Refugio modular extensible para terrenos de dificil acceso.

UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES Grado en Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto Autor: Andrés Torres Reques Tutor: Roberto Mostaza Fernández Valladolid, Julio de 2021 Departamento/Area_1: Ciencias de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Expresión Gráfica en la Ingeniería, Ingeniería Cartográfica, Geodesia y Fotogrametría, Ingeniería Mecánica e Ingeniería de los Procesos de Fabricación / Área de INGENIERÍA MECÁNICA REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Doy gracias a mis familiares y amigos, que me han apoyado en todo momento y han ofrecido su ayuda siempre que han podido. A mis compañeros, por haberme acompañado durante estos cuatro años y hacer que la experiencia de estudio haya sido increíble. Y por último a mi tutor y el resto de los profesores que se han visto implicados en mi formación, fomentando mi interés por el aprendizaje y lograr mis metas. 2 3 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 6 1.1. OBJETO Y JUSTIFICACIÓN ........................................................................................... 6 1.2. ALCANCE ................................................................................................................... 6 2. ESTADO DEL ARTE ............................................................................................................. 7 3. DISEÑO ........................................................................................................................... 16 4. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO .......................................................................................... 20 4.1. SISTEMA MODULAR ................................................................................................. 20 4.2. LA EXPANSIÓN ......................................................................................................... 26 4.3. TRANSPORTE ........................................................................................................... 33 4.4. INSTALACIÓN SOLAR ................................................................................................ 35 5. ILUMINACIÓN ................................................................................................................. 37 6. MATERIALES .................................................................................................................... 38 7. LÍNEAS FUTURAS ............................................................................................................. 40 8. CONCLUSIONES ............................................................................................................... 41 9. CÁLCULOS ....................................................................................................................... 42 9.1. PESO ........................................................................................................................ 42 9.1.1. CÁLCULO DEL PESO DE LA ESTRUCTURA METÁLICA .......................................... 42 9.1.2. CÁLCULO DE PANELES AISLANTES .................................................................... 43 9.1.3. CÁLCULO DEL PESO TOTAL ............................................................................... 44 9.2. ACCIONES EN ESTRUCTURAS ................................................................................... 46 9.2.1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 46 9.2.2. ELECCIÓN DE LOS PERFILES .............................................................................. 46 9.2.3. COMPOSICIÓN DEL DIBUJO .............................................................................. 47 9.2.4. HIPÓTESIS DE CARGA ....................................................................................... 48 9.2.5. CONCLUSIONES ................................................................................................ 56 9.3. ACCIONES PERMANENTES ....................................................................................... 57 9.3.1. PESO PROPIO ................................................................................................... 57 9.3.2. NIEVE ............................................................................................................... 57 9.3.3. VIENTO ............................................................................................................ 58 9.4. CÁLCULO DE INSTALACIÓN SOLAR ........................................................................... 64 9.4.1. CÁLCULO DE CONSUMOS ESTIMADOS.............................................................. 64 9.4.2. CÁLCULO DE HSP .............................................................................................. 65 9.4.3. CÁLCULO DE PLACAS O PANELES ...................................................................... 67 9.4.4. SELECCIÓN DE BATERÍAS .................................................................................. 68 4 9.4.5. SELECCIÓN DE INVERSOR ................................................................................. 68 9.4.6. COMPROBACIÓN DE RENDIMIENTO ................................................................. 68 10. BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 71 9.1. PATENTES ..................................................................................................................... 71 9.2. PÁGINAS WEB .............................................................................................................. 73 9.3. LIBROS Y ARTÍCULOS .................................................................................................... 75 9.5. PROGRAMAS UTILIZADOS ............................................................................................. 76 11. ANEJOS........................................................................................................................ 77 11.1. ELEMENTOS COMERCIALES .................................................................................. 77 11.1.1. PUERTA ............................................................................................................ 77 11.1.2. VENTANA ......................................................................................................... 78 11.1.3. GUÍAS .............................................................................................................. 79 11.1.4. BOMBILLA ........................................................................................................ 80 10.1.4. BURLETE DE GOMA PARA JUNTAS .................................................................... 82 10.1.5. PANELES SANWICH .......................................................................................... 83 10.1.6. TRAMEX ........................................................................................................... 86 10.1.7. AGARRADERA .................................................................................................. 88 10.1.8. PASADORES Y CERROJOS .................................................................................. 88 10.1.9. PANELES SOLARES ............................................................................................ 90 10.1.10. INVERSOR .................................................................................................... 92 10.1.11. BATERÍA ....................................................................................................... 93 10.2. ANEJO DE PLANOS ............................................................................................... 95 5 6 1. INTRODUCCIÓN 1.1. OBJETO Y JUSTIFICACIÓN El objeto del presente proyecto consiste en el diseño de un refugio extensible y modular que pueda ser instalado en terrenos de complicado acceso para vehículos que lleven grandes cargas. Algunos ejemplos de estos vehículos serían los tráileres o los camiones pluma, es decir, que puedan transportar cualquier tipo de estructuras de gran peso y envergadura, pero tengan dimensiones demasiado elevadas para acceder. Un proyecto de esta índole debe cumplir las siguientes cualidades: optimización del espacio, fácil instalación y montaje, suministro eléctrico mediante energía solar fotovoltaica (con posibilidad de aumento) y aislamiento térmico superando en prestaciones a otros productos del mercado y ofreciendo un precio de venta competitivo. El diseño también irá enfocado a adaptarse a las tendencias actuales y ser más económico que sus alternativas en el mercado. El proyecto será desarrollado para que cumpla las normas UNE correspondientes, y el diseño del producto para que pueda ser homologado, respetando las normas respecto al peso, estructura, forma y ergonomía. También se estudiarán los diferentes estilos del producto. 1.2. ALCANCE Este proyecto abarca el diseño, la elección de materiales y elementos comerciales, y el cálculo estructural del refugio, soportando cargas como nieve o viento, añadiendo los cálculos de la instalación solar, definiendo el mecanismo de expansión y el sistema modular. Con la implementación de la instalación solar fotovoltaica en el producto se pretende fomentar el desarrollo de las energías renovables y la autosostenibilidad. Además, como objetivos secundarios podemos encontrar el aprendizaje de distintas aplicaciones, programas y herramientas utilizados para la realización del proyecto y la aplicación de conocimientos ya adquiridos en otras asignaturas del grado. 7 2. ESTADO DEL ARTE El análisis del estado del arte se ha realizado mediante la investigación de diseños o patentes que posean algún tipo de semejanza o utilidad para el proyecto que se está llevando a cabo. Existe una gran variedad de refugios y estructuras de fácil transporte, por ello se ha realizado una amplia búsqueda de información para comprender la solución elegida finalmente y las alternativas estudiadas. Primero, es necesario conocer los aspectos relacionados con el presente proyecto y la historia del producto, además de conocer los principales refugios y casetas prefabricadas y alternativas de diseño de los que se dispone actualmente en el mercado. Cuando hablamos de refugios, lo hacemos para referirnos a espacios concebidos para brindar protección frente a la intemperie, mal clima, riesgos y peligros. La idea de refugio ha sido desde los albores de la humanidad la primera representación de la arquitectura. La palabra hut, en español ‘refugio de montaña’, originalmente hacía referencia a una pequeña choza, a menudo construida apresuradamente y no permanente. Con el advenimiento de la recreación moderna en el campo, la palabra ha adquirido un nuevo significado y describe todo, desde refugios de una habitación hasta estructuras que incluyen varios dormitorios, plomería interior y calefacción confortable. (Dawson, 2010) A lo largo de la historia podemos encontrar multitud de modelos de viviendas basados en la modulación en partes o repetición de elementos de dimensiones iguales en la construcción, desde las tribus nómadas hasta los asentamientos humanos definitivos en poblados en Europa, África y Asia. La evolución de la construcción modular tiene una relación estrecha con la historia de la prefabricación. Además, uno de los métodos más altamente prefabricados de construcción, tales como la construcción modular tridimensional ligera apenas cuenta con una pequeña cuota del mercado de la construcción en los países desarrollados Si añadimos el transporte, el tiempo de construcción, o la repetición de modelos como si de una cadena productiva se tratase a los criterios para que una construcción sea modular, entonces podremos estudiar diferentes casos, desde los reseñados en India allá por 1160, los modelos apuntados por Leonardo Da Vinci en el renacimiento para la construcción de nuevas ciudades en Francia durante el siglo XVI, realizando múltiples combinaciones con diferentes elementos constructivos que darían como resultado un abanico de posibles viviendas en función de las necesidades habitacionales, lo que facilita la construcción de las nuevas ciudades, su disposición urbanística y su planificación futura o las siguientes empresas que llevaron a realizar diferentes proyectos en Estados unidos y Canadá. (CIMPRA, 2020) Otro sistema que perdura en la actualidad es el Kiwai japonés, viviendas modulares que se comenzaron a construir y expandir por todo el país a partir de principios del siglo XVII. Se trata de un sistema mixto en el que se combinan partes modulares y partes que son construidas in situ, aportando soluciones personalizadas según las necesidades del cliente. La escasez de la vivienda durante las migraciones coloniales, o los períodos de posguerra nutrieron ocasionalmente la industria de la prefabricación. Pero sólo las condiciones a largo plazo, las oportunidades comerciales, las estrategias y la aceptación de los clientes han sido las que han proporcionado supervivencia a algunos de los sistemas existentes. El final de la segunda 8 guerra mundial podría tomarse como un punto de inflexión, ya que a partir de ella los sistemas y técnicas han evolucionado en una competencia con la construcción tradicional en tiempos de paz y, además, ha visto el nacimiento de la industria moderna de la casa modular. El estudio de antecedentes de la construcción modular tridimensional ligera es de importancia clave en la correcta interpretación de los actuales sistemas existentes en el mercado y algunos prototipos de viviendas modulares, como las casas que se han presentado al concurso del Solar Decathlon desde 2002 a la actualidad y cada dos años en EE.UU., Europa y Latinoamérica. (Ropero y Comas. 2013) El primer tipo de construcción estudiada ha sido el refugio o caseta creada por láminas (Figura 1). Estas pequeñas edificaciones cuentan con la ventaja de su fácil transporte debido a que están totalmente desmontados en piezas. Esto también ayuda al operario en el peso que debe cargar. Estas características dan lugar a su mayor desventaja, que es el excesivo tiempo de montaje y su dificultad. Ilustración 1. Patente de caseta montada a mano mediante láminas. (Wilson, D. 2010) 15 Ilustración 12. Ejemplo de vivienda transportable y expandible 16 3. DISEÑO Como se relata en apartados anteriores, el presente proyecto pretende buscar una solución para los individuos que necesiten un pequeño refugio o zona de trabajo en un lugar de acceso complicado. Para iniciar el desarrollo de la forma que iba a ostentar nuestro producto se realizaron multitud de bocetos, barajando diferentes ideas. Ilustración 13. Bocetos de realización propia A medida que se van desarrollando los bocetos podemos ver una aproximación a la idea final. Al principio se buscó una forma sobre la que se desarrollaría el resto del proyecto. Más tarde aparecen elementos avanzados como la colocación de paneles solares y el modo de expansión. En el diseño se ha planteado como uno de los grandes retos de este proyecto. Como todos los nuevos productos debe ser atractivo y funcional para el cliente. Al inicio del diseño, y para realizar los estudios de cargas y deformaciones, se priorizó en el apartado más práctico del refugio, para posteriormente pulir su diseño. 17 Ilustración 14. Diseño inicial En este diseño primitivo ya se puede observar cómo se habían solucionado los apartados técnicos del proyecto. El diseño es simple y funcional. Muy semejante a otros modelos de refugios o casetas prefabricadas, con una concepción que no va más allá del correcto funcionamiento de la instalación. Para el desarrollo de un nuevo producto comercial hay que dotarlo de una personalidad propia. Para conseguirlo se hizo evolucionar el diseño del refugio. A pesar de no haber sido elegido diseño final, este diseño es una alternativa que funcionaría de igual manera que el diseño final, pues la estructura y uniones son exactamente iguales en ambos. Podría ser una buena alternativa en caso de querer instalar un refugio de estas características en un lugar en las condiciones meteorológicas estén a su favor, como en terreno urbano, donde las cargas por viento son mucho menores y la instalación solar se puede complementar fácilmente. Para la estimación de dimensiones del refugio se han tenido en cuenta algunas cuestiones ergonómicas. La altura máxima en este primer diseño son 2,3 m, que es la altura necesaria para que no se genere una sensación de claustrofobia en una estancia. Esta altura se incrementará en los laterales del diseño final hasta los 2,7 m en la parte más alta de panel que forma la cubierta circular. Para el resto de las dimensiones se tendrá en cuenta la capacidad de los remolques de tamaño mediano, es decir, la mínima cantidad con la que se va a poder transportar el refugio. De estas medidas hablamos en el apartado de transporte. Este diseño inicial tiene una serie de propiedades que lo convierten en un refugio capaz de ser instalado, como el diseño final. Puede ser una excelente opción para terrenos en los que afecten menos las condiciones climatológicas, como municipios o terrenos urbanizados. 18 Como se ha explicado desde el inicio, nuestro producto final tiene que ser percibido como un refugio que funcione en terrenos a los que es complicado acceder, que pueda aguantar en lugares con malas condiciones. Ilustración 15. Laboratorio de investigación naval ártico Como se puede observar en la ilustración 13, este tipo de construcciones con cubiertas curvas son propias de terrenos inhóspitos. Esta será una de las referencias que se tomarán para el diseño final. Se pueden diferenciar dos modelos opuestos en el producto, las formas circulares de los subconjuntos laterales y las verticales de la parte central. Con estas formas se ha intentado conseguir dos objetivos: -Las curvas representan adaptabilidad y flexibilidad, además de innovación, protección y sensación de movimiento. El dinamismo hace que las formas sean realmente atractivas para el consumidor. -Las líneas rectas crean la sensación de unión, estabilidad y equilibrio. La composición que crean estas formas hace que el dinamismo que se crea con las curvas no genere la percepción de que el refugio es poco resistente o inseguro, sino que lo acompaña una estructura sólida totalmente segura. Para que el diseño sea armonioso, entendiendo armonía como el equilibrio de las proporciones entre las distintas partes de un todo, se ha optado por crear la apariencia de simetría total en el diseño del refugio. Esta simetría no es real, pues como veremos más adelante para la construcción, montaje y correcto funcionamiento habrá elementos que no la cumplan. A pesar 19 de esto se ha conseguido representar esta simetría en el diseño de forma que evoque esa sensación de armonía. La elección de las ventanas y puertas no ha supuesto un refuerzo al diseño de el producto, sino que se debe a motivos prácticos que se mostrarán más adelante, en los apartados de iluminación y materiales. Las placas fotovoltaicas ha sido un elemento que al inicio se escogieron por su bajo peso y buenas prestaciones en el diseño más primitivo, pero se han adaptado tanto para acompañar a las formas ya establecidas en el diseño, como para aumentar su efectividad. A continuación, se enumerarán las ventajas e inconvenientes del diseño final. -INCONVENIENTES: El peso es mayor. La consecuencia es que el transporte e instalación será más tedioso. La longitud a media altura es mayor, por lo tanto hay que tener en cuenta el largo del remolque, caja o plataforma a la hora de adquirirlo para asegurar que va a encajar en el vehículo de transporte. Los nuevos espacios que se generan no son fáciles de ocupar con muebles convencionales. -VENTAJAS: Mayor resistencia a las cargas de viento Mayor rendimiento de la instalación solar fotovoltaica Espacio para colocar los carretes de cable de las expansiones laterales. Estos son los correspondientes al circuito que forman los paneles solares y el inversor híbrido. La sensación espacial es mucho mayor. Los nuevos espacios se pueden usar para mejorar el refugio una vez se hayan unido varios módulos, añadiendo luminarias y muebles que ocupen más espacio del que se podría disponer en el diseño inicial. A pesar del aumento de longitud total, la parte inferior sigue teniendo las mismas dimensiones, y por tanto sigue ocupando el mismo espacio en el transporte. Evitar acumulación de agua y nieve. Esto es sobre todo efectivo tras unir los módulos, Pues anteriormente la cubierta que se unía era plana. Ahora que tiene forma curva es mucho más improbable que se acumule agua o nieve en la zona de la unión 20 4. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El refugio será un módulo compuesto por tres estructuras diferenciadas: la estructura central y las dos estructuras expandibles. Durante el transporte las tres estructuras irán comprimidas y al finalizar la instalación se podrán abrir manualmente, dejando al descubierto el tamaño completo del módulo. La extensión de estos dos apéndices se realizará mediante carriles de aluminio, del mismo tamaño que los perfiles y que irán deslizándose con la ayuda de ruedas acopladas a la estructura debajo de los carriles. Al final del recorrido, los carriles tendrán un tope y habrá que ajustar varios pasadores para evitar el movimiento de los carriles y asegurar la rigidez. 4.1. SISTEMA MODULAR Existe la posibilidad de unir módulos para ampliar el refugio. Llamaremos módulos a las figuras que se repiten y relacionan gracias a esa estructura modular. Los módulos en nuestro objeto son todos iguales y poseen el mismo sistema de unión. Ilustración 16. Unión de dos módulos Este sistema consiste en la colocación de dos módulos a una distancia adecuada calculando el espacio que ocuparán expandidos y su unión por las paredes laterales. Para la estructura usaremos el sistema de uniones Mobikit 21 Las uniones Mobikit son una serie de accesorios de aluminio para la realización de fijaciones a 90º de dos o más tubos cuadrados de diferentes medidas y están especialmente indicadas para la realización de mobiliario tal como estanterías, mesas… En nuestro caso elegiremos las adecuadas para nuestros perfiles de 50x50 mm Los taladros en las zonas de unión ya estarán realizados y solo faltará colocar las piezas y los tornillos para realizar la unión. Este sistema es uno de los más efectivos para uniones modulares en perfiles de aluminio rectangulares y ofrecen increíbles resultados. Ilustración 17. Sistema de unión modular Mobikit Para la unión de los paneles sándwich debemos reparar en que en su fabricación ya se tiene en cuenta esta posibilidad, y según los paneles elegidos en el apartado de materiales podemos describir cómo se va a realizar la unión. La unión entre paneles evita la entrada de agua y las pérdidas de temperatura del interior, conectando los espesores de ambos paneles para generar este aislamiento. Hay que recalcar que el conjunto formado por cada módulo que se quiera añadir a la composición debe estar a la misma altura y se debe colocar a la distancia precisa para que la unión sea efectiva. Esta distancia será 1,5 m entre las caras de los módulos en la dirección que se van a unir. La unión de módulos se presentará gráficamente a continuación. 22 23 24 Ilustración 18. Unión de módulos por pasos El procedimiento mostrado en el grupo de ilustraciones 15 se realizará no solo en las esquinas superiores de la estructura lateral, también en las inferiores, lo cual garantizará la firmeza y equilibrio de cada módulo. 31 Ilustración 26. Situación 2 Cuando se hayan ajustado todos los pasadores el refugio estará preparado para su uso convencional. Se podrá usar la red eléctrica y se podrán introducir muebles y objetos en el interior. Los estudios realizados que se explicarán en los anejos muestran que solo con apoyos en la estructura central se puede ocupar el interior con objetos de una carga considerable. Sin embargo, en caso de añadir objetos de mucho peso en los extremos es conveniente buscar un apoyo para evitar cualquier deformación. 32 Ilustración 27. Expansión del conjunto 33 4.3. TRANSPORTE El transporte es una de las características principales del proyecto, pues las dimensiones finales se han elegido en base a las dimensiones de un objeto que pueda cargar un remolque mediano; de ancho 1,5 m ajustados, de largo alrededor de los 2m y de alto 2,3 metros sumados a la altura de este tipo de remolques, que puede estar sobre los 0,5 m. El refugio será lo suficientemente ligero como para que no se necesite maquinaria en su instalación, abaratando costes y permitiendo su colocación en terrenos de difícil acceso para este tipo de vehículos pesados y de gran tamaño. De tal forma que podrá ser instalado manualmente. A pesar de esto no tendrá la ligereza necesaria para ser transportado a mano sin ayuda de elementos externos lejos del lugar en el que se haga descender desde el remolque. Existen también opciones para facilitar la instalación como la utilización de remolques basculantes, pequeños gatos hidráulicos… Ilustración 28. Remolque de tamaño mediano Como es evidente, durante el transporte el producto irá cerrado ocupando el menor espacio posible y sujeto de la manera óptima acorde al remolque o plataforma que lo lleve. Tendrá esta condición hasta el momento que esté en el suelo, colocado en el lugar elegido, donde podrá empezar el montaje. Sobra decir que al igual que otras estructuras de mayor tamaño, el refugio podrá ser transportado por otros vehículos con grandes plataformas o grúas en el caso de que al cliente le haya interesado por el diseño y el sistema modular. 34 Ilustración 29. Refugio en distintos remolques 35 4.4. INSTALACIÓN SOLAR Los sistemas solares fotovoltaicos están formados por un conjunto de células solares o fotovoltaicas dispuestas en paneles que transforman directamente la energía solar en energía eléctrica. La luz solar transporta la energía en forma de un flujo de fotones. Cuando estos fotones inciden en determinado tipo de materiales y bajo ciertas condiciones, provocan una corriente eléctrica. Es lo que se conoce como efecto fotovoltaico. Existen tres tipos: - 1. Paneles solares policristalinos. Están compuestos por cristales diferentemente orientados y se distinguen por su tono azulado. Este proceso de fabricación cuenta con la ventaja de ser más barato, pero con la desventaja de ser un producto menos eficiente. - 2. Paneles solares monocristalinos. Las células que forman el panel se componen de un único cristal de silicio de alta pureza y solidificado a temperatura homogénea. Esto deriva en una mayor eficiencia y rendimiento del panel, ya que permite a los electrones moverse con mayor libertad. El proceso de fabricación, si bien es ligeramente más costoso, otorga a los módulos mayor eficiencia y rendimiento. Se consideran generalmente un producto de mayor calidad. - 3. Paneles solares amorfos. No tienen una estructura definida y pierden rápido su eficiencia. Actualmente cada vez se usan menos. Nuestra elección será paneles solares monocristalinos flexibles y estarán integrados en el tejado del módulo, adaptándose a las formas que se han diseñado. Como la idea del proyecto va enfocada a instalación en terrenos de difícil acceso, tomaremos como punto de partida un sistema fotovoltaico aislado. Ilustración 30. Elementos instalación fotovoltaica aislada 36 Esta instalación podrá ser complementada con un cambio de batería con más potencia, un generador eléctrico o un sistema eólico portátil. Se dan las opciones debido a las ventajas e inconvenientes de los sistemas solares: INCONVENIENTES • Elevado coste de inversión por kilovatio obtenido. • El rendimiento energético obtenido depende del horario solar, de la climatología y del calendario. Por este motivo, es difícil saber con exactitud qué potencia eléctrica podremos obtener en un determinado momento. Este inconveniente desaparece con otras fuentes de energía como la energía nuclear o la energía fósil. • La cantidad de energía que se necesita para fabricar un panel solar. Para producir paneles fotovoltaicos se necesita mucha energía, a menudo utilizando fuentes de energía no renovable como el carbón. • En la actualidad, destrucción de ecosistemas para crear campos solares gigantes. VENTAJAS • Su coste es cada vez menor. En el futuro se prevé un aumento de la eficiencia energética. • Es adaptable, reaprovechable e inagotable • El pico máximo de energía se alcanza durante el día en la mayoría de las instalaciones, que es el periodo donde más luz captan los paneles. • Es una energía no contaminante. No genera gases de efecto invernadero y, por lo tanto, no contribuye a agravar el problema del cambio climático. Se colocará en total 5 paneles flexibles en la cubierta del refugio. Un panel en la estructura central y dos en el techo de cada lateral. Ilustración 31. Imagen en planta del refugio El cálculo de la instalación se ha realizado en base a la forma inicial del refugio, que tiene las condiciones más desfavorables y se detalla en el apartado de instalación solar en los anejos. 37 5. ILUMINACIÓN En el presente proyecto es necesario el correcto posicionamiento de los distintos elementos que permitan la visibilidad en el interior. Para este requerimiento dispondremos del sol como fuente natural de luz durante el día y de una luminaria con luces LED durante la noche y los días nublados. Para el aprovechamiento de la energía solar pasiva se ha recurrido a la colocación de dos ventanas y un cristal en la puerta que dejará pasar la luz hasta el interior. Las ventanas se dispondrán, como se ha visto en ilustraciones anteriores, en los laterales del refugio. Permitirán el acceso de la luz desde ambos lados además de garantizar la correcta ventilación de la estancia. Como es probable, en caso de colocarse muebles altos como estanterías, baldas o armarios en uno de los subconjuntos laterales, el cristal de la puerta permitirá que la luz siga incidiendo desde dos puntos distintos en el refugio. La puerta se instalará en el subconjunto central y tanto estando abierta como cerrada garantizará un punto de luz asegurado a la estancia. Ilustración 32. Render del producto en un entorno montañoso. 38 6. MATERIALES Los materiales utilizados se escogerán de manera que cumplan los principales requisitos expuestos en el apartado objeto. La estructura metálica estará conformada por perfiles de tubo rectangular de aluminio, ligeros y de gran resistencia. El refugio debe estar aislado térmicamente, por lo que se han elegido paredes exteriores paneles sándwich de 50 mm de espesor rellenos de espuma de poliestireno. Cubrirán tanto las paredes como el techo del refugio. Este material es perfecto para utilizarlo en módulos prefabricados viviendas o cámaras frigoríficas. Esto es así debido a su increíble desempeño como aislante térmico, conservando una buena temperatura en todas las épocas del año. Además, tiene una gran variedad de acabados, es rápido y fácil de instalar. Evita grietas y escapes de aire o agua y es un material sostenible ya que en su fabricación se minimizan los residuos. Para más información sobre estos paneles se puede encontrar en los anejos de elementos comerciales. Anteriormente se habían seleccionado paneles con espuma de poliuretano y recubrimiento de acero. Estos paneles a pesar de tener mayor resistencia y cumplir de igual manera con los requerimientos del diseño, su peso era demasiado elevado y se optó por la opción anteriormente comentada. A continuación, se muestra este tipo de paneles con espuma de poliuretano del fabricante iCurvi, dedicado a fabricar paneles curvos: Ilustración 33. Paneles iCurvi 39 En cuanto al suelo, la parte inferior estará conformada por Tramex PRFV que es un perfecto sustituto para las rejillas metálicas de acero galvanizado que son más comunes, pero más pesadas que las elegidas, carecen de mantenimiento y son resistentes a la corrosión. Este componente irá sujeto a los perfiles de aluminio inferiores en la parte central del refugio, pero las partes correspondientes a las expansiones laterales se colocarán más tarde con el objetivo de que el suelo esté a la misma altura. Sobre cada una de las rejillas irá colocada una plancha de contrachapado de la misma superficie que además de ser un material ligero hace que toda la superficie pisable esté a resguardo de la intemperie. Finalmente se cubrirán estas placas con vinilo. Debido a su resistencia, el aluminio es uno de los materiales más empleados en construcción, como ya hemos ido viendo a lo largo de este proyecto. Aunque este material sea asociado más frecuentemente con ventanas y cerramientos las puertas de aluminio también tienen muchas ventajas. El aluminio es un material con mucha maleabilidad, por lo que los fabricantes pueden reducir el peso de una puerta gracias a esta característica. Además, en el diseño nos ofrece muchas posibilidades, se pueden generar diferentes formas con una amplia variedad de estilos y formatos. Este material hace que las puertas sean duraderas y su mantenimiento no sea algo frecuente. El aluminio además funciona como aislante y no deja pasar ni el calor ni el frío Las ventanas están fabricadas con una banda de vinilo soldada extruida y marco principal. Su construcción garantiza el correcto aislamiento del refugio y este no se verá comprometido por la adición de estos elementos entre los paneles aislantes. 40 7. LÍNEAS FUTURAS Una vez desarrollado el proyecto, se han desarrollado líneas de investigación con las que se puede mejorar y ampliar el espectro del problema. A continuación, se enumeran algunas de ellas: • El modelo del refugio en CYPE con el que se han hecho las comprobaciones de cargas y deformaciones es esencial para el proyecto. Estas demostraciones tienen una potencial mejora si complementamos el cálculo en CYPE con un cálculo de elementos finitos con un programa como Ansys, Simulation Mechanical e Inventor. Este análisis permitirá conocer de un modo exhaustivo los desplazamientos, deformaciones y tensiones. También permite representar diferentes escenarios y evaluar el rendimiento de productos con aplicación de criterios de resistencia, rigidez o fatiga. • En este proyecto uno de los objetivos principales ha sido que el transporte pueda ser efectivo en terrenos de difícil acceso. Como vía de mejora podría diseñarse un sistema con el que este tipo de refugio pueda ser adaptable a todo tipo de terrenos, terreno rocoso, desértico, pantanoso… • Anteriormente hemos hablado de complementar el cálculo de CYPE con otros programas. Observando los resultados de las comprobaciones realizadas en CYPE se puede afirmar con seguridad que se podrían optimizar los perfiles de aluminio elegidos. Esto es, siempre que sea posible, pues de su anchura depende la unión modular. Esta optimización podrá resultar en el uso de perfiles más ligeros e incluso una mejora en el aprovechamiento del espacio y en el ahorro de material. • Con el avance de las nuevas tecnologías solares se podría refinar el diseño para evitar la instalación de ventanas convencionales a los lados y todo lo que esto supone. Los propios paneles solares, que irían incorporados al techo, los que permitirían la luz gracias a la evolución de los cristales fotovoltaicos que tendrá un gran auge en los próximos años. Además, mediante algún sistema se podría conseguir que se puedan recoger para permitir la entrada de aire como hacen las ventanas convencionales. • El diseño de un sistema personalizado para hacer descender el conjunto desde la plataforma o remolque hasta el suelo, con el fin de hacer más cómoda la tarea y requiera de menos personal para llevarla a cabo. 47 Ilustración 36: Selección de perfiles en Cype 9.2.3. COMPOSICIÓN DEL DIBUJO En la siguiente imagen se puede observar el esquema de la estructura que vamos a analizar. Como se puede comprobar, todas las barras y nudos están situadas en su posición correspondiente a la realidad, mientras que las láminas están distribuidas en torno a los nudos para asemejarse a su distribución de peso real. Cabe destacar la situación de las vinculaciones exteriores: las cuatro fijas en la parte inferior de la estructura central representan los apoyos exteriores. Justo encima se sitúan las vinculaciones pertenecientes a los raíles que se moverán a lo largo del eje Y mediante las ruedas apoyadas en la estructura central, el resto de las vinculaciones exteriores se deben a las uniones de los pasadores en distintos puntos para bloquear la estructura e impedir su movimiento. 48 Ilustración 37: Estructura creada en CYPE 3D 9.2.4. HIPÓTESIS DE CARGA Se han realizado varias hipótesis para comprobar la resistencia a cargas del diseño. El primer caso es el de carga propia, que cuenta con el peso de la estructura y las paredes y cubiertas aislantes. También se han sumado las cargas del propio suelo y las añadidas para comprobar si soporta el peso de muebles pesados. Como se puede ver en la parte inferior está representada una mayor carga que en la superior, el peso propio es de toda la estructura. Estas cargas se presentan en amarillo. 49 Ilustración 38: Cargas por peso propio El segundo caso son las cargas por viento, en las que se han introducido en el programa los valores provenientes del cálculo de viento en el siguiente apartado de las acciones estructurales y que se muestran en la siguiente tabla: Tabla 8. Cargas por viento en la superficie Estas cargas se representan en la ilustración en color azul. qe (KN/m2) qe (kg/m2) -1,04 -105,6 -0,72 -73,5 -0,42 -42,4 0,70 71,6 -0,42 -42,4 -1,63 -165,9 -1,15 -116,9 -0,67 -68,8 0,09 9,4 50 Ilustración 39: Cargas de viento Por último, se han añadido las cargas por nieve en su valor más alto en España, calculado en su correspondiente apartado de las acciones estructurales. Se puede observar que en este caso las cargas solo se sitúan sobre el techo, simulando la deposición y acumulación de nieve. Las cargas en este apartado se presentan en color verde. 51 Ilustración 40: Cargas por nieve A continuación, se muestran todos los estudios en relación con la deformación de la estructura: Ilustración 41: Estudio de deformación por acción del peso propio Como se ve en la anterior imagen, este estudio indica la deformación de la estructura únicamente por la acción del peso propio. De acuerdo con las propiedades de los perfiles de aluminio. 52 En este nuevo caso a la anterior hipótesis se le ha añadido las cargas de viento y nieve. De nuevo, los valores obtenidos del cálculo del programa muestran deformaciones menores a medio milímetro. Por lo tanto, podemos deducir que el diseño que se ha realizado soporta estas hipótesis de carga. A continuación, el mismo estudio mostrando la estructura completa: Ilustración 43: Deformación mostrando la estructura Ilustración 42: Estudios de deformación por peso, viento y nieve 53 Ilustración 44: Estudio de desplazamiento La imagen que se muestra arriba representa los desplazamientos que ocurren en el refugio con las hipótesis anteriormente mencionadas. En la escala se puede comprobar que estos desplazamientos son de 0,12 mm, distancia menor que la requerida en este tipo de estructuras. De acuerdo con el CTE en el apartado 4.3.3.1 Flechas del documento DB-SE, cuando se considere la apariencia de la obra, se admite que la estructura horizontal de un piso o cubierta es suficientemente rígida si, para cualquiera de sus piezas, ante cualquier combinación de acciones casi permanente, la flecha relativa es menor que 1/300. Se ha seleccionado en cada una de las barras de nuestro dibujo en CYPE la condición anterior, de manera que las flechas relativas tienen ahora el valor que les corresponde. 54 Ilustración 45: Selección de flecha límite En la siguiente captura se muestra la representación de los esfuerzos. Se pueden observar en las distintas zonas de la estructura. Ilustración 46. Representación de esfuerzos 55 En la siguiente ilustración se puede comprobar el caso de las tensiones máximas. Ilustración 47. Tensiones máximas Los últimos dos estudios y los resultados del cálculo en cada una de las barras indican que los esfuerzos y tensiones están dentro del límite admisible y que los perfiles están correctamente calculados y no sufrirán deformaciones apreciables en el diseño. Ilustración 48: Comprobación de barras 56 A continuación se ha elegido la barra con la situación más desfavorable para mostrar los resultados del cálculo que se ha realizado para su comprobación . Estos resultados se muestran en la Tabla 8. Ilustración 49. Comprobaciones con referencias 9.2.5. CONCLUSIONES Tras haber realizado todos los estudios y considerar que los datos son fiables y concuerdan con las propiedades de los materiales, podemos concluir que tanto las dimensiones, materiales y geometría adoptada para el desarrollo del refugio van a ser seguras para las personas y se va a poder disfrutar en ellas sin correr ningún riesgo. Tabla 9. Resultados numéricos de las comprobaciones 63 Tabla 13. Carga estática del viento en dirección frontal. ZONAS qb (KN/m2) ce cp qe (KN/m2) A 0,52 1,6 -1,24 -1,04 B 0,52 1,6 -0,87 -0,72 C 0,52 1,6 -0,50 -0,42 D 0,52 1,6 0,84 0,70 E 0,52 1,6 -0,50 -0,42 F 0,52 1,6 -1,96 -1,63 G 0,52 1,6 -1,38 -1,15 H 0,52 1,6 -0,81 -0,67 I 0,52 1,6 0,11 0,09 ZONAS cp1 cp10 cpeA A -1,4 -1,2 -1,24 B -1,1 -0,8 -0,87 C -0,5 -0,5 -0,50 D 1 0,8 0,84 E -0,5 -0,5 -0,50 F -2,5 -1,8 -1,96 G-2 -1,2 -1,38 H -1,2 -0,7 -0,81 I -0,2 0,2 0,11 Tabla 12. Coeficiente eólico en paramentos horizontales – viento frontal 64 9.4. CÁLCULO DE INSTALACIÓN SOLAR Para el cálculo de la instalación solar es prioritario saber de qué elementos está compuesta por una instalación solar autónoma. Estos son las placas fotovoltaicas, inversor, regulador, batería y cableado. En nuestra instalación usaremos un inversor híbrido, que hará las veces de inversor y regulador en el mismo elemento. Este último elemento también tiene las salidas para conectar los distintos aparatos eléctricos. Seguiremos varios pasos para calcular la instalación aislada 9.4.1. CÁLCULO DE CONSUMOS ESTIMADOS Se calcula el consumo diario de los aparatos que se estima que se utilicen durante la estancia en el refugio. Tabla 14. Consumo de la instalación En esta tabla hay que tener en cuenta que el consumo de la nevera es fluctuante, los días en los que no se utilice no consumirá más de 10 Wh. Sin embargo, los días de uso frecuente y en su instalación esta cifra podrá variar mucho dependiendo de cada fabricante. Para el cálculo hemos elegido la provincia de Segovia por su cercanía al sistema central, lo que se traduce en fincas de terrenos de complicado acceso y porque está situada en la submeseta norte, donde el clima es extremo y se mostrará las mayores diferencias de clima y luz solar entre los meses de invierno y los de verano. Aplicaremos un rendimiento del 80% recomendado en este tipo de instalaciones. CONSUMO DIARIO DE LA INSTALACIÓN APARATO POTENCIA (W) TIEMPO DE USO (h) ENERGÍA (Wh) Alumbrado 10 550 Cocina eléctrica 500 1500 Cargador móvil 15 230 Portátil 40 280 Pequeña nevera 210 Consumo diario 870 65 9.4.2. CÁLCULO DE HSP Utilizando la aplicación PVGIS creada por la comisión europea de ciencia para obtener la información fotovoltaica de la región elegida. Ilustración 55. Datos extraídos de PVGIS En nuestra latitud el ángulo óptimo son 30 grados, pero el cálculo se realizará con los datos obtenidos de la global horizontal ya que se puede dar el caso que el refugio no pueda aprovechar la energía solar pasiva y colocarse en la posición con la que más rendimiento y luz obtenga a lo largo del día. Como es evidente, si el refugio se coloca con la entrada hacia el este o el oeste se optimizará su funcionamiento y conseguiremos más energía. Con la colocación predeterminada de los paneles y como se ha indicado anteriormente, se ha realizado el cálculo en la condición más desfavorable. 66 Ilustración 56. Gráfica de la irradiación mensual Ilustración 57. Datos extraídos de la gráfica Según los datos que muestran suma promedio de irradiación global por metro cuadrado recibida por los módulos del sistema obtenidos, el mes más desfavorable sería diciembre con un Hm (suma promedio de irradiación global por metro cuadrado recibida por los módulos del sistema kWh /m2)de 56,24. Nuestro objetivo es calcular las horas sol pico (HSP) que es el número de horas equivalente que tendría que brillar el sol a una intensidad de 1000 W /m2 para obtener la insolación total de un día, ya que en realidad el sol varía la intensidad a lo largo del día. En nuestro caso lo calcularemos de la siguiente forma: 𝐻𝑆𝑃 = 𝑖𝑟𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑔𝑙𝑜𝑏𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 =56,24 31 = 1,81 𝐻𝑆𝑃 67 9.4.3. CÁLCULO DE PLACAS O PANELES Se debe calcular la potencia máxima del campo fotovoltaico para poder compararla posteriormente a la teórica que tienen los paneles. Si la cifra de los paneles es inferior a la máxima significa que no suministrarán potencia suficiente para el funcionamiento de la instalación. Tabla 15. Cálculo del campo fotovoltaico Los paneles elegidos son paneles solares flexibles solazone debido a su potencia teórica, sus dimensiones y sus propiedades. Son paneles solares mono cristalinos, las celdas un alto nivel de eficiencia comparado a otros paneles del mercado como los de celdas poli o semicristalinas. Son resistentes al agua e incluso están optimizadas para que con mal tiempo las celdas puedan ofrecer el mejor rendimiento posible. Se pueden unir fácilmente a cualquier cosa, como el techo de una autocaravana o un barco, utilizando las esquinas especialmente diseñadas. La caja de conexiones impermeable y los conectores MC4 permiten una conexión simple y rápida al almacenamiento de la batería. Tabla 16. Paneles solares Solazone CAMPO FOTOVOLTAICO (w) Rendimiento instalación. 0,8 Coeficiente de sobredimensionamiento. 1,2 Potencia mínima del campo fotovoltaico. 581,6 Potencia máxima del campo fotovoltaico. 697,9 68 Se elegirá para los dos techos laterales el primer modelo de la tabla de 200W y para el techo de la estructura central el último modelo de 350W. Estos 5 paneles en serie sumarán una potencia teórica de 1150W. Sin embargo se va a trabajar con la cifra de 750W que sería la correspondiente a 3 paneles, como en el diseño primario del refugio, atendiendo a las peores condiciones posibles. Como supera a la potencia máxima del campo fotovoltaico nuestra instalación podrá funcionar correctamente. Estos paneles tienen un voltaje de 12 voltios. No hay ramas en paralelo, por lo que se puede deducir gracias a las leyes de Kirchoff que la intensidad no será variable en el circuito (como se observa en la tabla del fabricante, 6,96 A) y 12 voltios será el máximo voltaje. Con estos datos elegiremos el modelo de batería e inversor que necesitaremos. 9.4.4. SELECCIÓN DE BATERÍAS Sabemos que el voltaje de la batería son 12v como nos especifica el fabricante. Elegimos una batería de 300 Ah con un límite de descarga del 65% Calcular la capacidad de la batería: 𝑊 = 𝑉 ∙ 𝐼 = 12 ∙600 =7200𝑤ℎ (7) 9.4.5. SELECCIÓN DE INVERSOR Es necesario elegir un regulador de carga y un convertidor de corriente continua a corriente alterna para el refugio. Los reguladores de carga vienen determinados por la intensidad máxima de trabajo y por el voltaje en que hayamos diseñado la instalación. La potencia del convertidor de CC/AC la tendremos que elegir en función de la suma de todas las potencias nominales de los equipos consumidores multiplicado por el coeficiente de simultaneidad de uso de estos. (normalmente valores que van de 0,50,7). En la instalación fotovoltaica del refugio a potencia total estimada es de 609 W 9.4.6. COMPROBACIÓN DE RENDIMIENTO En la aplicación PVGIS se puede comprobar el rendimiento de una instalación con los datos anteriormente calculados y que se muestran en la tabla. 69 Ilustración 58. Valores estimados de la producción Ilustración 59. Rendimiento del sistema Ilustración 60. Rendimiento de las baterías 70 Como se puede ver en las condiciones que se han elegido las baterías se descargarían un gran porcentaje de días de los meses de enero y diciembre, lo que significa que no se podrían utilizar todos los equipos que se han comentado al inicio durante esta época del año. Existe la posibilidad de conectar una batería con mayor capacidad de almacenamiento y menor profundidad de descarga. Al unir dos módulos de refugio se duplicaría la potencia obtenida de los paneles solares aumentando las posibilidades. Además, de forma paralela la instalación se puede complementar con generadores eléctricos o energía eólica. Como se puede ver se disponen de numerosas opciones para mejorar la instalación predeterminada. Hay que recalcar que estos cálculos se han realizado en las condiciones más desfavorables y para unos requerimientos mínimos de potencia. 71 10. BIBLIOGRAFÍA 9.1. PATENTES Wilson, D. (2010). Modular assembly shelter (U.S. Patent No. US8973335B2). Blue Planet Buildings UK Ldt. https://patents.google.com/patent/US8973335B2/en?q=modular+refuge&oq= modular+refuge Tiramani, P. (2003). Modular prefabricated house (U.S. Patent No. US8733029B2). Build lp LLC. https://patents.google.com/patent/US8733029B2/en?q=modular+shelter&oq= modular+shelter Gyory, J.B. y Gyory, I. (2008). Modular assembly (U.S. Patent No. US7882659B2). MODULAR CONTAINER SOLUTIONS LLC. https://patents.google.com/patent/US7882659B2/en?q=modular+shelter&q=E 04B1%2f3444 재노스 비. 지오리 y 이스트반 지오리. (2009). 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General Electric. 72 https://www.ge.com/news/reports/pfizer-will-use-ges-modular-factory-tomake-next-generation-drugs-in-china Krzysztotowicz, M. (2016). Hally VI Research Station: Brunt Ice Shelf. Antártida. British Antartic Survey. https://halley360.antarcti.co/ Rodríguez, R. et al. (2013). Refugio desplegable modular para campamentos (España, Patent No. ES2687037T3). Urbana de exteriores S.L. https://patents.google.com/patent/ES2687037T3/es?q=refugio+modular&oq=r efugio+modula Allen, B. y Lubin, S. (2004). Modular building construction (U.S. Patent No. US20050262778A1). https://patents.google.com/patent/US20050262778A1/en?q=modular+ceiling &oq=modular+ceiling Douglas, A. y Jencks, W. (2020). Sistema de construcción modular no de soporte (U.S. Patent No. 2745551). https://patentimages.storage.googleapis.com/0b/83/2b/4430e28fe505da/ES27 45551T3.pdf Gyory, J. B. y Gyory, I. (2009). 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Sabemos que el peso de uno de los subconjuntos laterales es de alrededor de 70 kg y va a estar sujetado por dos de estos raíles, por lo que debería soportar de una manera solvente la carga que se ejercerá sobre él. Estará apoyado sobre dos conjuntos de ruedas, por lo que habrá que pedir al fabricante por separado estos conjuntos que no vienen incluidos en el kit. 80 11.1.4. BOMBILLA Cada uno de los módulos de los que se puede componer el refugio llevará incorporado una fuente de luz propia. Ya en el apartado de iluminación se explicó la colocación de las ventanas y la fuente de luz. A continuación se expone la luminaria comercial elegida para este proyecto. El plafón LED 6W circular es muy fácil de instalar y cumple perfectamente como luz principal en cualquier estancia. Características del plafón LED circular de 6W: Su fuente lumínica Epistar-SMD2835 proporciona 480 lúmenes. Esta cantidad de luz es similar a la producida por un plafón convencional de unos 40W, por lo que el ahorro en el consumo de electricidad que obtenemos es bastante grande. Destaca su ángulo de apertura de 120º y su elevado índice de reproducción cromática. En la fabricación del plafón LED 6W circular se han empleado materiales muy resistentes como el aluminio. Este tipo de materiales facilitan la disipación del calor que se genera, mejorando el rendimiento de la luminaria. Recomendado tanto para nuevas instalaciones como para sustituir a la iluminación ya presente en el espacio, este plafón LED que te ofrecemos en EfectoLED aportará una luz general muy bien distribuida. 81 Ilustración 63. Imagen del plafón elegido Ilustración 64. Vista trasera del plafón 82 10.1.4. BURLETE DE GOMA PARA JUNTAS Esta tira de caucho estará unida a los lados de la cubierta superior, justo en el límite al que llegará la estructura lateral en su máxima expansión. Evitará el paso del agua y reforzará el aislamiento del refugio. El fabricante será Centeraly, y lo comercializará a través de Amazon. Ilustración 65. Burlete de goma Descripción: - Hecho de goma, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas, buena elasticidad. - Evita la entrada de agua - Uso amplio: sello fijo, sello impermeable, sello contra aceites, tira decorativa, sello antipolvo, etc. Especificaciones: - Dimensiones del producto: 32 x 10 x 8 cm; 10 gramos - Material: caucho. - Longitud: Aproximadamente 1, 3, 5 o 7 m. 83 10.1.5. PANELES SANWICH Se han escogido productos de dos fabricantes distintos. Ambos poseen espuma EPS como aislante. Para los paneles planos se han seleccionado los paneles de Jianshu Group, con sede en China. Como podemos ver en sus especificaciones estos paneles son muy ligeros y podemos seleccionar el espesor de 50mm que necesitamos. Además, son duraderos y de rápida y simple instalación. Ilustración 66. Paneles planos 84 Especificaciones del producto: Tabla 17. Especificaciones panel plano. En el caso de los paneles curvos se ha elegido los paneles de la empresa Arreda Homes. Ilustración 67. Panel curvo elegido 85 La ligereza en el material de construcción es una característica esencial para el refugio. Un material liviano asegura que el coste de construcción se reduzca, principalmente debido al peso. Es ligero, pero al mismo tiempo es rígido. Los paneles son fáciles de manipular y transportar incluso en las condiciones más adversas. La principal ventaja de este tipo de paneles es la posibilidad de cubrir grandes superficies de forma veloz y cómoda. La estructura otorga un alto aislamiento térmico. Estos paneles salen de la fábrica en forma de placas planas y es en el lugar de montaje del refugio donde se les dará la forma necesaria según el diseño. Un panel de este tipo pesa entre 3,5 𝑘𝑔/𝑚2y 5 𝑘𝑔/𝑚2dependiendo del espesor. Esto quiere decir que un solo operario podría transportar 3 𝑚2. El panel producido en fábrica se transporta fácilmente y se dobla manualmente en el lugar de trabajo, o mediante un equipo semiautomático y neumático diseñado por Arreda Homes en la forma solicitada. Los paneles curvos proporcionan una gran flexibilidad a la construcción. Este tipo de paneles permite la generación de diseños que de otro modo serían imposibles de realizar. En el ámbito del diseño, un panel curvo otorga la libertad de ser creativo en el enfoque de la construcción. Esto garantiza una libertad creativa total en torno a las formas del producto. En la descripción el fabricante también indica que independientemente de la forma que se dé a los paneles curvos, las estructuras no pierden su resistencia. Por el contrario, debido a las peculiares formas no estandarizadas, aumenta la resistencia general de la estructura. La empresa también nos permite elegir el acabado y la forma de las aristas, aunque en nuestro caso solo importa que estos paneles encajen unos con otros para hacer posible la unión modular. 86 10.1.6. TRAMEX Se colocarán en la parte inferior del refugio, apoyados en los mismos perfiles de aluminio que componen la estructura. Para montar el suelo del producto, se ha escogido la rejilla Fibratramex estándar H25 38x38 mm, una rejilla de poliéster reforzado con fibra de vidrio (P.R.F.V.). Este material ha conseguido sustituir en ambientes agresivos a los elementos constructivos tradicionales. Ilustración 68. Tramex PRFV En la web del fabricante encontramos la ficha técnica del producto. En la web del fabricante podemos encontrar la ficha técnica con su descripción: Producto obtenido mediante el moldeado de polímeros técnicos reforzados con fibra de vidrio. Es un material compuesto formado por una matriz de resina isoftálica y fibra de vidrio tipo E. Las rejillas moldeadas Fibratramex son productos manufacturados, ideales para instalaciones industriales y de construcción; entornos con grandes exigencias en materia de corrosión, de conductividad eléctrica, de temperatura, donde hay qumicos presentes, etc. Su uso está ampliamente extendido en sectores como el naval, el qumico, el civil, el ferroviario, el alimenticio o el de tratamiento de aguas. (Fiber Eagle, 2021). Estas rejillas incluyen además sus clips de unión a la superficie o elementos donde deba estar sujeto. Estos clips también serán usados para unir la tabla de contrachapado con los tramex en la dirección contraria a las anteriores. Ilustración 69. Clips de unión para el tramex 87 Características del tramex: - Área abierta: + 5%. 68% - Espesor: + 5%. 30 mm - Distancia entre ejes: +5%. 38 mm x 38 mm - Grosor del nervio: + 5%. Superior 6 mm Inferior 5 mm - Luz libre: +5%. 30 mm x 30 mm Las dimensiones de las rejillas que se comercializan tienen varias medidas estándar, pero en nuestro caso se encargarán las medidas representadas en el apartado planos. Principales ventajas respecto a otro tipo de rejillas: - Aislante eléctrico - Excelente relación resistencia/peso - Aislamiento térmico - Mínima dilatación térmica - Transparencia electromagnética - Buena reacción al fuego - Mínimo efecto de fatiga - Resistente a agentes químicos - Resistente frente a rayos UVA - Resistente al agua de mar - Exento de sustancias nocivas - Sin mantenimiento Normativa a seguir sobre reacción al fuego y envejecimiento: - Norma ASTM E84-98< 25, clase A - Norma EN 13501-1 nivel Bfl-s1 - Norma UNE 23727-1990: M1-F1 - Norma UNE 2010-FTP Code Annex 1 Part 5: en industria naval cumple para pisos y revestimientos de cubiertas. - UNE EN ISO 4892-2 (enero 2014): ensayo envejecimiento rayos UVA. - UNE 53270 (octubre 2012): determinación de la dureza BARCOL. 88 10.1.7. AGARRADERA Para una cómoda instalación del módulo, unas agarraderas de aluminio se unirán a las paredes exteriores de refugio. Colocadas a ambos lados del refugió serán un total de 4 asas unidas a la distancia que se muestra en los planos. El largo total del producto será de 200 mm. Ilustración 70. Agarradera de aluminio 10.1.8. PASADORES Y CERROJOS La posición de estos elementos comerciales ya se ha explicado en el apartado de elementos comerciales. El primer elemento que se va a describir es el cerrojo que mantendrá sujetas las estructuras de los subconjuntos en la parte superior. Se ha elegido un cerrojo de 50mm de aluminio para que pueda ir soldado a los perfiles laterales. Ilustración 71. Cerrojo para cabañas 95 10.2. ANEJO DE PLANOS Fdo: Andrés Torres Reques UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) REFUGIO 1 04/07/2021 Fecha: Número de plano: VARIOS Escala: Material: Firma: CONJUNTO COMPLETO ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES Promotor: Plano: Título del proyecto: 1:20 Marca Cantidad Material Denominación 1Subconjunto central 1 2 3 1 1 Varios Varios Varios Subconjunto lateral izquierdo Subconjunto lateral derecho GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO 1 23 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 2 04/07/2021 1:50 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: VARIOS Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES CONJUNTO CERRADO GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO 2200 1600 2880 650 900 3165 2705 75075050 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 3 04/07/2021 1:50 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: VARIOS Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES CONJUNTO ABIERTO GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO 2901 1251 2350 900 2100 Fdo: Andrés Torres Reques UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO 4 04/07/2021 Fecha: Número de plano: VARIOS Escala: Material: Firma: SUBCONJUNTO CENTRAL ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES Promotor: Plano: Título del proyecto: 1:20 Marca Cantidad Material Denominación 1Estructura central 1 2 3 2 4 Aluminio Aluminio Acero Lámina de aluminio Escuadras 4 5 6 7 8 9 1 1 2 1 1 1 Trámex central Suelo central Panel delantero Panel trasero Panel cubierta Puerta Varios Contrachapado Poliéster Varios Varios Varios GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO 1 2 3 45 6 7 8 9 Fdo: Andrés Torres Reques UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO 5 04/07/2021 Fecha: Número de plano: ALUMINIO Escala: Material: Firma: ESTRUCTURA CENTRAL ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES Promotor: GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO Plano: Título del proyecto: 1:20 1950 1850 1700 50 2300 2200 2100 1400 1300 2000 2100 1400 1300 625 50 1900 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 6 04/07/2021 1:20 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: POLIÉSTER Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES TRAMEX CENTRAL GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO 2000 1300 30 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 7 04/07/2021 1:20 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: CONTRACHAPADO Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES SUELO CENTRAL GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO 2000 1300 20 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 8 04/07/2021 1:20 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PANEL TRASERO ACERO PRECALADO EPS 2100 1400 50 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 9 04/07/2021 1:20 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PANEL DELANTERO ACERO PRECALADO EPS 1400 900 2100 2050 50 1300 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 16 04/07/2021 1:20 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PANEL SOPORTE LATERAL ACERO PRELACADO EPS 1521 R 1050 50 2200 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 17 04/07/2021 1:20 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PANEL SOPORTE CUBIERTA ACERO PRELACADO EPS 1521 R 1090 2100 50 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 18 04/07/2021 1:20 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PANEL CUBIERTA LATERAL ACERO PRELACADO EPS 100 50 1521 R 1100 800 2318 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 19 04/07/2021 1:50 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: ACERO PRELACADO EPS Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PANEL LATERAL 2100 2621 813 355 100 1600 50 3041 UNIVERSIDAD DE VALLADOLID ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES (E.I.I) 20 04/07/2021 1:20 Fecha: REFUGIO MODULAR EXTENSIBLE PARA TERRENOS DE DIFÍCIL ACCESO Número de plano: Título del proyecto: Plano: Escala: Material: Firma: Fdo: Andrés Torres Reques GRADO EN INGENIERÍA DE DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DE PRODUCTO Promotor: ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES PANEL CUBIERTA CENTRAL ACERO PRELACADO EPS 1521 R 1103 1104 2245 800 50