ERG

Los principales resultados del proyecto han sido:
– Se han analizado las posibilidades de recuperación de energía de un gas (membranas, piezoeléctrico, microturbinas, microondas). A partir de la constatación de que la presión puede ser una fuente de energía del gas, se ha determinado que un sistema adecuado para transformar la energía en forma de presión a un movimiento mecánico rotativo es el mecanismo que utilizan los contadores actuales de diafragma o membranas.
– Análisis de comunicaciones inalámbricas. Se ha realizado una vigilancia del estado del arte en comunicaciones inalámbricas. Suponiendo el requisito de maximizar la autonomía y alcance en la aplicación que nos ocupa, nos hemos centrado en la vigilancia de tecnologías de radiofrecuencia y estándares de comunicaciones en la banda del sub-GHz. Siendo seleccionadas para el proyecto dos candidatos que ofrecen unas características funcionales complementarias, por un lado dentro de las opciones de “Low Powered Wide Area Networks” (LPWAN), se ha seleccionado LoRa y como alternativa para generar redes mesh y de menor alcance 6LoWPAN.
– Mediante la realización de ensayos sobre prototipos preliminares se han confirmado los alcances sugeridos por LORA de hasta 15 km de cobertura en escenarios de exterior.
– Se ha obtenido la energía requerida con la estrategia de comunicaciones LoRaWAN, para distintos casos de uso en cuanto a tiempo de respuesta.
– Se ha implementado un stack de comunicaciones contikiMAC basado en Contiki a la misma plataforma hardware utilizada para LORA. La aplicación objetivo en este caso no es una arquitectura con infraestructura y acceso remoto desde internet como LoRaWAN, sino un terminal de mano con el que un operario se acercará al entorno más o menos cercano a las electroválvulas e interaccionará con ellas. El consumo energético con esta estrategia de comunicaciones, para que el acceso por parte del operario a la electroválvula sea en un tiempo máximo de respuesta de 4 segundos, es de 6.688 mAh para una autonomía de 20 años.
– Se han desarrollado dos alternativas de almacenamiento de energía para la aplicación. La primera batería primaria basada en tecnología Li-SOCl2 válida para tiempos de vida superiores a 20 años, disponible en los fabricantes SAFT y TADIRAN. La segunda alternativa necesaria para un sistema de recuperación de energía se basa en ultracondensadores, sobre los cuales se ha realizado un estudio de la corriente de autodescarga para confirmar la viabilidad de la solución siendo el resultado satisfactorio.
-Se ha diseñado y desarrollado un banco de ensayos para estudiar el comportamiento y validar la electroválvula escogida, y analizar la viabilidad técnica de la recuperación de energía del gas a través de un contador de usuario doméstico y un generador de corriente continua. Se han ensayado diferentes configuraciones de generador y multiplicadora para analizar la viabilidad técnica de extracción de energía a partir del flujo de gas mediante un contador de gas, que es un sistema de membranas. Se ha construido el sistema mecánico diseñado previamente incluyendo el sistema de control, actuación, comunicación y almacenamiento de energía con las siguientes características: prototipo demostrativo de montaje, integración y funcionalidad de los distintos componentes que forman la válvula de última milla.
– Se han obtenido las aplicaciones de lado remoto para el manejo de la ERG para ambos escenarios de comunicaciones, para LORA se ha desarrollado una aplicación PC basada en QT5 y para 6LowPAN una aplicación Android y una pasarela de Bluetooth Low Energy a 6LowPAN.
– Se ha obtenido el prototipo hardware de ERG.
– Se ha realizado una optimización del diseño y, de cara a mejorar la industrialización del prototipo, se ha llevado a cabo un estudio de costes de producto industrializable a partir de dicho diseño.