Centro de Estudios de Técnicas Aplicadas
El Centro de Estudios de Técnicas Aplicadas, a través del Área de INGENIERÍA AMBIENTAL, comenzó estudios, para la Dirección General de Calidad y Evaluación Ambiental, relacionados con la búsqueda de especies leñosas susceptibles de colonizar las medianas de autovías y autopistas; análisis de la efectividad de los pasos de fauna construidos para salvar infraestructuras de transporte terrestre; validación del método de simulación del hábitat físico para la fijación de caudales ecológicos; validación hidrobiológica del método del caudal básico de mantenimiento en el cálculo de caudales con fines ambientales, así como varios estudios previos a declaraciones de impacto ambiental de infraestructuras de transporte terrestre. Para la Dirección General de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas, se han realizado trabajos destinados a la caracterización ecológica de la vegetación riparia de la mitad septentrional de la España peninsular, así como un estudio de síntesis y análisis del estado actual del conocimiento de las variables ambientales del estuario del Guadiana. También se ha colaborado en trabajos relacionados con el análisis ambiental del Plan Hidrológico Nacional. En el campo de la contaminación por ruido, se han preparado para la Dirección General de Carreteras diversos informes, entre los que destacan los más de 100 km del estudio integral de ruido producido por el tráfico de la N-340 entre El Rincón de la Victoria y Estepona. Para el Ente Público AENA, se llevó a cabo un estudio de previsión de niveles sonoros para la ampliación del aeropuerto de Barcelona.
En el Área de APLICACIONES ISOTÓPICAS se ha continuado con las investigaciones del flujo subterráneo de aguas en la zona del vertedero de residuos industriales de Santovenia de Pisuerga (Valladolid) y se finalizaron los trabajos en las proximidades de la cerrada de la proyectada presa de Santa Liestra (Huesca). En la cuenca del Júcar se continuaron los estudios en los embalses de Tous (Valencia), Bellús (Valencia), Arquillo de San Blas (Teruel) y Ulldecona (Castellón de la Plana) y se comenzaron nuevos trabajos en los embalses de Algar (Valencia) y Contreras (Cuenca). Se trabajó también en el entorno del embalse de Giribaile (Jaén), estudios que se prolongarán al 2001. Para el Canal de Isabel II, se realizó un estudio en diez pozos en el terciario detrítico de Madrid, mediante datación con tritio y carbono-14.
Efectos ambientales de actividades mineras en paisaje.
También se estudiaron las condiciones hidrogeológicas de los depósitos de residuos mineros en la provincia de Huelva de Presur S.A., Río Tinto S.A., Almagrera S.A., Filón Sur S.A. y Fertiberia S.A. al igual que en el curso del río Odiel. Como estudio de investigación y colaboración con el programa de la IAEA/WMO Global Network for Isotopes in Precipitation (GNIP), se ha puesto en marcha una red nacional para la medida de isótopos estables y tritio en las precipitaciones.
En el Área de la VIGILANCIA RADIOLÓGICA AMBIENTAL se continuó con la gestión y las determinaciones analíticas y radiológicas (Alfa, Beta, Beta resto, Espectros Gamma y Tritio) de las distintas redes de vigilancia ambiental (aguas continentales, aguas costeras, abastecimientos del Canal de Isabel II, Mancomunidad de los Canales del Taibilla y entorno de las instalaciones nucleares existentes en España). Se dio un fuerte impulso a las mejoras de las determinaciones de los índices de actividad beta y alfa por coprecipitación. Asimismo se está realizando la vigilancia radiológica de las aguas de la bahía de Algeciras.
Dentro del Área de TÉCNICAS FÍSICAS Y ELECTRÓNICAS, en lo que respecta a señalización ferroviaria, se finalizó el proyecto EMSET con las pruebas en línea de los prototipos ERTMS embarcados de ALCATEL, ALSTOM, ANSALDO & CSEE Transport y DIMETRONIC. Este proyecto ha sido financiado al 50% por la Comisión Europea a través del IV Programa Marco y los fondos de infraestructura del programa TEN. Los frutos de este proyecto han sido: 1) Se ensayaron con éxito todas las combinaciones de Eurobaliza / Antena&BTM de los fabricantes europeos (ADtranz, ALSTOM, ANSALDO y SIEMENS); 2) Todas las realizaciones del protocolo de Euroradio han sido probadas, con la participación en la segunda fase de ALSTOM, ANSALDO & CSEE Transport y DIMETRONIC; 3) Se ensayó en laboratorio y en vía la interoperabilidad funcional de los prototipos embarcados de ALCATEL, ALSTOM, ANSALDO & CSEE Transport y DIMETRONIC; 4) Se ha especificado, desarrollado, integrado y validado un conjunto de 37 herramientas de referencia que constituyen una base excelente para los procesos de certificación europeos; 5) Se especificó a nivel funcional y técnico un conjunto de 36 viajes de ensayos para el laboratorio y para la vía; 6) Los prototipos de Interface hombre-máquina han revelado una excelente acogida por parte de los conductores de alta velocidad encargados de la conducción durante los ensayos en línea.
En materia de electrónica de potencia y simulación se continuó con el proyecto de un almacenador cinético de energía (Proyecto "Seductor") a través de un convenio firmado con el CIEMAT. El primer prototipo alcanzó una velocidad de 20.000 rpm. Este desarrollo posee un gran número de aplicaciones en áreas tan diversas como aplicaciones ferroviarias, industria del automóvil, generación y transporte eléctricos y energías renovables. Además, se continuó con el proyecto de diseño y simulación de inversores de 3 niveles, financiado dentro del programa PROFIT del Ministerio de Ciencia y Tecnología, para ser aplicados en la conexión a red de aerogeneradores de alta potencia (1-3 MW), desarrollándose nuevas estrategias de control avanzado. También se ha firmado otro convenio con este Departamento para diseñar un sistema de filtro activo de IGBTs, que reduzca el rizado de las corrientes que alimentan el reactor de fusión TJ-II (ubicado en el CIEMAT) a valores de 4 A (en 30.000 A), lo que constituirá un hito en la alimentación de este tipo de reactores.
Laboratorio de radioquímica del Centro de Estudios de Técnicas Aplicadas.
En cuanto a instrumentación se ha puesto a punto el nuevo sistema de control y adquisición en tiempo real para el control de los vehículos y realización de ensayos en la pista de ensayos de firmes a escala real en el Centro de Estudios de Carreteras. En el Laboratorio de Geotecnia se ha entregado el sistema de adquisición para la medida de ensayos triaxiales de baja deformación, que permite registrar cualquier tipo de ensayo en el laboratorio de ensayos dinámicos. Además, se ha enviado e instalado el equipo desarrollado para la calibración de caudales en el río Arebush (Namibia), proyecto de I+D "Automatic Tracer Flow Gauging Stations in Ephemeral Rivers", proyecto que se ha realizado en colaboración con la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA) con fondos de la ONU para el desarrollo de Namibia.
En el campo de la superconductividad, todas las actividades realizadas se han venido desarrollando dentro del marco del Laboratorio Conjunto de Superconductividad Aplicada CEDEX-CIEMAT, creado en 1999. Tres han sido los campos en los que este laboratorio ha realizado sus desarrollos de Tecnología de Aceleradores, Gestión de la Energía y Sistemas Eléctricos de Potencia:
En el primer campo los trabajos más relevantes han sido:
- Construcción y entrega de un segundo cuadrupolo superconductor para el CERN. Este imán fue ensayado en sus instalaciones y es otro prototipo de una serie de unas setenta unidades para el futuro LHC (Large Hadron Colider).
- Construcción y entrega al CERN de cuatro tomas de alimentación de corriente superconductoras de 600 A, como prototipo de los alimentadores de los imanes correctores del LHC.
- Elaboración del proyecto de cálculo, diseño y evaluación económica de los conjuntos de imanes superconductores para el futuro acelerador TESLA 500 de Desy, en Hamburgo.
- Participación en el proyecto AMSII (Alpha Magnetic Spectrometer) para la colocación de un detector en la Estación Espacial Internacional, centrada en los aspectos relacionados con la alimentación del imán superconductor que incorpora el detector.
En el segundo campo destacan la construcción de un motor conmutado de reluctancia de 2 kW, que ya ha sido ensayado con resultados satisfactorios; la participación en la construcción de un equipo de alimentación electrónica para motores conmutados de reluctancia, ensayado en combinación con el motor anterior y la fabricación de bobinas para un motor de reluctancia de 50 kW, incluyendo la puesta a punto de utillajes y procesos.
Finalmente, en el último campo, la actividad principal fue la de participación en la construcción de un prototipo de limitador de corriente con barras de YBCO dentro de un proyecto Brite-Euram.
Primer prototipo de almacenador cinético y almacenador electrónico
En el campo de la INGENIERÍA COMPUTACIONAL, se desarrollaron modelos matemáticos para distintas entidades:
- Desarrollo y aplicación de modelos numéricos de flujos de derrubios en el embalse de Santa Liestra (Huesca) en sus fases de iniciación y propagación para Aguas de la Cuenca del Ebro, S.A. en colaboración con el Laboratorio de Geotecnia del CEDEX.
- Desarrollo y puesta a punto de modelos matemáticos para el análisis de estabilidad de vertederos urbanos y de modelos matemáticos para el análisis del transporte de contaminantes en suelos, ambas para el Laboratorio de Geotecnia.
- Para la Dirección General de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas se trabajó en el desarrollo y aplicación de modelos numéricos (elementos finitos) de flujos de derrubios en embalses en sus fases de iniciación y propagación.
Tren de ensayos en las pruebas del proyecto EMSET.
En cuanto a proyectos internacionales de investigación, cabe mencionar: Red europea ALERT - geomateriales; colaboración con la Universidad de Hohai (China); colaboración con el Instituto de Riesgos en Zonas Montañosas de la Academia de Ciencias China, en Chengdu; colaboraciones con las universidades de Swansea y Politécnica de Milán.
En el Área de INFORMACIÓN CIENTÍFICA Y TÉCNICA se gestionó el programa editorial del CEDEX, que incluye libros técnicos y cuatro números de la revista Ingeniería Civil, cuya relación detallada aparece en la separata de este documento.
La red de bibliotecas del CEDEX ha continuado con las tareas de información y documentación que, como unidad de apoyo, tiene asignadas. Su base de datos CATA incrementó su fondo con 1.900 nuevos títulos, contando en la actualidad con 105.150. Se ha continuado con la política de difusión de la información a través de Internet, mejorando para ello el diseño de las páginas web correspondientes al Servicio de Documentación.
En cuanto a documentación y bases de datos, se ha dado continuidad al proyecto SEMIDE (Sistema Euromediterráneo de Información en Materia de Agua), participando activamente en la unidad técnica, mediante el representante español en Sophia Antipolis (Francia) en el Comité Coordinador, marcando las directrices necesarias para poner en marcha los distintos puntos focales nacionales que integran este proyecto. El 27 de abril se puso en Internet HISPAGUA (Sistema Español de Información sobre el Agua), materializando así la iniciativa surgida de la Dirección General de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas en años pasados. Este portal temático, que ha sido el primer punto focal nacional activo dentro del proyecto SEMIDE, recoge la información existente en España en el ámbito del agua continental, presentándola clasificada en estas secciones: Instituciones, Documentación, Investigación, Formación y Datos sobre el agua. Su dirección URL es http://hispagua.cedex.es. En otro ámbito, siguiendo con el convenio establecido con la Dirección General de Carreteras del Ministerio de Fomento, se ha continuado con la transferencia de información técnica y los nuevos avances en materia de carreteras y transporte, enmarcadas en él, además de las tareas de preparación de las aportaciones españolas a la base de datos del programa DIIT (Documentación Internacional de Investigación en Transporte) de la OCDE, ya que este año ha ampliado su área de acción al transporte, donde el CEDEX ha continuado como Centro coordinador de la Red de centros de habla española, asumiendo nuevas funciones e incrementando la cooperación internacional. Además, mediante un nuevo convenio con la Subsecretaría del Ministerio de Fomento, para la cooperación con Iberoamérica, a fin de transferir información técnica en el campo del transporte, han tenido lugar unas estancias en el CEDEX (con objeto de completar y actualizar su formación) de expertos de Argentina, Chile, Cuba, México y Nicaragua, y también, la celebración en La Habana (Cuba), del IV Encuentro Anual de Centros DIIT de Habla Hispana, coincidiendo con la VII Reunión del Consejo de Directores de Carreteras de Iberia e Iberoamérica (DIRCAIBEA).
Durante el año 2000 el sistema de información de este Centro ha actualizado su equipamiento y herramientas software, prestando especial atención a los servicios y la funcionalidad específica relacionada con la transferencia de tecnología en el campo de la ingeniería civil y el medio ambiente asociado. Así, se han aumentado los puestos informáticos a disposición de los alumnos del Gabinete de Formación, y se ha incrementado el volumen de información gráfica y bases de datos consultables on line por los usuarios, gracias a los dispositivos de almacenamiento de gran capacidad de que se dispone.
En lo referente a formación, se organizaron 4 masters y 3 cursos internacionales, 14 cursos nacionales, 13 jornadas técnicas, 2 seminarios y un sympsium, tal como se indica en parte aneja a este documento.
MODELIZACIÓN DE DESLIZAMIENTOS RÁPIDOS DE LADERAS
Los deslizamientos rápidos de laderas causan en el mundo importantes daños tanto materiales como en vidas humanas. Desde el punto de vista ingenieril, su modelización presenta dificultades debido al cambio de comportamiento del material, que llega a comportarse como un fluido. El papel del agua intersticial es fundamental en muchos casos (flujos de derrubios, coladas de barro), aunque en otros se trata de un flujo de materiales secos (suelos de origen volcánico, avalanchas de rocas…). En la Fig.1 se da una vista aérea de Aberfan (Reino Unido) después de la catástrofe.
Es fundamental en estos casos proteger las zonas habitadas mediante obras de protección y de encauzamiento. Se pueden construir presas abiertas para filtrar los grandes bloques y evitar su choque con edificaciones y pilares de puentes, presas que estabilicen la pendiente del cauce, etc.
El Sector de Ingeniería Computacional del Centro de Estudios de Técnicas Aplicadas ha colaborado en el desarrollo de dos modelos de simulación de este tipo de problemas, habiéndolo aplicado a casos prácticos en los Pirineos y en China.
Los modelos desarrollados emplean leyes de comportamiento del material que tienen en cuenta la existencia de una tensión de fluencia que puede depender de la presión de confinamiento (fluidos friccionales). Estos modelos pueden emplearse también en problemas de propagación de ondas de avenida causadas por la rotura de una presa o de un gran depósito.
En la figura 2 se pueden ver los resultados de una simulación realizada para la colada de barro de Aberfan originada por la rotura repentina de un dique minero.
En la Fig.3 se muestran los resultados obtenidos en la simulación de la rotura de una presa.