaces de aportar respuestas a aspectos de seguridad en todo el ciclo de trabajo en espacios confinados: antes de acceder al propio espacio, durante el trabajo en el interior del recinto y al salir del espacio de trabajo (tanto si es al finalizar el trabajo normal como si es por una evacuación).
Los sistemas más recientes de monitorización de la calidad del aire de los espacios confinados están basados en tecnología multisensorial que combina diferentes sistemas de detección para asegurar las mejores condiciones posibles y así evitar o disminuir los riesgos presentes en su interior.
También se están aplicando técnicas avanzadas de procesamiento de los datos disponibles (machine learning, data mining, algoritmos predictivos) que permiten una extracción de información mucho más eficaz y rápida.
De igual forma se han hecho grandes avances en los sistemas de control de accesos y seguimiento del personal, permitiendo conocer la posición de cada trabajador e incluso sus constantes vitales para poder detectar de forma casi inmediata cualquier problema que pueda aparecer.
Por último, comentar que se está generalizando el uso de robots y vehículos autónomos(terrestres y aéreos) dotados de diferentes tipos de sensorización, que permiten conocer las condiciones de un recinto antes de acceder a él. Esto es especialmente útil en aquellos en los que pueda haber habido algún incidente: fallo de alimentación eléctrica, derrumbamiento, incendio,… o simplemente porque se sospecha que las condiciones ambientales han podido cambiar y se desconoce la razón.
En CARTIF trabajamos en estos temas desde hace ya muchos años en proyectos de seguridad en entornos de construcción críticos (PRECOIL, SORTI) y en sistemas específicos de túneles y obras subterráneas (PREFEX, INFIT, SITEER).
Se busca, en definitiva, el desarrollo e implantación de nuevas tecnologías que ayuden a salvar vidas en un entorno tan crítico como son los espacios confinados.
En posts anteriores de ‘Cuando los edificios históricos hablan’ (2) y (3) hemos descrito cómo afectan y cuál es la importancia de monitorizar tanto la temperatura y la humedad, como la iluminación (natural y artificial) en los edificios históricos. Para completar esta saga de aspectos perniciosos, le toca el turno ahora a los contaminantes.
Todos sabemos, y sufrimos, que la composición del aire se ve alterada por compuestos que provienen fundamentalmente del uso de combustibles fósiles (tráfico rodado y calefacciones) y de las actividades industriales. Estos compuestos contaminantes pueden desencadenar reacciones químicas en los materiales que componen los bienes culturales (sean estos muebles o inmuebles), degradándolos en mayor o menor medida. Los contaminantes con mayor concentración en el exterior son el dióxido de azufre (SO2), los óxidos de nitrógeno (NOX), el ozono (O3) y las partículas en suspensión (PM). Además de estos contaminantes que “viajan gratis” por el aire del exterior de los edificios, existen otros a tener en cuenta en el interior de los mismos, como los vapores de compuestos orgánicos (COV), los productos utilizados en las obras de conservación y restauración, e incluso, la propia presencia humana.
De nuevo tenemos que preguntarnos: ¿cuáles son sus efectos? Esta es una pequeña descripción de los principales:
El SO2 está relacionado con la combustión del carbón y con las actividades industriales y el transporte. Causa la corrosión de metales, la decoloración de pigmentos, el debilitamiento del cuero y la acidificación del papel.
Entre los NOx destacamos el dióxido de nitrógeno (NO2), que procede de la combustión en vehículos y en la industria. Sus efectos son la decoloración de pigmentos y la contribución a la degradación del papel y del cuero.
El famoso ozono (O3) está presente de forma natural en la estratosfera. Es bueno que así sea, porque nos protege de las radiaciones solares malignas, pero su presencia a nivel del suelo está vinculada al tráfico rodado y a la radiación solar intensa. Provoca la degradación de gomas naturales y la decoloración de pigmentos.
Las PM se caracterizan por su diámetro, distinguiéndose entre las partículas finas (PM 2,5: con diámetro igual o menor a 2,5 μm), y las partículas gruesas (PM 10: con diámetro entre 2,5 μm y 10 μm –te recuerdo que 1 μm es la millonésima parte de un metro-). Las finas inciden en la decoloración y suciedad de las superficies. Las gruesas contienen compuestos muy reactivos (por ej. los residuos de la combustión incompleta del tráfico rodado). El polvo entra en este apartado: aparte de su claro impacto estético (denota dejadez y falta de cuidado) puede llevar a deterioro químico, y puede servir de hábitat para los insectos (ya te pica algo, ¿a que sí?…)
En general, el estudio de la contaminación exterior se encuentra más desarrollado y legislado que la relativa a interiores. No obstante, en el ámbito del Patrimonio Cultural, el estudio de la calidad del aire interior es muy importante por las lógicas exigencias que plantea la conservación de los bienes. Siguiendo una vez más los criterios del IPCE, que dispone el Plan Nacional de Conservación Preventiva (PNCP), los parámetros de evaluación de los riesgos derivados de la contaminación a la que están expuestos los edificios históricos son:
Parámetros externos:
Medio donde se encuentra el bien cultural (rural, urbano, industrial, costero, etc.).
Fuentes contaminantes próximas, bien sean de origen antropogénico (procesos industriales y de transporte) o de origen natural (volcanes, incendios, agua marina, vida animal, vegetación, etc.).
Factores meteorológicos, como vientos y precipitaciones que influyen en la dispersión y deposición de los contaminantes.
Parámetros internos:
Fuentes de contaminación interior.
Calidad del aire exterior y ubicación del recinto cerrado en relación al exterior.
Estanqueidad del edificio, de sus compartimentaciones y mobiliario.
Distribución de los contaminantes por la circulación del aire.
Instalaciones de aire acondicionado, calefacción y ventilación existentes, así como su uso y mantenimiento.
Y los criterios que debemos tener en cuenta para la valoración del deterioro producido por los contaminantes son éstos:
El daño por la contaminación es acumulativo, por lo que hay que establecer límites muy bajos, que estarán marcados por la capacidad de detección de los aparatos disponibles.
El daño causado viene determinado por la dosis, es decir, la concentración del contaminante (en μg/m3 o partes por billón –ppb-) por el tiempo de exposición. Este tiempo de exposición se estima convenientemente para considerar su efecto global.
Tener presente la influencia mutua entre contaminación y otros factores que ya conoces, como la humedad y la iluminación.
En conclusión, la calidad del aire dentro y/o fuera del patrimonio construido define su conservación. Permíteme recordarte de nuevo que en CARTIF estamos para asesorarte, ayudarte y ofrecer soluciones a la medida de tus posibilidades. Puedes echar un vistazo a las webs de los proyectos: RESCATAME, SHCITY y EQUINOX. Llevamos más de 20 años innovando en el Patrimonio Cultural y Natural. ¡A tu servicio!
En dos post anteriores [ Cuando los Edificios históricos hablan (I) y (II) ] aparte de dejar clara la importancia que tiene la conservación del patrimonio construido y de relatar los factores ambientales que influyen en esa conservación, hemos ya tratado la temperatura y la humedad como los dos aspectos clave que deben vigilarse para garantizarla. De todas formas, y por si te habías olvidado, existen otros aspectos que también deben «monitorizarse» para evitar deterioros que deriven en tan costosas como largas restauraciones:
La iluminación (luz natural y artificial).
Los contaminantes.
En este blog nos vamos a meter con la iluminación, que afecta sobre todo a los bienes muebles que decoran o atesoran los edificios históricos. Sé paciente, los contaminantes les dejaremos para la próxima ( y última) entrega.
La iluminación puede ser de origen natural (procedente del sol) o artificial (procedente de fuentes eléctricas), ero independientemente de su origen es una radiación electromagnética que cubre tres rangos: infrarrojo (IR), visible (VIS) y ultravioleta (UV). Solemos denominar «luz» a la parte visible al ojo humano. La radiación UV posee una longitud de onda más pequeña que la visible y es la que tiene mayor energía asociada. Por su parte, la radiación IR tiene mayor longitud de onda que el visible y es menos energética. Tanto la radiación ultravioleta como la infrarroja no son necesarias para «ver», pero sí influyen en el deterioro de los materiales.
Cuando una obra es iluminada, bien sea un cuadro, una pintura, una policromía, un tapiz o un pergamino, todo el rango de radiación indicado (IR,VIS y UV) es absorbido por los materiales de los que está compuesta. Esta radiación lleva asociada una energía capaz de alterar y degradar la estructura molecular de muchos materiales y en especial los más «perecederos», como son los de origen orgánico (textiles, pigmentos, cuero y papel).
La componente UV, al ser la de mayor energía, es la que tiene mayor capacidad para alterar los materiales, desintegrándoles y debilitándoles, produciendo su amarilleamiento. La componente VIS es capaz de decolorar los pigmentos más sensibles. Por su parte, la componente IR, tiene un efecto de calentamiento que acelera ciertas reacciones químicas.
Si te das cuenta, parece que para los objetos que conservamos en museos, iglesias, ermitas, castillos,palacios, archivos y bibliotecas, lo más recomendable sería mantenerlos en penumbra. Sin embargo, ya sea para su estudio , para su conservación, y especialmente para su exhibición, se requiere cierta iluminación. Si guiendo los criterios del IPCE, que dipone el Plan Nacional de Conservación Preventiva (PNCP), los parámetros de evaluación de los riesgos derivados de la iluminación son estos:
Intensidad de las fuentes artificiales y naturales.
Tiempo de exposición a la iluminación del bien cultural.
Espectro (rango)de emisión de las fuentes de luz artificiales, conociendo si emiten en las franjas de radiación no visible.
Incidencia de la iluminación natural, cuál es su orientación respecto al bien, y si la radiación es directa o difusa.
Qué medidas de control de la iluminación existen.
A su vez, la valoración del daño producido por la iluminación debe tener en cuenta los siguientes aspectos:
Puesto que ese daño es acumulativo, debemos huir de los niveles de iluminación altos, pero manteniendo un nivel de compromiso para una visión adecuada. Por dar valores concretos, esto se traduce en 50 lux para los materiales más sensibles y 150-200 lux para los bienes culturales de sensibilidad media.
El daño causado viene determinado por la dosis de iluminación, es decir, la intensidad de iluminación durante el tiempo que está expuesta (lux/h). Así debemos tener claro que el daño en el caso de niveles de iluminación altos con exposiciones cortas sería el mismo que con niveles bajos y exposiciones más prolongadas.
El efecto degradativo de la iluminación depende también de otros factores del medio como la humedad y la contaminación del aire.
Por tanto, dónde colocamos nuestros bienes culturales, cómo les da la luz natural, y con qué tipo de lámparas les enfocamos, son aspectos vitales para su conservación (ver figura). En CARTIF ofrecemos asesoramiento y soluciones a medida, basadas en una experiencia contrastada de más de 20 años en investigación aplicada al Patrimonio Cultural.
Iluminación de tapices flamencos en la Catedral de Palencia
En la primera parte de este post, ya describimos la importancia social y económica que tiene la conservación del patrimonio construido, y prometimos que entraríamos en más profundidad a describir los tres principales aspectos que deben vigilarse (en el argot técnico decimos “monitorizarse”) para garantizar esa conservación:
La temperatura y la humedad relativas
La iluminación (luz natural y artificial).
Los contaminantes.
Como lo prometido es deuda, en este post nos vamos a centrar en el primer punto, que nos hace vérnoslas con los más “malos” del lugar. La humedad relativa y la temperatura son muy dañinos en los efectos que pueden causar en los materiales de que están hechos los edificios históricos. Echando mano de la Física, la humedad relativa es un indicador muy útil sobre el contenido de vapor de agua en el aire, y, a su vez, la temperatura indica el nivel de energía cinética (movimiento, para entendernos) de las moléculas de ese aire.
Ambos parámetros varían en función de las condiciones meteorológicas locales, de las acciones del hombre en el medio y de las condiciones de conservación de los edificios históricos. Esto significa que vamos a tener una atmósfera que envuelve a esos inmuebles con una cantidad mayor o menor de vapor de agua a una temperatura determinada, influenciando definitivamente en la estabilidad físico-química de los materiales de que están construidos, o incluso, de que se componen los objetos que atesoran.
En este sentido, no es desdeñable el efecto que causamos las personas, tanto por nuestros cada vez más exigentes requerimientos de confort, como por el número de visitantes. Podemos influir en la humedad relativa y la temperatura de tal forma que se alcancen valores inadecuados. Los efectos de las personas se suman a los del clima local (más o menos húmedo o cálido), a los del lugar (estanqueidad y capacidad de ventilación), a los derivados de la proximidad de fuentes de calor (calefacciones, superficies de vidrio soleadas y sistemas de iluminación artificial antiguos) y de la proximidad de fuentes de frío (muros exteriores o sistemas de aire acondicionado), y también a fuentes de humedad (goteras, fugas e inundaciones).
El factor principal a controlar por el riesgo de deterioro directo que puede originar es la humedad. La cantidad de vapor de agua del aire da lugar a cambios dimensionales como la conocida dilatación y contracción de maderas, que puede desencadenar fracturas y grietas cuando se dan fuertes fluctuaciones. Además, los valores extremos de humedad relativa provocan el reblandecimiento o la desecación de materiales orgánicos como los adhesivos y aglutinantes. Pero también afecta a la estabilidad de materiales inorgánicos, como metales, acelerando los procesos de corrosión, sobre todo en presencia de sales. En condiciones de mala ventilación y suciedad, la alta humedad relativa originará la proliferación de seres vivos causantes de biodeterioro (desde microrganismos hasta roedores… ¡un asco!), e incluso problemas para nuestra salud como vemos en la imagen.
Por su parte la temperatura acelera las reacciones químicas y favorece la actividad biológica. Contribuye al reblandecimiento de ceras y adhesivos y a la pérdida de adherencia entre distintos materiales, como los esmaltes.
Quizá leer todo esto provoque un poco de desazón (y hasta picores…) Entonces, ¿qué podemos hacer para que estos efectos adversos no ocurran? La respuesta es tan sencilla como razonable: evitar los niveles demasiado altos o demasiados bajos de temperatura y humedad relativa, garantizando la mayor estabilidad posible.
Siguiendo las indicaciones del IPCE (Instituto de Patrimonio Cultural de España, dependiente del Ministerio de Cultura) que dispone el Plan Nacional de Conservación Preventiva (PNCP), para la evaluación de riesgos derivados de los factores microclimáticos de que venimos hablando deben vigilarse tres aspectos:
Los niveles extremos de humedad relativa y temperatura del aire.
La magnitud y velocidad de las fluctuaciones de humedad relativa y temperatura del aire.
La proximidad de focos de humedad y de fuentes de emisión de calor y frío.
Toda una gama de sensores está disponible en el mercado para monitorizar la temperatura y la humedad, bien de forma continua, bien de forma puntual (ver imagen). Eso sí, hace falta saber tratar, interpretar e integrar convenientemente los datos que proporcionan.
Lo que no es tan frecuente es usar métodos alternativos para evaluar los efectos de la humedad sobre los materiales del patrimonio construido. Incluso antes de que aparezcan y sea peor el remedio que la enfermedad. CARTIF es pionero en la utilización de escáneres láser para hacer esa evaluación.
Un reciente artículo publicado en la prestigiosa revista Studies in Conservation y los desarrollos que viene realizando para el proyecto de investigación Europeo INCEPTION muestran que a la vez que se documenta en 3D un edificio histórico, se puede saber el nivel de humedad presente en un tipo de material concreto. Todo un 2×1 a tener en cuenta en los tiempos que corren de gasto mínimo en conservación. El claustro de la Catedral de Ciudad Rodrigo (Salamanca) ha sido el lugar para los ensayos.
Ya os habréis dado cuenta de que los drones son cada vez más utilizados hoy en día. La razón principal es la disminución de su precio, por lo que tomar imágenes aéreas usando drones es más competitivo que usar otros dispositivos, como aviones, helicópteros o satélites.
Esto permite realizar campañas de medición especializadas, en lugar de utilizar imágenes de bases de datos, lo que posibilita la utilización de imágenes más detalladas.
Pero, ¿qué es la fotografía aérea y cómo funciona? La fotografía aérea no es sólo el proceso de tomar fotografías desde el aire, sino también el tratamiento de estas imágenes. Hay muchas variables involucradas en la adquisición aérea de imágenes que deben ser consideradas para asegurar que los datos sean lo suficientemente útiles para obtener los resultados deseados.
La principal ventaja de las imágenes aéreas es su capacidad para ver elementos del paisaje, que son muy difíciles de ver desde el nivel del suelo.
Las fotografías aéreas se toman en dos formas básicas, oblicuas o verticales, y ambas tienen usos y aplicaciones diferentes.
Oblicuas: estas imágenes se toman generalmente en ángulo, típicamente de 45 grados, pero puede ser cualquier ángulo que dé la mejor visión del área fotografiada. La imagen oblicua se utiliza principalmente en arqueología para tomar un encuadre más amplio de la zona bajo estudio y el área alrededor de ella, y también para dar profundidad. Casi siempre se toman a una elevación mucho menor que en el caso de la fotografía vertical, y su aplicación es bastante limitada ya que a menudo solo sirve para un propósito muy específico. Estas imágenes se adquieren desde pequeñas aeronaves fijas, como drones, y son perfectamente adecuadas para el monitoreo de la erosión y el desgaste de monumentos a través del tiempo.
Verticales: tomar una fotografía cenital sobre un paisaje es la forma más habitual de la fotografía aérea. Es una vista en planta, por lo que no hay perspectiva que distorsione la imagen. Por otro lado, es difícil interpretar las características de la zona fotografiada, tales como cambios de altura.
Aplicaciones de las imágenes aéreas
En arqueología: la fotografía aérea es ideal para localizar monumentos perdidos, especialmente aquellos que no son visibles a nivel del suelo, los que están bajo el suelo y no se pueden ver a pie y los que sólo se pueden ver bajo ciertas condiciones.
En agricultura: los agricultores pueden obtener informes sobre sus campos de cultivo, así como datos estadísticos, utilizando imágenes aéreas multiespectrales de dispositivos especiales, como cámaras térmicas. CARTIF tiene experiencia en la utilización este tipo de dispositivos en proyectos de I+D (más información).
En el estudio del cambio climático: es posible detectar ríos que se estén secando, ver la reducción de los lagos interiores, bosques moribundos, etc. Los investigadores pueden almacenar registros a lo largo los años para estudiar los efectos locales del cambio climático y los riesgos para los ecosistemas locales. Las fotografías aéreas localizadas son fundamentales para ese propósito.
En otras ciencias de la Tierra: también pueden usarse para estudiar el proceso de cambios naturales, como variaciones en el suelo y la geología en el tiempo, así como cambios en el terreno subyacente que conduce a desastres como deslizamientos de tierra.
Energía e infraestructuras: disminuir ciertos riesgos al instalar un negocio, acelerar la planificación en el trazado de tuberías, conocer la composición de la superficie del terreno y predecir el impacto ambiental utilizando los datos de las imágenes aéreas.
Ingeniería y construcción: desde la selección y evaluación de obras hasta la evaluación de estructuras existentes, esta tecnología facilita cada paso del proyecto.
Defensa e inteligencia militar: las agencias de defensa, los contratistas militares, y las fuerzas y cuerpos de seguridad del Estado se enfrentan continuamente a nuevos desafíos. Las imágenes aéreas proporcionan una ventaja incomparable al planear operaciones estratégicas y tácticas, realizar misiones de combate y desarrollar simulaciones.
Respuesta a desastres: cuando el tiempo cuenta, las imágenes aéreas proporcionan información crucial para dar respuesta a desastres y asegurar las operaciones emergencia y rescate. CARTIF está trabajando en un proyecto relacionado con estos objetivos:
Desarrollo urbano: el uso de imágenes aéreas de alta resolución ha ganado popularidad entre los planificadores, desarrolladores e ingenieros en todo lo relacionado con el desarrollo urbano. La información de las fotos aéreas, cuando se combina con un Sistema de Información Geográfica (SIG), se utiliza entre otras cosas para el análisis, planificación estratégica y evaluación de la planificación urbana. CARTIF lleva trabajando en esta línea de investigación durante mucho tiempo.
Las herramientas CAE están a día de hoy muy extendidas y el análisis por elementos finitos está teniendo mayor impacto de lo que había tenido hasta el momento. Las capacidades que presenta la ingeniería asistida por ordenador (CAE) se venían utilizando en campos muy concretos donde los recursos eran prácticamente ilimitados. Por ejemplo, en el ámbito aeronáutico, los diseños de los aviones buscan mejorar la eficiencia de vuelo y dentro de la fórmula 1, el objetivo está puesto en aumentar la fuerza de pegado del coche contra el suelo.
Actualmente no existe ningún campo de la ciencia o de la ingeniería que no se haya visto impulsado y en algunos casos transformado por los programas de simulación o simulación computacional. En la industria actual, independientemente del sector, se está comenzando a alcanzar el potencial del cálculo numérico para simular la realidad física que se presenta en cualquier tipo de problema o desarrollo industrial.
La industria deportiva hace gala de este hecho, por ejemplo, SPEEDO fabrico trajes de baño, que mediante un efecto de compresión, producían ligeros cambios en la forma del cuerpo del nadador logrando reducir la fuerza de arrastre más de un 15 por ciento. Estos trabajos empezaron a dar sus frutos en los JJ.OO. de Pekín donde el 94% de las medallas fueron a parar a sus nadadores (Michael Phelps, Mireia Belmonte…) batiéndose 23 de las 25 marcas registradas (según la FINA).
El problema ingenieril de un nadador y el de un avión es básicamente el mismo. Tienes una forma a través de un fluido que debe atravesarlo lo más rápido posible. Por tanto, estamos aplicando conceptos de resistencia aerodinámica, propios de la aeronáutica para diseñar “bañadores”. Este ejemplo, define claramente el punto por el que atraviesa los programas de simulación hoy en día, donde se usa la alta tecnología para resolver lo que podríamos definir como problemas de andar por casa.
De acuerdo con Lesa Roe, director del centro de investigación de la NASA en Langley Research Center «el modelado y la simulación son más viejos que la NASA». Desde las primeras calculadoras humanas, tal como nos cuenta la película “Figuras ocultas (2016)”, hasta principios de siglo era inviable la utilización de esos recursos para problemas menores. Poco a poco la simulación fue quemando etapas, alrededor del año 2000, algunos expertos creían que la simulación en la ingeniería había alcanzado techo debido a la escasez de ingenieros de alto nivel capaces de trabajar los modelos de cálculo, a los equipos relativamente lentos de la época y a la sectorización de los problemas a tratar. Sin embargo, el desarrollo de los equipos y las simplificaciones integradas en los softwares han permitido que empresas sin los recursos que puedan tener la industria del motor o de la aeronáutica, accedan al campo de la simulación para predecir los fenómenos que gobiernan la naturaleza de los problemas que se presentan en sus productos, buscando de esta forma la mejora continua. Así, la ingeniería de la simulación ve ahora infinitas oportunidades de crecimiento, basadas en esas nuevas necesidades y en los retos que estas plantean.
Y tal como dice el refrán, «La necesidad hace maestros», desde CARTIFse trabaja en dar el soporte necesario y ayudar a nuestros clientes en la mejora de sus productos. Me gustaría destacar la determinación del comportamiento estático de envases por simulación mediante el método de los elementos finitos.
En envases de paredes de pequeño espesor, el interés del comportamiento resistente se centra en los fenómenos de inestabilidad elástico o abolladuras (régimen elástico no lineal).
A través de estas simulaciones podemos detectar puntos débiles y fallas de diseño antes de la fabricación, con el consiguiente ahorro de tiempo, material y dinero. Durante el análisis se tienen en cuenta parámetros como el material (PET, HDPS, aluminio…), grosor, contenido líquido, etc. que definen el envase y permiten predecir su rendimiento, dando lugar a curvas características de deformación bajo carga, cargas máximas de colapso, tensiones y deformaciones ante los casos de carga a los que puede verse sometido durante la fabricación, el llenado, el embalaje y el transporte, incluyendo cambios de temperatura, variaciones de presiones e impactos.
En otro sentido y apoyándonos en los diferentes programas de simulación y conscientes de que los datos son la nueva moneda del futuro, desde CARTIF se trabaja además en el campo de la monitorización estructural con el fin de predecir necesidades de mantenimiento o detectar desviaciones funcionales basadas en los comportamientos simulados sobre modelos digitales. Esta idea puede ser revisada en mi anterior post ‘Cuando las estructuras envejecen’.
