La destructora de documents que genera energia

Segons un estudi, les termites poden transformar un full DIN-A4 en dos litres d'hidrògen que després podem utilitzar en una pila de combustible. Així doncs podem fer una destructora de documents que enlloc de consumir energia la generi. 

Podeu trobar més informació a la pàgina 3 de: http://catedraendesared.citcea.upc.edu/upload/butlleti/observatorio%2020071130.pdf

Autobusos solars

Una empresa mexicana està desenvolupant autobusos de fins a 40 places que funcionen amb energia solar. Curiosament el principal problema no està en les plaques solars ni en les bateries sinó en el sistema de frenada.

Més informació: http://catedraendesared.citcea.upc.edu/upload/butlleti/observatorio%2020070625.pdf

L'aire comprimit per emmagatzemar energia

L'energia elèctrica és àmpliament utilitzada per ser fàcil de transportar, transformar i controlar; però té un greu inconvenient: no es pot emmagatzemar en quantitats significatives. Durant molts anys això s'ha resolt generant sempre exactament l'electricitat que es necessita a cada moment.

A l'inici de la proliferació de les nuclears va ser necessari per primer cop emmagatzemar els sobrants d'electricitat i van aparèixer les centrals hidràuliques reversibles que a les hores d'excés d'energia la utilitzaven per a tornar a pujar l'aigua de l'embassament de baix al de dalt.

L'augment de la generació elèctrica amb renovables ens porta a necessitar emmagatzemar energia per a compensar la variabilitat de generació. Pensem que en el futur l'hidrògen serà la forma d'emmagatzemar preferent però, per ara, els sistemes de generar hidrògen i, especialment, de consumir-lo (piles de combustible) encara no estan prou madurs.

Com alternativa, l'empresa Iowa Stored Energy Park (ISEP) proposa utilitzar uns grans compressors per a comprimir aire en coves a mil metres sota terra. Quan calgui recuperar l'energia s'utilitzaran unes turbines accionades per aquest aire.

Podeu veure més informació a: http://catedraendesared.citcea.upc.edu/upload/butlleti/observatorio%2020070412.pdf

Cuina i dutxa solars

El passat mes de juny es va celebrar a Madrid la fira "España Solar". Allí es van presentar una cuina solar que permet fer bullir l'oli amb només el sol i una dutxa solar que pot escalfar 80 litres d'aigua fins a 60ºC.

Més informació: http://www.lageneraciondelsol.com/secciones/lomasinformativo/noticias/noticia.asp?noticia=331

Generar energia a partir de l'aigua de mar

Si comuniquem un dipòsit ple d'aigua salada i un ple d'aigua no salada (no cal que sigui potable) l'aigua es barrejarà fins aconseguir tenir la mateixa concentració de sal als dos dipòsits.

Si fem la comunicació a través d'una membrana semipermeable l'aigua no salada podrà passar a través de la membrana però l'aigua salada no. Amb aquesta disposició la compensació de les concentracions es farà passant només aigua no salada, per tant el nivell del dipòsit d'aigua salada pujarà i el de la no salada baixarà. Aquest desnivell conté una energia que podem aprofitar.

Podeu trobar més informació a: http://www.leonardo-energy.org/drupal/files/2007/Briefing%20Paper%20-%20Blue%20Energy_lo_res.pdf?download

Plaques solars que proporcionen fred i calor al mateix temps

Es tracta de plaques solars que incorporen captadors tèrmics i termodinàmics. Amb els tèrmics es pot generar directament aigua calenta i amb els termodinàmics es pot generar calor o fred segons com es faci treballar el cicle termodinàmic.

Podeu trobar més informació a la pàgina 6 del document: http://catedraendesared.citcea.upc.edu/upload/butlleti/observatorio%2020070625.pdf

Semàfors amb LEDs

Fa anys que als carrers de les nostres ciutats s'estan canviant els semàfors clàssics de bombeta per uns de més moderns basats en LEDs. Hi ha dos motius que són molt clars: estalvien molta energia i duren més.

En un comentari a WattWatt es comenten els motius que han portat al Japó a la substitució i allí en surt un més:

• A ple sol o en uin dia de pluja fosc els LEDs permeten distingir millor els colors i, per tant, s'ha vist que hi ha una reducció del 30% en accidents.


• El consum d'energia és només el 17% del que consumeix el mateix semàfor amb bombetes, per tant, estalvia més del 80% de l'energia.


• Duren de 6 a 8 anys, de 8 a 12 vegades més que les bombetes.

Sembla, segons comenta un altre usuari a WattWatt que hi ha un petit problema amb els LEDs ja que la seva llum no és constant sinó que fluctua i hi és possible que aquesta fluctuació se sincronitzi amb el refresc de les càmeres de captació. Si això passa resulta que el semàfor surt apagat a la imatge i en cas d'accident no es pot saber què ha passat.

Podeu trobar el comentari a: http://wattwatt.com/pulses/171/changing-to-led-traffic-signal-in-japan/

Plaques solars en spray

Es tracta de crear plaques solars a base de projectar nanoestructures d'òxid de titani sobre sostres de xapa d'acer. La projecció es podria fer amb simples sprays.

El sistema encara està en desenvolupament però si es consolida i el preu és raonable permitiria convertir fàcilment el sostre d'un centre comercial en una placa solar de grans dimensions. 

Podeu trobar més informació a la pàgina 6 del document: http://catedraendesared.citcea.upc.edu/upload/butlleti/observatorio%2020070522.pdf

Nova generació de bateries per a cotxes elèctrics

Un dels problemes més importants en el desenvolupament dels cotxes elèctrics i híbrids són les bateries. Al número de setembre de la revista IEEE Spectrum hi ha un article en el que s’explica una nova generació de bateries que aviat podrien estar en els cotxes que surten a la venda.

Per a llegir l'article: http://www.spectrum.ieee.org/sep07/5490

Els LEDs també substituiran els fluorescents

L'empresa ReLED Systems ha presentat un substitut de fluorescent basat en LEDs que pot integrar-se directament en una llumenera dissenyada per a fluorescents. Més informació:

http://www.reledsystems.com/

http://wattwatt.com/pulses/160/another-innovation-in-solid-state-lighting/

Nou sistema per obtenir energia de les onades

A la pàgina http://www.ljsite.com/unigear.htm podeu trobar un sistema que permet convertir el moviment oscil·lant de les onades en moviment unidireccional, fet que permet optimitzar l'obtenció d'energia a partir de les onades.

Els LEDs també en enllumenat públic

Segons publica WattWatt, la ciutat d'Ann Arbor passarà a tenir el seu enllumenat públic basat en LEDs. Evidentment això suposa un important estalvi energètic i probablement també en costos de manteniment.

Podeu trobar més informació a: http://wattwatt.com/pulses/143/street-lights-to-be-replaced-with-leds/

La sectorització dels consums domèstics permet modular la demanda elèctrica

L'altre dia vaig estar a un fòrum sobre temes d'energia. Allí un dels ponents comentava que en alguns llocs tenen les instal·lacions domèstiques sectoritzades de manera que la companyia pot desconnectar alguns tipus de consum. Això permet modular la demada ja que en els moments de punta de consum es pot, per exemple tallar els consums no prioritaris (calefacció, climatització, etc.) durant períodes curts (cinc o deu minuts). Si els usuaris d'un barri es divideixen en sis zones i es talla el consum no prioritari d'aquests usuaris deu minuts cada hora, el consum total té una retallada significativa en forma constant.

Els cotxes elèctrics poden ajudar a modular la disponibilitat energètica

Un dels problemes que tenen les xarxes elèctriques és garantir la disponibilitat durant les puntes de consum fet que obliga normalment a tenir centrals treballant per sota dels seus valors nominals de funcionament per tal d'estar disponibles en cas d'una punta de demanda.

L'altre dia vaig estar en un fòrum sobre energia i un dels ponents comentava que els cotxes elèctrics (i també els híbrids) poden ajudar en aquestes puntes de demanda.

La idea és que tots els cotxes aparcats estan endollats intentant mantenir la bateria carregada però en cas de necessitat els carregadors de les bateries poden funcionar en forma inversa aportant a la xarxa l'energia que manca.

Evidentment el sistema requereix una bona gestió per tal que l'usuari pugui tenir la bateria carregada al 100% a l'hora programada.

L'apagada de llums d'ahir va tenir menys impacte que la del febrer passat

Ahir entre les 20 i les 20:05h hi havia la consigna d'apagar els llums. Moltes persones, empreses i institucions ho van fer, altres no.

Si mirem la corba de demanda veiem que sí es nota però poc (la variació, mirant la gràfica, sembla de l'ordre de 500 MW).



Si ho comparem amb la corba de la vegada anterior (1 de febrer) veiem que aquell dia es va notar molt més (la variació sembla, mirant la gràfica, d'uns 1000 MW).



Comparant les gràfiques, també veiem que al febrer la punta de consum d'aquell dia era uns 1000 MW superior a la d'ahir.

Podeu trobar les gràfiques de qualsevol dia al web de Red Eléctrica: http://www.ree.es/index_de.html

Apagada de llums per alertar del canvi climàtic

Per demà a les 20h hi ha prevista una apagada de llums de cinc minuts per tal de conscienciar a la població sobre el canvi climàtic.

Ja m'han preguntat diverses vegades si amb aquesta mesura estalviarem energia. Evidentment, energia n'estalviarem; qui ho vulgui veure, només cal que miri la corba de demanda elèctrica al web de Red Eléctrica: http://www.ree.es/index_de.html

Ara bé, que ningú es pensi que veurà reflectit aquest estalvi en la factura elèctrica. Cinc minuts són el 0,12 per mil dels minuts que té un mes. Encara que, per ser una hora en la que ja és fosc, estalviem el doble o el triple, això és molt poc. Els que gasten molta energia, potser hauran estalviat algun cèntim d'euro.

Làmpades halògenes de baix consum

Una nova generació de làmpades halògenes amb un nou filament i amb gas xenó com a gas d'emplenament permeten reduir el consum energètic de la làmpada (entre un 20 i un 30%) mantenint el flux lluminós.

Podeu llegir la notícia sencera a Voltimum

Els cotxes hibrids, cada cop més eficients

En aquest moment el récord el té l'Aptera, un cotxe de dues places que consumeix 0.78 litres cada 100 km amb una velocitat màxima de 150 km/h.

http://www.leonardo-energy.org/drupal/node/2282

Semàfors per a ferrocarril

El funcionament dels semàfors per a ferrocarril és substancialment diferent dels que s'utilitzen per als vehicles.

Els semàfors per a vehicles, s'encarreguen de donar pas seqüencialment als vehicles de diferents direccions que s'encreuen. Però quan una direcció té verd, poden passar tots els vehicles que vulguin; per tant a cada tram de carrer hi ha un nombre variable de vehicles.

En el cas del ferrocarril, els semàfors s'encarreguen principalment d'evitar que hi hagi dos trens en el mateix tram de via; així quan un tren entra en un tram, el semàfor es posa vermell i és així com el trobarà un tren que vingui al darrera fins que el que va al davant surti d'aquell tram i entri al següent.

El semàfor es pot posar vermell també per altres motius. Per exemple si un canvi d'agulles (desviació) situat més endavant està en una posició que no permet el pas del tren, el semàfor estarà en vermell.

Quan un tram de via pot tenir trens en ambdós sentits, també pot estar el semàfor vermell si el tram de vía següent està definit per al sentit contrari. En els casos de línies de ferrocarril de doble via (una per a cada sentit), és habitual que cada una de les vies pugui funcionar en els dos sentits en cas que hi hagi alguna avaria o problema que impedeixi utilitzar l'altra via.

L'edifici zero-zero (sense electricitat ni emissions)

Al número de setembre de la revista IEEE Spectrum hi ha un article en el que s'explica com un edifici d'oficines pot no coonsumir electricitat (o, fins i tot, generar-ne) i no emetre CO₂.

L'edifici està dissenyat per a un elevat estalvi energètic i un gran aprofitament de la llum natural. A més la refrigeració i la calefacció es basen en l'energia geotèrmica i l'alimentació dels equips informàtics s'obté d'energia solar fotovoltaica.

Probablement el més curiós és que no es tracta d'un edifici nou sinó un edifici antic rehabilitat.

Podeu trobar més informació a:

http://www.spectrum.ieee.org/sep07/5485

Font d'alimentació per a PC amb SAI incorporat

Continuant amb el tema dels SAIs i les fonts d'alimentació, hi ha un projecte de final de carrera d'Enginyeria Industrial en el que l'estudiant ha modificat la font d'alimentació convencional d'un PC per tal de convertir-la en un SAI.

Aquesta solució utilitza molts menys components que un SAI extern i, a més, cap dins del PC.

Més informació: https://upcommons.upc.edu/pfc/handle/2099.1/2779

Expedient de la Generalitat sobre l'apagada de Barcelona del 23 de juliol de 2007

Com a complement de la informació que publicàvem fa poc, en aquest enllaç teniu el document de l'expedient informatiu de la Generalitat:

http://www.gencat.cat/economia/noticies/noticies/80160996.html

Les pèrdues al sistema elèctric

L'altre dia es va publicar a WattWatt un article en el que es comenten les pèrdues als sistemes elèctrics:

• Cables 2,5%


• Transformadors 1 a 2%

Tal com diu l'article, l'1% de la potència produïda per una central d'1 GW (1000 MW; un milió de kilowatts) pot alimentar més de 1000 vivendes.

Qualsevol inversió en recerca, desenvolupament o millora sobre l'estalvi energètic d'aquestes instal·lacions és energèticament molt significativa.

Informe sobre la apagada de Barcelona de 23 de julio de 2007

Ya está disponible el informe técnico sobre los posibles motivos del apagón de Barcelona el 23 de julio de 2007. Lo podéis encontrar en formato pdf en:
http://www.cne.es/cne/doc/publicaciones/cne59_07.pdf
Es una pena que no incluya ningún anexo, pues al menos el esquema del sistema eléctrico afectado se echa de menos. Haciendo un resumen rápido se puede decir que la caída del cable en Collblanc solo fue el desencadenante, que había un fallo anterior en las interconexiones de las pantallas de los cables de 220 kV, que provocó la rotura del cable, la fuga de aceite y el posterior incendio que se extendió  por la subestación de Maragall. La inmensa mayoría de afectados lo fueron por el fallo de Maragall y no el corte en Collblanc.
El informe merece la pena ser leído.

Conversió d'energia en els ordinadors

Dins un ordinador normal hi ha dues conversions d'energia. Primer es passa de corrent altern a continu i després aquest corrent continu es transforma en els diferents nivells de tensió necessaris per al funcionament (bàsicament 12, 5 i 3,3 V).

Un ordinador pot consumir, per exemple, 450 W dels quals aproximadament 160 (35%) és potència perduda (en forma de calor) durant el procés de conversió. A aquesta potència cal sumar-li els ventiladors necessaris per a evaquar aquest calor.

A part d'això, tots els accessoris (pantalla, impressora, escàner, etc.) també funcionen amb corrent continu i, per tant, tenen una conversió d'altern a continu com a mínim.

En els ordinadors crítics (per exemple els servidors) és habitual posar-hi un sistema d'alimentació ininterrompuda (SAI, UPS en anglès). Aquests sistemes converteixen el corrent altern d'alimentació en corrent continu amb el que carreguen les bateries i després aquest corrent continu es converteix altra cop en corrent altern per alimentar l'ordinador. Si els servidors s'alimentessin directament en corrent continu es podrien estalviar, com a mínim, dues conversions.

És força habitual trobar els servidors agrupars en "centres de dades" o "granges de servidors". En aquest cas, la conversió de corrent altern a corrent continu es podria fer en forma centralitzada. L'estalvi total d'energia fent-ho així podria arribar al 20% i encara cal afegir la reducció en les necessitats de refrigeració de les sales on hi ha els equips.

I per què no es fa? Probablement per costum. Sembla, però, que ja hi ha qui ho ha començat a provar.

Podeu trobar més informació a:

http://www.leonardo-energy.org/drupal/node/2222

Energia consumida pels trens

Durant aquesta setmana alguns trens de FGC mostraran en uns visualitzadors l'energia que consumeixen en funcionament i acceleració i la que retornen durant la frenada.

Aquesta és una bona mesura per tal de concienciar la població de l'energia que es pot recuperar durant la frenada; recuperació que, en els vehicles elèctrics, és relativament senzilla de realitzar.

És una llàstima que només sigui durant aquesta setmana.

http://www.fgc.net/notes_premsa/descarga_pdf/10%20FGC%20energia.pdf

Les dones PODEN ser enginyeres

Al web del National Institute for Women in Trades, Technology & Science (http://www.iwitts.com/) presenten uns posters en els que pregunten al lector si les dones no poden ser enginyeres. Pel que fa al nostre cas, és interessant veure (i llegir) el poster Think Women Can't Be Electrical Engineers?

http://www.womentechstore.com/Images/Electrical_large.jpg

Semàfors

El semàfor és un aparell elèctric poc conegut entre els seus usuaris, que som la majoria dels ciutadans.

Els sistemes de semàfors poden ser més o menys complexos en funció del nombre de temps que té el semàfor, si es sincronitza amb altres, etc. Però moltes persones no saben quins són els temps que té un semàfor dels més senzills.

Un semàfor per al creuament simple de dos carrers d'un sol sentit i sense considerar passos de vianants té sis etapes de funcionament:

• roig-roig


• roig-verd


• roig-ambre


• roig-roig


• verd-roig


• ambre-roig

Les dues etapes roig-roig són molt importants ja que són les que permeten "netejar" la cruilla dels cotxes que van en una direcció abans de donar pas als que van en l'altra. Aquestes dues etapes tenen durades molt curtes (2, 3, ... segons) però ajuden a evitar molts accidents. Les dues etapes en que intervé el color ambre també solen ser molt curts, d'una durada semblant.

I quanta estona està en verd un semàfor? Per als que esperen a que passi el de davant, molt curt. Per als que esperen que es posi verd, molt llarg. En realitat depèn dels carrers que es tracti i, sovint, de l'hora. Els temps més habituals solen anar entre 30 i 60 segons però poden ser força més llargs en alguns casos.

Calen tants SAIs?

Moltes vegades els ordinadors van acompanyats d'un sistema d'alimentació ininterrompuda (SAI, UPS en anglès) per tal de preservar el funcionament de l'ordinador en cas de fallada de l'alimentació elèctrica.

Un SAI és un aparell relativament car, complex i que, com tots els aparells amb bateries, necessita manteniment.

Si les fonts d'alimentació dels ordinadors tinguessin un condensador una mica més gros, podrien aguantar talls petits (milisegons), suficient per a la majoria dels cassos i el preu seria molt poc més alt. Per que no es fa? Per que els fabricants dels ordinadors compren les fonts d'alimentació més barates del mercat.

Si el condensador fos molt més gros podria aguantar fàcilment cinc minuts i donar temps a l'ordinador a fer una apagada segura sense perdre les dades i seria molt més econòmic que un SAI, que en molts casos no aguanta més que 15 o 30 minuts.

Bateria que funciona amb refrescos

La casa Sony ha presentat una"bateria" que genera electricitat a partir de la glucosa. Sembla que aviat podrem fer funcionar l'MP3 amb un refresc.

Podeu trobar més informació en els següents enllaços:

http://wattwatt.com/pulses/69/sony-runs-walkman-off-sugar-based-bio-battery/

http://www.pcworld.idg.com.au/index.php/id;2134686198

Concurs

El portal WattWatt, la Comissió Electrotècnica Internacional i l'Agència Internacional de l'Energia organitzen una competició escolar sobre eficiència energètica.

Podeu trobar una visió general a: http://wattwatt.com/care4it/

I les bases del concurs a: http://wattwatt.com/care4it/rules/

Test sobre l'energia

Proveu de resoldre aquest test (està en anglès) sobre conceptes relacionats amb l'energia.

http://www.leonardo-energy.org/quiz/energy/quizmaker.html

En acabar el test us dirà les respostes correctes.

Cotxe elèctric amb bones prestacions i recàrrega ultraràpida

A la pàgina de WattWatt s'ha publicat un miniarticle que descriu un cotxe elèctric que amb una recàrrega de 15 min pot recòrrer 80 km.

http://wattwatt.com/pulses/94/electric-car-and-zero-emission-in-japan/

Aparells sense interruptor

Un amic meu m'ha comentat que aquesta nit, a les cinc de la matinada, l'equip de música se li ha engegat sol i ha començat a sonar el CD que hi havia posat, despertant a tota la família.

M'explica que ha anat allí i ha premut el polsador d'aturada del CD i no s'ha aturat. En vista d'això, intentant evitar molestar als veïns ha anat a baixar el volum, però tampoc no baixava. Seguidament ha intentat aturar-lo amb l'interruptor general però tampoc no ha pogut. Al final ha optat per una decisió radical, enretirar l'armari i desendollar l'aparell.

Molts equips audiovisuals i altres electrodomèstics no tenen ja cap interruptor purament elèctric ni analògic sinó que tots els botons van connectats a un microprocessador. Així si el microprocessador falla els botons no responen i es poden produir situacions com aquesta. A part d'això, com ja hem comentat en alguna ocasió, sempre gasten energia.

A la indústria les màquines han de tenir sembre algun interruptor o polsador que permeti l'aturada total de la màquina en cas de necessitat. Aquest sistema d'aturada ha de ser purament elèctric, és a dir, sense que hi intervingui cap microprocessador ni circuit electrònic. A més s'ha de dissenyar de tal manera que en cas que es trenqués el cable del polsador d'aturada la màquina també s'aturi.

Enllumenat amb LEDs

La tecnologia dels diodes lluminosos (LED) cada día dóna més potència, qualitat i prestacions.

Ja hi ha empreses d'enllumenat que ofereixen un catàleg de models per a diverses aplicacions, especialment d'enllumenat decoratiu.

Podeu trobar més informació al web de Voltimum.

Nova comunitat d'usuaris sobre temes d'energia i aplicacions elèctriques

Aquest estiu s'ha posat en marxa un nou portal, anomenat WattWatt amb una comunitat d'usuaris sobre temes d'energia, eficiència energètica i aplicacions elèctriques. L'adreça és: http://wattwatt.com/

Nova revista sobre la dona a l'enginyeria (elèctrica)

L'associació IEEE (the Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.) té un grup sobre la dona a l'enginyeria (elèctrica i electrònica, l'abast de l'associació). Aquest grup ha començat a preparar el primer número d'una revista sobre el paper de la dona a l'enginyeria que sortirà al desembre i seguirà publicant-se amb periodicitat semestral.

Podeu trobar informació sobre el grup a:

http://www.ieee.org/portal/pages/committee/women/index.html

i sobre la revista.

Comunitat d'usuaris sobre temes d'energia

Leonardo ENERGY és una comunitat d'usuaris sobre temes d'energia molt dinàmica que publica setmanalment articles, obre cursos a distència, etc. 

L'adreça és:

http://www.leonardo-energy.org/

Les tensions d'alimentació en baixa tensió

La majoria de nosaltres tenim a casa nostra una tensió de 230 V en valor nominal. Això vol dir que la tensió pot variar (aproximadament) entre 214 i 246 V. A l'entrada dels edificis de vivendes i als edificis industrials i comercials és habitual el valor de 400 V (que surt de multiplicar 230 per l'arrel quadrada de tres).

La distribució elèctrica se sol fer amb quatre fils, tres dels quals s'anomenen fases i l'altre neutre. En un sistema normal, si mesurem entre dues fases qualsevols veurem 400 V i si mesurem entre una fase qualsevol i el neutre veurem 230 V.

Fa uns anys, el valor normalitzat per a la mateixa tensió era 220 V i podia variar (aproximadament) entre 204 i 235 V. Aquests valors s'han canviat per adaptar-se a la resta d'Europa però fixem-nos que els marges del 220 i del 230 coincideixen força, de manera que això no ha implicat haver de canviar els aparells. Abans també hi havia la tensió de 127 V (que sortia de dividir 220 per l'arrel quadrada de tres) i la de 380 V (que sortia de multiplicar 220 per l'arrel quadrada de tres).

Flicker

El flicker o pampallugueig és un fenòmen que apareix quan una làmpada s'alimenta amb un corrent elèctric que oscil·la a freqüència molt baixa. Normalment l'anomenem flicker només quan aquest efecte és percebut pel sistema de visió humana és a dir quan el pampallugueig té freqüències al voltant dels 10 cicles per segon.

Aquest pampallugueig és causat per aparells molt potents que consumeixen corrent en pics molt forts com forns i soldadors d'arc, motors de grues molt grans, etc.

L'efecte és visible molt clàrament en làmpades de descàrrega (les bombetes tradicionals) però també es manifesta en pantalles de TV i ordinador, làmpades de descàrrega, etc.

El flicker pot ser conscient (la persona se n'adona) o inconscient (la persona no se n'adona però en pateix els efectes) i els principals efectes són marejos i, si l'efecte persisteix, pot donar ganes de vomitar. En les persones propenses, també pot desencadenar atacs d'epilèpsia.

Per a evitar el flicker cal canviar l'aparell problemàtic a un punt de connexió més potent o utilitzar dispositius electrònics compensadors.

Connexions elèctriques "pirata"

Llegia en un article a la web del programa Leonardo ENERGY en el que ens parla de com els residents de São Paulo (Brasil) es connecten personalment a la xarxa elèctrica en forma ilegal.

És curiós veure una fotografia en la que s'observa com estan fetes les connexions de manera completament caòtica i utilitzant cables de qualsevol tipus i material i, com és lògic, sense utilitzar cap tipu de proteccions.

Evidentment el nombre d'electrocucions és elevat, tant a causa del propi fet de connectar-se com en l'ús diari de les instal·lacions sense protegir. 

http://www.leonardo-energy.org/drupal/node/2097

Autobús elèctric amb motor directe a la roda

En el número de juliol de la revista IEEE Spectrum trobem un article sobre un autobús amb motor elèctric acoblat directament a la roda. Aquesta disposició permet reduir molt significativament les pèrdues d'energia ja que no hi ha transmissió.

També hi ha altres avantatges com el frenat independent de cada roda que permet, per exemple, un millor comportament en revolts.

http://spectrum.ieee.org/jul07/5293

Disparador electromagnètic

En el número de juliol de la revista IEEE Spectrum trobem un article sobre els disparadors electromagnètics.

Aquests dispositius permeten disparar "projectils", per mitjans purament electromagnètics, a velocitats elevadíssimes (per exemple, 10 km/s). A part de les òbvies aplicacions militars, aquests dispositius podran ser utilitzats (quan la tecnologia estigui madura), per exemple, per a posar satèlits en òrbita.

Aquests dispositius tenen una gran tendència a l'autodestrucció ja que treballen amb polsos de corren de molt gran intensitat, camps magnètics molt intensos, forces molt grans, etc. per tant treballar en aquest camp és tot un repte per a l'enginyeria elèctrica i mecànica.

http://spectrum.ieee.org/jul07/5296

Ascensors versàtils

En el número de juny de la revista IEEE Spectrum hi ha un article que parla sobre una nova manera de funcionar els ascensors en edificis alts. La idea és que a cada columna hi pot haver més d'una cabina i a certes alçades hi ha uns passadissos laterals que permeten canviar la cabina d'una columna a l'altra. D'aquesta manera una cabina es pot apartar per a deixar-ne passar una altra donant molta versatilitat al funcionament.

http://spectrum.ieee.org/jun07/5144

Mesura del corrent dels llamps

Quin corrent elèctric circula quan cau un llamp?

Com és aquest corrent?

Aquest juliol s'ha inaugurat a la Molina una torre que permet mesurar i enregistrar el corrent que circula quan cau un llamp al seu parallamps.

Només hi ha quatre sistemes de mesura semblants a tot el món.

El mapa de llamps caiguts diàriament, que s’actualitza cada hora, es pot consultar a http://www.meteo.cat.

http://www.meteocat.com/pagines/Premsa/280707%20CONV%20LLAMP%20SMC.pdf

Escassa presència de dones amb formació elèctrica

És curiosa l'escassa presència de dones amb formació elèctrica de qualsevol nivell. Només cal anar a formació professional o enginyeria per a comprovar que la presència de dones entre l'estudiantat és molt escassa. Fa anys passava el mateix amb la mecànica i sembla que la presència de dones ha anat augmentat en aquesta branca.

El motiu d'aquesta reflexió és que acabo de llegir al "Newsletter de la Asociación Electrotécnica Española" el següent titular: "Buscamos mujeres electricistas".

http://www.electrotecnia.org/uploads/septiembre07.pdf

Què podem fer per augmentar la presència femenina a la professió?

Cotxes elèctrics híbrids

Si us interessa el tema dels cotxes elèctrics, el número d'abril de l'IEEE Spectrum publica un article sobre el tema en el que s'analitzen 10 models diferents de cotxes elèctrics. Alguns d'ells, força versàtils, permeten treballar amb combustibles.

http://spectrum.ieee.org/apr07/5012

Generador elèctric de butxaca

Com ja hem comentat en una altra entrada d'aquest blog, en el número d'abril de la revista IEEE Spectrum hi ha un article sobre uns portàtils molt robustos i econòmics que s'han dissenyat per a equipar els escolars dels països poc desenvolupats.

A part de l'interès que pugui tenir el projecte, m'ha cridat l'atenció el generador d'energia que acompanya els PCs. Atès que previsiblement els usuaris tindran dificultats per a carregar les bateries del PC, se l'acompanya d'una mena de yo-yo que genera energia elèctrica.

Una bona idea!

Si els nostres ginys portàtils (PDAs, telèfons mòbils, etc.) s'haguessin de carregar així, de ben segur estalviaríem molta energia.

http://spectrum.ieee.org/apr07/4985

Avió-ocell

En el número de maig de la revista IEEE Spectrum surt un article sobre un curiós model d'avió.

No porta motor i vola movent les ales gràcies a un material que es deforma amb el camp elèctric. Aquest camp elèctric, alimentat per una capa fotovoltaica de les pròpies ales, es controla en les diferents part de l'ala per tal que descrigui el moviment desitjat.

http://spectrum.ieee.org/may07/5050

PC de baix consum

En el número d'abril de la revista IEEE Spectrum hi ha un article sobre uns portàtils molt robustos i econòmics que s'han dissenyat per a equipar els escolars dels països poc desenvolupats.

Atès que les condicions d'utilització d'aquests PC no permetran una alimentació elèctrica de qualitat, el dissenyador ha tingut presents unes quantes mesures per a estalviar energia. Per exemple, la pantalla només mostra colors quan realment cal, la pantalla només gasta energia quan es canvia però no mentre està mostrant la mateixa imatge, etc.

Amb la quantitat de PC que hi ha al món, si tots fóssin així podríem estalviar molta energia.

http://spectrum.ieee.org/apr07/4985

Congrés sobre la formació dels nous enginyers

Les associacions IEEE i VDE organitzen un congrés per a parlar sobre l'increment de la demanda d'enginyers i enginyeres i dels seus foormadors i formadores de cara al període 2010-2020.

 Sembla doncs que la manca de titulats i titulades d'enginyeria és important a tot el món. Fixem-nos, que totes dues associacions són de l'àmbit de l'enginyeria elèctrica.

Més informació sobre el congrés:

http://www.ieee.org/web/education/preuniversity/globalsummit/index.html

Qualitat del subministrament elèctric

En les darreres setmanes aquest tema ha estat "de moda" a causa l'apagada que hi va haver el 23 de juliol a Barcelona. Precisament el mes vinent es fa a Barcelona un congrés en el que el tema més important és la qualitat del subministrament.

http://www.epqu2007.com/frontal/default.asp

Cotxes de competició; per què no elèctrics?

Al número de febrer de la revista IEEE Spectrum surt un article que fa referència a un enginyer que dissenya vehicles elèctrics per a competició.

Els vehicles elèctrics tenen molt bones prestacions i ... no fan soroll!

http://spectrum.ieee.org/feb07/4898

La manca d'enginyers/es elèctrics/ques, un tema recurrent

Avui he estat a les Jornades Europees d'Energia: Eficiència Energètica, Seguretat i Sostenibilitat (http://www.citcea.upc.edu/jornades/index.php?id=3&lang=ca). Ha tornat a sortir el tema de la manca de persones que cursin enginyeria elèctrica i els problemes que tenen les empreses per a trobar gent qualificada.

Hem de veure com evoluciona la matrícula de cara al proper curs.

"Cogeneració" a casa

En el número d'abril de la revista IEEE Spectrum he llegit un article interessant.

Generar electricitat per combustió és un procés força ineficient. Si a aquestes pèrdues hi sumem les de transport i distribució, el rendiment encara és més baix.

En aquells llocs on la calefacció s'utilitza molts dies a l'any, pot ser interessant aprofitar el sistema de calefacció per a generar simultàniament electricitat. Això és precisament el que es proposa en aquest article.

http://spectrum.ieee.org/apr07/5010

Què és un brown-out?

La paraula brown-out té el seu origen en la paraula black-out, de la qual n'és una variació.

Un black-out és una apagada, és a dir una manca de subministrament elèctric. Ho podríem traduir per "apagada negra".

Un brown-out és una baixada llarga de tensió durant un temps relativament llarg (minuts, hores). Pot ser a causa d'un excés de càrrega a la xarxa o per una inadequada regulació dels transformadors.

Fa uns anys el brown-out era una estratègia que feien servir les companyies subministradores (especialment a Estats Units) per a fer front als excessos de consum que no podien assumir. En baixar la tensió, el corrent també disminuia i, per tant, la potència també.

A l'actualitat aquesta estratègia és poc recomanable ja que les càrregues electròniques responen a les baixades de tensió augmentant el corrent i intentant mantenir la potència. Això fa que en baixar la tensió, el corrent no disminueixi gaire o potser augmenti, segons la proporció de càrregues electròniques que hi hagi.

L'electrodomèstic que més consumeix

Si ens preguntessin "Quin és l'electrodomèstic que més consumeix?", què contestaríem?

N'hi ha que contestarien "la rentadora" o "l'assecadora" i altres contestarien "la nevera".

Una rentadora o una assecadora tenen potències de l'ordre dels 2000 W mentre que una nevera té una potència de l'ordre de 200 W. Està clar doncs que qui consumeix més potència és la rentadora o l'assecadora i no pas la nevera.

Però qui ens ha contestat que era la nevera, no s'ha equivocat pas. El problema és que la pregunta era incompleta ja que no ens deien si es referien a consum de potència o d'energia.

L'electrodomèstic que més energia consumeix sí que probablement sigui la nevera ja que funciona moltes hores al dia i l'energia és la potència multiplicada pel temps durant el qual es consumeix.

Les pèrdues en la distribució elèctrica

Rellegint les transparències de les ponències de la Jornada d’eficiència energètica en la distribució de l’energia elèctrica (http://catedraendesared.citcea.upc.edu/jornades/index.php?id=16) he vist que dos dels ponents van fer esment de les pèrdues en els transformadors de distribució.

Segons aquests ponents, les pèrdues dels transformadors de distribució (MT/BT) suposen 55 TWh (55 milers de milions de kWh) de pèrdues; l'equivalent a 20 milions de tones de CO₂.

És a dir, les pèrdues dels transformadors de distribució europeus equivalen a l'energia de 8 centrals nuclears.

Segons deien, utilitzant tecnologies existents de transformadors eficients es podrien reduir aquestes pèrdues quasi a la meitat. El problema és que a la majoria d'aquests transformadors encara els queda molta vida per davant.

Les pèrdues de les fonts d'alimentació

Les nostres llars i les nostres oficines estan plenes d'aparells electrònics (audio, vídeo, informàtica, microones, etc.).

La gran majoria d'aquests aparells tenen una font d'alimentació que converteix el corrent altern en el corrent continu que necessita l'equip per al seu funcionament.

El problema és que les fonts d'alimentació de molts d'aquests aparells, especialment els transformadors, són molt ineficients en comparació amb elements similars de potències molt més grans. A nivell individual les pèrdues són molt poques en valor absolut (encara que importants en percentatge) però el volum total de la potència perduda en una llar o en una oficina és important.

En aquest sentit hi ha alguns col·lectius que defensen que a les nostres llars i oficines s'hi posi una segona instal·lació en corrent continu de molt baixa tensió per alimentar, a una tensió normalitzada, tots els aparells electrònics. D'aquesta manera la font d'alimentació podria ser única per a tot l'edifici i molt més eficient.

Els diferencials de les sales informàtiques

Un problema força freqüent en les sales informàtiques noves és que els diferencials saltin sovint, especialment en dies humits.

La causa del problema és que els ordinadors, com molts altres dispositius electrònics, tenen uns petits condensadors entre cada un dels borns de l'endoll i terra que tenen per missió filtrar el soroll d'alta freqüència.

Cada un d'aquests condensadors deixa passar una petita quantitat de corrent a terra que és del tot normal. El problema és que quan hi ha uns quants ordinadors a la mateixa instal·lació la suma d'aquests corrents ja no és tant petita i pot fer saltar el diferencial. Cal tenir present que un diferencial dels d'ús habitual pot desconnectar amb fuites a terra superiors a 15 mA, que no costa gaire d'arribar-hi.

La solució és no posar gaires PCs al mateix diferencial, és a dir sectoritzar la instal·lació. També cal evitar utilitzar diferencials trifàsics (tetrapolars). Si els ordinadors són monofàsics, posem un diferencial per a cada sector i en tot cas els repartim entre les fases.

Stand-by

Molts aparells electrònics, cada cop més, tenen el que s'anomena "stand-by" que és un mode d'espera en el que gasten molt poca energia.

La primera finalitat d'aquest mode de funcionament era que l'aparell estigués vigilant l'arribada d'una ordre procedent del comandament a distància i era habitual que els aparells tinguessin un interruptor que en fes l'apagat total. D'aquesta manera l'usuari podia triar entre deixar-lo en "stand-by" o apagat. La majoria d'aparells tenen algun llumet o rellotge que es manté encès en "stand-by" però cal tenir present que les pèrdues de la font d'alimentació poden ser tant o més grosses que la potència utilitzada realment.

Cada cop més, però, trobem aparells que no tenen interruptor i, per tant, el mode "stand-by" és obligatori a nivell pràctic ja que la única manera d'evitar-ho és desendollar l'aparell. El més curiós és que alguns d'aquests aparells ni tant sols tenen comandament a distància; és a dir que la única utilitat del mode "stand-by" és el rellotge.

Us proposo comptar tots els aparells de casa vostra que porten rellotge (i no són rellotges). Quin percentatge marquen l'hora exacta?

La paradoxa de les làmpades halògenes

Les làmpades halògenes tenen l'avantatge respecte a les incandescents normals de que duren molt més ja que el filament és capaç de regenerar-se.

En les làmpades d'incandescència normals (conegudes com bombetes) el filament es va evaporant i es diposita en el vidre. A mida que passa el temps el vidre es torna més fosc i opac disminuïnt el rendiment lluminós. Al mateix temps el filament es fa més prim i arriba un dia en que es fon, normalment a l'encendre que és quan hi ha el pic de corrent de l'engegada.

En les làmpades halògenes el tungstè que s'evapora del filament es combina amb l'halògen (habitualment iode) que omple l'ampolla i dóna lloc a un compost (iodur de tungstè). Aquest compost tendeix a anar cap al filament i quan el toca, a causa de l'escalfor, es descomposa tornant a deixar el tungstè al filament. Aquest procés s'anomena cicle del tungstè.

Però el cicle del tungstè només funciona si la temperatura del filament és molt alta, si la temperatura és més baixa el tungstè ja no torna al filament. Per això no és gens convenient regular la lluminositat de les làmpades halògenes ja que en regular la temperatura del filament disminueix.

Curiosament, moltes làmpades halògenes es comercialitzen amb regulador incorporat.

Transport d'energia sense fils

Avui el diari ABC publica una curiosa notícia: Científicos del MIT consiguen la «witricidad», electricidad sin cables. Podeu llegir-la a:http://www.abc.es/hemeroteca/historico-08-06-2007/abc/Tecnologia/cientificos-del-mit-consiguen-la-witricidad-electricidad-sin-cables_1633582030247.html

El mètode és enginyós ja que permet transmetre alguns watts a una distància de pocs metres sense connexió per cable. La idea es basa en els convertidors ressonants i en el teorema de la màxima transferència de potència.

El que no ens diuen és que cal que les bobines estiguin ben orientades i, per tant, l'invent no serveix per aparells que es mouen sinó que cal que l'aparell estigui en una posició adequada respecte l'emissor i amb l'orientació correcta.

Tampoc ens parlen de rendiment, però l'experiència ens diu que això no és fàcilment extrapolable a distàncies més grans ni a potències més grosses, per tant es queda només per a petits aparells electrònics.

De fet, l'invent no és nou. Potser fa 30 anys del primer cop que vaig sentir parlar dels "transistors" sense piles. Fa 30 anys (i abans també) li deiem transistor a un receptor de ràdio que funcionava amb transistors (enlloc de vàlvules) i, per tant, era portàtil. N'hi havia algun model que funcionava sense piles ja que era capaç d'agafar l'energia del camp electromagnètic de l'ambient. El problema és que no tenia prou potència per a un altaveu i funcionava amb auricular.

Finalment un darrer detall. Ara que molta gent defensa (sense que estigui clàrament demostrat) que els camps electromagnètics poden ser perjudicials per a la salut ens trobem algú que ens proposa posar a la nostra llar o despatx un generador de camps electromagnètics amb la única finalitat d'estalviar-nos quatre metres de cable. Sembla un contrasentit, no?

Estalviadors de bombetes

Les làmpades d'incandescència (també conegudes com bombetes) tene el problema que es fonen. I normalment es fonen al moment d'encendre. Anem a veure'n el motiu.

El filament d'una bombeta treballa a temperatures molt altes (més de 1000ºC). En el moment d'encendre la resistència del filament és molt més baixa ja que la resistència augmenta amb la temperatura. Així doncs en el moment d'encendre la bombeta el pic de corrent és molt alt i disminueix ràpidament en escalfar-se el filament.

Si a casa vostra teniu moltes bombetes podeu provar d'encendre-les totes una darrera l'altra i veureu que no passa res. Tot seguit (sense apagar-les) desconnecteu l'interruptor general, espereu un minut i el torneu a connectar. Probablement salti l'interruptor immediatament ja que en veure de cop els pics de corrent de totes les bombetes es pensarà que hi ha un curtcircuit.

Hi ha al mercat uns aparells anomenats estalviadors de bombetes. Es tracta d'un petit circuit electrònic que, aprofitant que el corrent altern passa per zero cada 10 milisegons, connecta la bombeta just al pas per zero i així l'encesa és més suau fent que la bombeta trigui més mesos a fondre's.

Convertidors a les màquines de rentar roba

Les màquines clàssiques de rentar roba funcionen amb un motor de dues velocitats, una per al rentat i una per al centrifugat. Aquest sistema feia que tota la roba fos tractada igual i la única cosa que es podia fer per la roba delicada era fer més aturades en el cicle de rentat i evitar el centrifugat.

Ara comencem a trobar màquines de rentar que incorporen un convertidor (normalment un ondulador) en l'alimentació del motor, que passa a ser un motor d'inducció dels més senzills. Aquesta nova configuració permet tenir velocitats de rentat i centrifugat diferents segons el tipus de roba. A més permet fer una arrencada suau del motor evitant així que la màquina es mogui i allargant la vida dels coixinets.

L'ondulador pot ser un ondulador molt senzill i es pot fer a mida per aquesta aplicació ja que calen només unes poques velocitats (entre 3 i 5) i això simplifica el control. Atès que el nombre d'unitats a l'any és molt elevat pot sortir a un preu no gaire més gran que el del motor de dues velocitats; d'aquesta manera el preu final, ateses les millors prestacions, pot ser força competitiu.

Se m'ha reiniciat l'ordinador ... per culpa d'un llamp

Moltes vegades quan hi ha tempesta veiem que els llums s'apaguen durant un instant i després tornen a encendre's normalment; i si tenim l'ordinador engegat, es reinicia. Normalment és per culpa d'un llamp.

Quan un llamp cau a una línia o prop d'ella es produeix una sobretensió a la línia. Hi ha uns aparells (anomenats parallamps) que s'encarreguen de desviar a terra l'energia del llamp; però per fer-ho produeixen un curtcircuit instantani que és el que ens reinicia el PC. Si no hi hagués el parallamps la sobretensió probablement ens reiniciaria el PC.

De la mateixa manera que es reinicia el PC, els sistemes de control dels equips industrials també seran probablement reiniciats amb les corresponents aturades i pèrdues.

Si tinguessim un sistema d'alimentació ininterrompuda (SAI, UPS en anglès) probablement ho hauríem evitat.

Estalviadors d'energia per als motors

Els motors elèctrics de corrent altern d'ús més habitual (motors assíncrons o d'inducció) tenen l'inconvenient que consumeixen quasi el mateix corrent quan estan en buit que quan estan en càrrega. En algunes aplicacions en que el motor només treballa en càrrega un percentatge baix del temps l'estalvi d'energia pot ser important.

Podem millorar molt l'eficiència amb un convertidor que redueixi la tensió d'alimentació del motor mentre aquest està en buit i així es redueix el consum. El sistema de control del convertidor ha de detectar l'augment de corrent que es produeix quan el motor entra en càrrega per tal d'augmentar la tensió fins al valor nominal.

Aquest sistema s'utilitza ja en moltes aplicacions (les serres industrials van ser de les primeres) i el podem trobar sovint en les escales mecàniques més modernes que funcionen lentament quan no hi ha ningú i es posen a la velocitat correcta quan detecten que hi ha algú.

El fet d'usar aquest convertidor també permet fer una arrencada suau del motor, reduint el pic de corrent que es produeix a l'arrencar. Aquests dispositius se'ls anomena indistintament arrencadors estàtics o estalviadors.

En el cas concret de les escales mecàniques seria possible tenir l'escala aturada i que un sensor (per exemple fotoelèctric) detectés que s'acosta algú i les posés en marxa. Un dels motius pels que no es fa és que molta gent pensaria que l'escala no funciona i ja no s'hi acostaria.

És possible un futur 100% renovable

Aquesta és una pregunta habitual i que té grans defensors d'una i altra resposta. Les energies renovables a les que estem ara acostumats (eòlica, solar, minihidràulica) i algunes de les que sembla que aviat vindran amb força (mareomotriu, onades) tenen el problema de ser molt variables i poc predecibles. Actualment això obliga a tenir en funcionament altres centrals més estables (tèrmiques i nuclears) per a garantir l'estabilitat del sistema i altres més controlables (hidràuliques) per a poder seguir les variacions de la càrrega i de la generació renovable.

Una possible opció per assolir més penetració de les renovables és l'emmagatzemament d'energia. En les darreres dècades aquest emmagatzemament (que va a començar a ser necessari al nostre païs amb l'inici de les nuclears) es basava en les centrals hidràuliques reversibles però ara aquest model ja està desfassat. Diuen que aviat l'hidrogen permetrà emmagatzemar fàcilment l'energia però actualment la tecnologia no està prou madura.

Una segona opció seria la substitució de les centrals de base (nuclears i tèrmiques) per centrals de biomassa. Aquesta tecnologia avança amb força i potser en una o dues dècades ens anirem acostant a un model molt més renovable.

Qualitat de l'alimentació elèctrica a les estacions d'esquí

La qualitat de l'alimentació elèctrica és cada cop més important. Un percentatge cada cop més alt d'aparells elèctrics estan controlats amb microprocessador i estan accionats per convertidors estàtics.

Els convertidors estàtics són sensibles a la qualitat de l'alimentació elèctrica i segons el tipus de pertorbació a la que estan sotmesos pot destruir-se algun component (tiristor, transistor) del convertidor. Això és especialment probable quan, a causa de la pertorbació, el sistema de control del convertidor detecta un pas per zero quan no toca i dispara incorrectament la conducció dels transistors o tiristors la qual cosa pot provocar un curtcircuit intern.

Les estacions d'esquí solen estar en llocs apartats de les subestacions elèctriques i se solen alimentar per una línia que si no és exclusiva poc li falta. En aquestes instal·lacions la potència de cada remuntador és un percentatge important de la capacitat de la línia.

En aquestes condicions les pertorbacions poden ser més significatives i és fàcil que cada arrencada o variació de càrrega d'un remuntador afecti al correcte funcionament dels altres. En aquests casos és crític el disseny de la instal·lació i el dimensionament de bobines, transformadors, línies etc. per tal d'evitar al màxim aquests efectes.

A més, no oblidem que cada avaria a un remuntador implica que aquest s'atura amb un munt de persones "atrapades".

Manquen enginyers industrials amb l'especialitat (intensificació) elèctrica

Avui he tingut ocasió de parlar amb unes quantes persones amb càrrecs de responsabilitat tant a FECSA-ENDESA com a GESA-ENDESA. Em deien que els costa trobar enginyers del perfil que consideren adequat i em preguntàven quants enginyers industrials amb l'especialitat elèctrica sortien cada any.

Jo els he contestat que entre Barcelona i Terrassa uns 15 cada any i s'han posat les mans al cap. Diuen que amb això n'hi ha per una o dues empreses i que se'n necessiten molts més. Els que havíen estudiat a l'ETSEIB (que eren la majoria) recordàven que a la seva època (i a la meva també) en sortien uns 60 cada any.

La pregunta és, per què? Com és que els estudiants es deixen atreure per especialitats (intensificacions) més mediàtiques encara que les posibilitats de colocació siguin més dubtoses que no pas per les que tenen colocació assegurada?

Les puntes de potència en l'alimentació d'un tren

En els trens, la punta de consum en el sistema de tracció es produeix en el moment d'arrencar ja que en aquest moment és quan cal vèncer la inèrcia i accelerar el tren. Després, al llarg del recorregut, el consum de potència és menor ja que només cal mantenir la velocitat assolida.

Però molts dels serveis auxiliars que més consumeixen també tenen el seu màxim consum a l'arrencar. Per exemple l'aire condicionat ha posat la temperatura en el valor adequat abans d'arribar a l'estació; però en aquesta es produeix una variació important de la temperatura doncs es produeix una renovació de l'aire i entren i surten persones. Això fa que just al moment de sortir de l'estació sigui quan l'aire condicionat detecta una màxima diferència de temperatura i, per tant, es posa a treballar a màxima potència.

Actualment s'està treballant amb sistemes de control per als serveis auxiliars que procurin evitar el seu funcionament a l'arrencada del tren utilitzant sistemes experts que preveuen la propera aturada i el temps fins a l'aturada següent.

Automatització industrial

Entenem per automatització industrial al fet que un procés o sistema evolucioni sense intervenció directa d'un operador. Els sistemes tradicionals d'automatització industrial recollien les entrades procedents de polsadors, sensors, etc. i mitjançant un automatisme fet amb relés o vàlvules pneumàtiques accionàven unes sortides on es connectaven motors, cilindres pneumàtics, etc.

Aquests automatismes voluminosos, sorollosos i que necessiten molt manteniment han estat substituïts per uns altres automatismes programables, els autòmats programables industrials.

Aquests autòmats programables reben els senyals d'entrada i actúen sobre les sortides seguint un programa que normalment el pot desenvolupar una persona sense coneixements de programació informàtica. Sovint aquests llenguatges de programació es base en els propis circuits de relés tradicionals.

Els autòmats programables actuals es comuniquen en xarxa, tenen entrades i sortides distribuïdes, tenen sistemes operatius especialment segurs, incorporen targetes específiques per a funcions habituals i un llarg etcètera i la seva evolució és molt ràpida incorporant cada cop més prestacions.

Entre els elements que es poden connectar a les xarxes d'autòmats destaquen els terminals gràfics i els PCs amb programes SCADA. Tots dos permeten (un en planta i l'altra a l'oficina) la visualització de l'estat del procés i la modificació de paràmetres com si d'un quadre sinòptic es tractés. Aquests sinòptics animats poden ser modificats fàcilment i permeten una visualització i interacció molt versàtil.

Els accionaments elèctrics

Tradicionalment els motors elèctrics han funcionat a la velocitat que els corresponia i s'escollia un tipus de motor o un altre en funció de les seves característiques esforç-velocitat i de les seves particularitats a l'arrencada. De fet les primeres fàbriques i tallers amb motor elèctric tenien un únic motor i el seu esforç es transmetia als diferents mecanismes utilitzant politges i corretges.

Amb el temps això va esdevenir insuficient i van començar a haver-hi els primers variadors de velocitat en els que variant la tensió i/o la freqüencia d'alimentació s'aconseguia variar la velocitat del motor. L'electrònica de potència va permetre donar un fort salt endavant ja que aquesta variació de velocitat es podia fer de manera senzilla, còmoda i eficient.

La millora en els sistemes de control va permetre que utilitzant els sensors adequats es pugués aconseguir accionaments amb molt bones prestacions com velocitat constant independent de la càrrega, força a velocitat nul·la, recuperació a la xarxa elèctrica de l'energia de frenat, etc.

Els reptes actuals estan en millorar encara més aquestes prestacions i intentar fer-ho utilitzant els mínims sensors possibles o, fins i tot, sense cap sensor. Això permet accionaments més versàtils i flexibles utilitzant motors convencionals. El que cal és dominar les màquines elèctriques i un coneixement profund de l'electrònica de potència i els sistemes de control.

Energia solar: seguretat o disponibilitat

Les instal·lacions d'energia solar petites i mitjanes solen estar connectades a la xarxa elèctrica de distribució en baixa tensió a través de la connexió de l'edifici; és a dir, com si fossin un consumidor.

Quan hi ha una apagada elèctrica, la instal·lació queda connectada amb alguns consumidors veïns però desconnectada de la xarxa elèctrica. En aquestes circumstàncies, què ha de fer la instal·lació solar?

A primer cop d'ull podríem pensar que cal que la instal·lació solar segueixi generant energia però convenientment protegida per tal que els consumidors veïns no la sobrecarreguin. Sens dubte és la solució econòmicament més interessant.

Però si analitzem en detall veurem que cal que la instal·lació solar es desconnecti ja que pot donar lloc a un risc elèctric als operaris que hagin de manipular la instal·lació. Cal pensar que és possible que l'operari comprovi l'absència de tensió a la instal·lació quan hi ha un núvol i que després el núvol marxi posant en risc l'operari.

Així doncs els sistemes de control de les instal·lacions solars han de detectar les fallades de xarxa i desconnectar la instal·lació. Però això no és fàcil. Ja hi ha diversos mètodes per a detectar la fallada de xarxa però cap d'ells és totalment fiable, potser desconnecten quan no cal (amb el corresponent greuge econòmic) o potser no desconnecten quan cal (amb el corresponent risc). És un tema que està en permanent recerca i innovació per a trobar mètodes més segurs i fiables.

L'enginyeria elèctrica a la tracció d'un tren

Són molts els elements elèctrics que hi ha dins un tren, alguns són molt evidents com l'enllumenat, el condicionament d'aire o els motors de tracció que fan avançar el tren i altres poden passar més desapercebuts com tots els automatismes que gestionen el funcionament del tren.

L'energia del tren prové de la catenària i pot ser en corrent continu o altern. Les tensions habituals estan entre 500 V i 3000 V i cada xarxa (metro, tramvia, ADIF-RENFE, FGC) té la seva. El cas de l'AVE és una mica especial ja que l'alimentació de la catenària és a 25 kV de corrent altern.

El sistema de tracció del tren ha de controlar els motors per tal de fer una arrencada suau però amb molta potència (per a vèncer la inèrcia a l'arrencada) i després ha de variar la velocitat sense brusquetats. Normalment treballen amb diversos motors amb paral·lel. En el cas dels trens amb diversos cotxes tractors (com en el metro, trens de rodalies, etc.) els motors dels cotxes tractors treballen en paral·lel entre si de manera que cada cop que a un tren se li afegeix o treu una unitat cal que el sistema de control ho tingui en consideració.

Si els motors de tracció són de corrent continu cal un convertidor anomenat trossejador o "chopper" per a variar-ne la velocitat mentre que si són de corrent altern s'utilitza un ondulador. En alguns models de trens es pot veure (des de l'andana oposada a la que estan aturats) unes caixes o portelles a la part inferior on hi diu el nom del convertidor que hi ha dins.

A l'hora de frenar els convertidors extreuen energia del motor (que actúa com a generador a la frenada) i la retornen a la catenària. Si la catenària està sense alimentar en aquell moment o no pot absorbir l'energia de frenada llavors aquesta s'envia a unes resistències. Quan un tren frena utilitzant les resistències és probable que faci una certa pudor de cremat ja que a l'escalfar-se les resistències es crema la pols que poden tenir acumulada.

Enginyeria industrial intensificació elèctrica a l'ETSEIB

L'assignatura "Convertidors" és la que ens serveix com a indicador del volum d'estudiantes i estudiants a la intensificació elèctrica de l'enginyeria industrial a l'ETSEIB ja que és l'assignatura de pre-projecte. Fa uns anys (entre 1997-98 i 2000-01) el nombre d'estudiants oscil·lava al voltant dels 20. Actualment (de 2003-04 fins ara) oscil·la al voltant dels 10.

Recordem que amb el pla d'estudis del 64 el nombre d'estudiants de la intensificació elèctrica de l'enginyeria industrial a l'ETSEIB estava al voltant de 50-60.

A la gràfica es mostra l'evolució d'aquests estudiants en els darrers 10 cursos.

Benvinguts al Blog

Us donem la benvinguda a aquest blog que té com a objectiu ser un espai de comentari i debat sobre l'Enginyeria Elèctrica i la seva presència a la societat actual. Per participar cal registrar-se i es fa de manera gratuïta. És un procés ràpid i senzill que només hauràs de fer el primer cop.

Moltes gràcies i esperem les teves aportacions.