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TERMOVIAL@ (patent pending) es un dispositivotextil electrotérmico diseñado para evitar lacongelación de la capa de rodadura de lascarreteras.
TEVA - MADRID - SPAIN - 2011 TE\~\
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Uso de malla texti/3D como elemento radiador térmico
• Elasticidad y adaptabilidad. Ventaja mecánica. Larga vida útil.
• Fácil consolidación con los materiales constructivos. Semaximiza la transferencia térmica. Ahorro energético.
• Radiador térmico y sensor termométrico en una única unidad.
• Fibras de muy reducida sección. Producción instantánea decalor con muy baja potencia. Seguridad en tareas de instalación,operación y mantenimiento.
• Reutilización de activos para producción textil clásica.
ácil transporte e instalación.
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TEVA - MADRID - SPAIN - 2011 m:\
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TERMOVIAL
Seguridad, Disponibilidad ySostenibilidad
Borja García UrquízaIngeniero Superior de Telecomunicación
-Gerente-
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INDICE
1- DESCRIPCiÓN DEL PRODUCTO
1.1 Plan estratégico y Encaje del Proyecto
1.2 Especificaciones Funcionales y Técnicas
2- ENSAYOS Y PROTOTIPADO
2.1 Construcción Prototipo para Modelización y Ensayos
2.2 Ensayos en Condiciones Atmosféricas Normales2.3 Ensayos en Condiciones Atmosféricas Controladas
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1. DESCRIPCiÓN DEL PRODUCTO
1.1 Objetivos del Producto
Se proyecta el diseño de un nuevo sistema para impedir la aparición de hielo en la
capa de rodadura de las carreteras en las que exista riesgo de esta clase de
fenómenos.
Las ventajas principales que aportará un sistema de este tipo son tres:
• Garantía de uso de la red vial que disponga del equipamiento descrito en
condiciones climatológicas adversas
• Aumento de la seguridad vial en condiciones climatológicas adversas
• No contaminación de tierras aledañas, acuíferos, etc. por uso de productos
clásicos para la prevención de heladas
• Se evitan daños a vehículos y a la propia vía por el uso de agentes corrosivos
Se proyecta el diseño de un sistema que alcance los objetivos descritos haciendo uso
de energía eléctrica e introduciendo una geomalla textil calefactable como elemento
radiante térmico.
A continuación se muestra un esquema descriptivo de los diferentes elementos
funcionales
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Geomalla Radiadora Térmica Textil
Unidad de Alimentación Baja Potencia
Unidad de Control I
Esquema de componentes
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1.2 Especificaciones Funcionales y Técnicas
Basándose en los conocimientos extraídos durante el desarrollo y ensayo de los
diferentes prototipos se diseñan las características específicas de los diferentes
componentes:
• Geomalla radiante textil: Es necesario aun especificar las características
precisas de materiales textiles a utilizar, así como patrones, diseños, etc.
de modo que se maximice la resistencia mecánica del conjunto, se
garantice la perfecta consolidación del material textil con el material
asfáltico y se optimice la transferencia termodinámica entre estos.
• Fuente de Alimentación: las características específicas de la fuente de
alimentación vendrán impuestas por la geometría y resistencia eléctrica
asociadas al conjunto textil calefactable. El objetivo de la fuente de
alimentación es suministrar alimentación eléctrica en el orden de
potencia de seguridad de modo estable y homogéneo en la totalidad de
la superficie de material textil calefactable. la ingeniería de detalle de
esta depende de la ingeniería de detalle del elemento radiante térmico.
• Unidad de Control: la unidad de control contiene los elementos de
sensorización, de modo que su ingeniería de detalle está íntimamente ('J
ligada a la de la Manta Radiante Térmica y por tanto es posterior. la
unidad de control funciona además como "trigger" de funcionamiento de
la Fuente de Alimentación con lo que la comunicación entre ambas
estará prevista.
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Diseño Industrial: Todos los elementos en intemperie, requieren de un completo
estudio de diseño industrial, que incluya aspectos como:
• Diseño antivandálico,
• Diseño con protección ambiental.
• Respeto del reglamento electrotécnico y otras normas específicas del
equipamiento de tráfico,
• Diseño que agilice las tareas de mantenimiento preventivo y correctivo
así como el montaje y la conectorización del conjunto,
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2. ENSAYOS Y PROTOTIPADO
A continuación se describen los diferentes ensayos que se han realizado hasta la fecha
para la validación de la tecnología proyectada:
2.1 Construcción prototipo para modelización y ensayos:
Para la construcción del perfil de carretera, se usan los siguientes materiales:
Garbancillo Lavado 5/12mm
Arena TM
Aglomerado asfa/tico en frío
Se simula en laboratorio una capa de base de 2S cm. conuna mezcla al 50% de garbancillo y arena mezclados. Seinstala un sensor térmico (Tl) en el eje longitudinal delcajón a una profundidad de 5-6 cm bajo el tejidocalefactable. El conjunto se compacta.
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Se utiliza como material calefactable hilo conductor 100% acero inoxidable tejido enmalla de poliéster. Ojo de malla de 5x10 cm. Se instalan dos sensores térmicos uno en elmismo hilo conductor (T2) y otro sobre el tejido.
Aplicación ycompactacióndel aglomeradoasfáltico
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El conjunto ya
compactado presentauna capa asfáltica de 8
cm. de grosor.
2.2 Ensayos en condiciones atmosféricas normales:
La tensión de alimentación se fija a 16 V. con una corriente de 2,23 Amp de modo que lapotencia eléctrica nunca supere los 34,4W.
Detalle delinstrumental de
medida
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A continuación se muestra reportaje fotográfico del comportamiento térmico delconjunto extraído a través de cámara infrarroja.
Detalle de la planta del conjunto durante la evolución del ensayo
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,Detalle de la superficie asfóltica durante la Detalle del alzado del cajón de ensayos y
evolución del ensayo - Temp. Superficial superior distribución de la radiación térmica.
e a una mano humana.
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Resultados:
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-TIERRA
-HILO
TEJIDO
-ASFALTO
-AMBIENTE
Evolución de los medidas extraídas de los diferentes sensorestermométricos instalados en el perfil de carretera
2.3 Ensayos en condiciones atmosféricas controladas:
Para el ensayo en condiciones atmosféricas controiadas se utiliza cámara climática, latemperatura ambiental se fija a -6,4 ºC y se monitoriza desde la propia cámara.
La temperatura de la superficie asfáltica se mide con una sonda de contacto y para estenuevo ensayo en atmosfera controlada ei conjunto de materiales y sondas ha sidohomogeneizado dejándolo enfriar durante 12 horas en la cámara climática.
Se utiliza el mismo prototipo de material textil calefactable, no se modifican tampoconinguno material del perfil de carretera.
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Detalle del conjunto en la cámara climática
Detalle del interior de lacámara climática. Observar
la formacián de hielo enzonas del interior del
material
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etalles-deLproceso denfriado del conjunto yde la cámara climática
utilizada.
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La tensión de alimentación se fija a 16 V. con una corriente de 1,89 Amp de modo que lapotencia eléctrica suministrada nunca supere los 30 W.
El ensayo consistió en elevar tres grados la temperatura de la superficie asfáltica en unaatmósfera forzada a -6,4 QC hasta una temperatura positiva de 1 grado centígrado.
Una vez alcanzada se parará la alimentación del conjunto de modo que se estudie elproceso de regreso a temperaturas negativas.
A continuación se muestran las gráficas de evolución de los diferentes componentes.
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PROYECTO: TERMOVIALInnovación en producto de seguridad vial para vialidad invernal
Se evita la aparición de hielo en carreteras mediante el uso de material textil 3D calefactable termoradiante
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MERCADOS
• Seguridad Vial• Conservación de
Carreteras
TERMOVIAL
• Desarrollar '!.Jn concer:to comp;2La.men~E! il1JYJo.'ador ensis~m3.s deI~l;"fmolóndi:'. 111¿.1o en c-.t! r(c::t~it$
• l\lf,lrfJ?lr fa >·lIna (JI df;! le. \,;spa de 1I\)(j~rhl(A en cftrre~era~ $1,!~¡~er.f;itJe~ diesutrir h,*lftda~
• ¡~l.lfflei.fltar 105 ~.er,¡'c¡o::. (fe oons,.e:rvadOIl de carreteras median:e lant'<Xillc<"ó"de equlp~l11l~nt" pmpo;;> p~ra _10 da~ fflema
Prototipo.. P~oducto '""ovador
Seguridad Vial
• Garantizar la vialidad invernal encondiciones de total seguridad
• Garantizar la factibilidad de lasolución para vialidad invernal entoda la red nacional de carreteras
Conservación de Carreteras
• Dilatar la vida útil de la capa derodadura mediante la integración deun elemento de inercia térmica
Innovacion
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Toxtll Calofactablo(~"Iso.'i;~€+)~" 't C~r~'ro'
• F1;;tTI ~:gITf:u\;:'al
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RE¡¡ULTALlO Del PROYECTO;• PROOI;I~TO INNOV"DOR rMA~LA TEXTIL. JO TE:RMORAoII'NT
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