PICUD-2023-01: POSEIDON
Plataforma de desarrollo, ensayo y validación de un gemelo digital oceanográfico
Investigador Principal: Milagros Fernández Gavilanes
Equipo Investigador: Carlos Pérez Collazo, José Antonio González Prieto, Pablo Sendín Raña
Presupuesto: 16.128 €
Periodo y estado de ejecución: Dos años (del 17/01/2024 al 16/01/2026). En ejecución.
Resumen: La aplicación de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) en la implantación de las tecnologías 4.0 es un tema crucial en la transformación digital de la economía y la gestión de los recursos, tanto para la Armada como para la sociedad civil. La creación de gemelos digitales avanzados desempeña un papel fundamental en este proceso, ya que permite una gestión eficiente de los recursos disponibles y una integración inteligente de datos espaciales en un entorno en constante cambio. Teniendo esto en cuenta, uno de esos entornos donde existe la necesidad de comprensión, monitorización y actualización, todo ello de la forma más dinámica posible, es el marino. Algunos de sus datos clave hacen referencia al conocimiento del relieve submarino (batimetría); a la información meteorológica (incluye datos sobre viento, corrientes y condiciones climáticas); y las cartas náuticas, entre otros.
El proyecto de investigación Plataforma de desarrollo, ensayo y validación de un gemelo digital oceanográfico (POSEIDON), plantea la implementación de una plataforma que permita el desarrollo, ensayo y validación de un Gemelo Digital Oceanográfico (GDO), orientado a un sistema de apoyo a la navegación y a la toma de decisiones a bordo de plataformas navales. Para definir un GDO de estas características se opta por definir una plataforma basada en una arquitectura distribuida a triple nivel: (i) nodo central, (ii) nodo embarcado, y (iii) nodo de apoyo.
PICUD-2023-02: DnTAA
Estudio del comportamiento de elementos y sistemas asociados a la estanqueidad entre compartimentos de buque y caracterización de niveles sonoros generados por elementos vibrantes mediante técnicas de acústica avanzada
Investigador Principal: Francisco Javier Rodríguez Rodríguez
Equipo Investigador: Gerardo González-Cela Echevarría, Pedro Carrasco Pena, Jorge Eiras Barca
Presupuesto: 12.600 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 17/01/2024 al 16/01/2025). En ejecución.
Resumen: Actualmente el plan de inspecciones y pruebas que se desarrollan para comprobar la estanqueidad entre compartimentos de buque implica métodos poco rigurosos, a pesar de que para asegurar la Seguridad Interior es imprescindible mantener dicha propiedad. Por otra parte, la baja emisión acústica y de ruidos en un buque de guerra se considera primordial. En este contexto, tratando de paliar el déficit existente, el presente proyecto de investigación pretende estudiar, en diferentes situaciones de uso (estado, dimensiones, mantenimiento, anomalías recientes…), la estanqueidad entre locales de buque en relación al comportamiento de los elementos y sistemas asociados a dicha propiedad (puertas, mamparos y cerramientos). Para ello, se recogerá información acústica mediante medidas in situ, se abordará el posterior diagnóstico de resultados en laboratorio y se obtendrán las pertinentes conclusiones derivadas del proceso. Así mismo, se llevará a cabo la caracterización de los niveles sonoros generados por elementos radiantes y la detección de posibles funcionamientos anómalos. Todo ello, aplicando técnicas de acústica avanzada, novedoso sistema que está asumiendo una gran importancia como lo refleja su empleo en la industria del automóvil, naval y aeronáutica. En base a las lecciones aprendidas se pretende elaborar, como un resultado de la investigación, un protocolo para el mantenimiento de la flota de la Armada que permita mejorar la calidad acústica interior e incrementar la eficiencia de los programas de mantenimiento.
PICUD-2023-03: BATMAP3D
Fusión de datos LiDAR multiescala para el mapeo topobatimétrico de la costa
Investigador Principal: Iván Puente Luna
Equipo Investigador: Xavier Núñez Prieto, Francisco Troncoso Pastoriza
Presupuesto: 9.400 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 17/01/2024 al 16/01/2025). En ejecución.
Resumen: El creciente aumento de la población y el alcance desconocido que el cambio climático podría tener en las zonas costeras obliga a abordar con nuevos métodos de predicción los diferentes peligros que afectan a estas áreas, que podrían derivar en procesos de erosión o inundaciones con consecuencias socioeconómicas muy negativas. Para ello, es clave investigar la pendiente de la interfaz primaria entre la tierra y el océano, fundamental en los procesos costeros, pero que presenta dificultades para su mapeado al constituir sistemas con dinámicas complejas, altamente no lineales. El proyecto se centra en explorar la viabilidad de fusionar datos LiDAR (Light Detection and Ranging) provenientes de plataformas satelitales y terrestres adquiridos en distintos intervalos temporales para crear mapas detallados de la topografía submarina en aguas poco profundas. Este enfoque busca por tanto desarrollar una metodología para monitorear las áreas costeras utilizando LiDAR de satélites, particularmente ICESat-2, e integrar estos datos con la información obtenida por un sistema LiDAR topográfico para realizar mediciones locales en playas durante la bajamar, completando así la información batimétrica generada actualmente por otros sistemas.
PICUD-2023-04: AnMoCo
Análisis y modelización de concentración de CO2 en espacios interiores y embarcaciones del CUD-ENM y de la ENM
Investigador Principal: Pedro Carrasco Pena
Equipo Investigador: Jorge Eiras Barca, Débora Cores Carrera, Gerardo González-Cela Echevarría, María Álvarez Hernández, Alicia Vázquez Carpentier , Rodrigo Mariño Villar
Equipo de Trabajo: Pedro Fernández de Córdoba Castellano (UPV), Jesús Cillero Ares (Armada), ENERGESYS
Presupuesto: 5.200 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 17/01/2024 al 16/01/2025). En ejecución.
Resumen: En las ciudades llevamos años intentando mejorar un factor que mata a millones de personas cada año: «La contaminación, normalmente en las ciudades, provocó en 2019 nueve millones de muertes en todo el mundo (…) De hecho, en 2019, de los nueve millones de muertes en todo el planeta atribuibles a la contaminación, la mala calidad del aire, tanto doméstica como ambiental, fue la responsable de 6,67 millones.» (Extracto de la actualización del Informe The Lancet Commission on Pollution and Health,). Este estudio da una idea clara de las consecuencias de la contaminación en la supervivencia del individuo, y deja claro que el control ambiental contribuye a mejorar la salud de las personas [Contaminación del aire ambiente (exterior) – who.int]
La mejoría de la calidad ambiental en exteriores suele implicar políticas y consensos amplios. Cuando vamos a espacios más reducidos, se pueden adoptar medidas unilaterales que mejoran su calidad del aire: uso de pinturas que reaccionan con CO2 en interiores de un parking o un túnel, ventilación en áreas comerciales… y si vamos a espacios más pequeños todavía, el control de la calidad y su mejora se pueden llevar a cabo con medidas más asequibles pero que dependen, en un primer momento, de la monitorización.
En los últimos años ha aumentado considerablemente la preocupación por la calidad del aire en interiores debido a la explosión de contagios durante la pandemia por el virus SARS-COV 2. En ese caso se optó por realizar diversas actuaciones en distintos campos, desde elementos organizacionales hasta medidas de ventilación, limpieza y desinfección como se recogen en las guías del INSST o el Centro para la Detección y Control de Enfermedades (CDC).
Las estrategias utilizadas en la ventilación han sido vacilantes desde el principio de la aplicación de las medidas, demostrándose que una buena ventilación de los espacios, como aulas o espacios reducidos de trabajo, minimiza el riesgo de contagio de forma objetiva.
En trabajos publicados por distintos organismos como la NTP 243: Ambientes cerrados: calidad del aire (insst.es), NTP 549: El dióxido de carbono en la evaluación de la calidad del aire interior. (insst.es), Cómo mejorar la calidad del aire de los interiores | US EPA, Normativa europea (miteco.gob.es), o el Plan Nacional de Salud y Medio Ambiente (sanidad.gob.es) se establecen pautas generales de comportamiento para proceder y ventilar de forma mecánica siguiendo decálogos que no se basan en parámetros estáticos fuera de todo control inteligente. Esto hace que el uso de sensores del campo del Internet de las cosas (IoT) sea un elemento para tener presente en el control ambiental de espacios cerrados.
Por otra parte, las últimas informaciones aparecidas que relacionan de forma directa la concentración del CO2 con la propagación del virus de la COVID-19, hacen recomendable someter a control inteligente los procesos de ventilación de los espacios cerrados.
Si partimos de las concentraciones normales en espacios abiertos del CO2, que oscilan entre las 360 ppm en una zona despejada fuera de las ciudades, las 650–750 ppm en las ciudades y superiores a 1000 ppm en espacios cerrados, tendremos un elemento determinante de la calidad del aire.
Con todo lo anterior, parece aconsejable la instalación de sistemas de control ambiental en los espacios cerrados que nos permitan determinar de forma dinámica la concentración de CO2. En el mercado existen distintos sistemas de este tipo, haciéndose idóneos para ello sistemas IoT que permiten el almacenamiento de datos para su posterior minería y tratamiento, además de herramientas activas de control inmediato y toma de decisiones sobre la ventilación.
El objetivo general de este proyecto es sentar las bases para mejorar las condiciones ambientales de los espacios interiores en el CUD-ENM, la ENM y en las lanchas de instrucción. Para ello comenzaremos instalando sensores para control ambiental con la finalidad de determinar las necesidades de ventilación de los locales monitorizados.
Con los datos obtenidos desde los diferentes sensores realizaremos un análisis previo a la construcción de modelos que puedan ser extrapolables a espacios de similares características en edificios o buques. Este análisis no sólo debe orientarse sobre un control de posibles agentes como virus debe ir más allá considerando otros factores como son el envejecimiento prematuro por respirar en ambientes con altas concentraciones de CO2, elevación de la presión sanguínea, dolores de cabeza, pérdida de la concentración o agotamiento.
PICUD-2023-05: BEAMSAT
Desarrollo de un sistema demostrador de técnicas de beamforming para señales satelitales con aplicación a radar pasivo y GNSS spoofing
Investigador Principal: José María Núñez Ortuño
Equipo Investigador: José González Coma, Francisco Troncoso Pastoriza, Rubén Nocelo López
Presupuesto: 6.233 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 17/01/2024 al 16/01/2025). En ejecución.
Resumen: Desde hace dos años, varios componentes del grupo de investigación «Ingeniería Informática y Telecomunicaciones (INFOTEC)» del Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval de Marín, vienen trabajando en dos líneas de vital importancia para la Defensa y Seguridad: “Perturbación y suplantación de señales GNSS” y “Aplicaciones del Radar Pasivo”.
La primera línea consiste en el desarrollo de herramientas y procedimientos para la perturbación (jamming) y suplantación (spoofing) de señales GNSS para navegación y tiempo. Los avances conseguidos por el grupo en este campo, gracias en gran medida al proyecto “Desarrollo de un demostrador avanzado para la perturbación de sistemas que emplean GNSS (PASPOS)” (PICUD-2022-04), financiado por el CUD-ENM, les han permitido desarrollar un prototipo funcional de bajo coste para realizar ataques contra receptores GPS embarcados en unidades de la flota, que ha sido empleado con cierto grado de éxito en diversas campañas como las MARSEC 22 y 23, NEMO-22 y MINEX-23.
La efectividad de los ataques realizados es casi del 100% en el caso de que la «victima» sea un receptor GPS civil. En el caso de receptores militares, sólo se ha podido conseguir el jamming (denegación de servicio) en algunas unidades, pero no la suplantación de la posición y/o tiempo. Los GPS militares emplean una señal muy robusta y protegida (encriptada) que impide lograr este tipo de ataques.
Ante este reto, el equipo mencionado tiene la intención de seguir trabajando en nuevos métodos de ataque que permitirían suplantar este tipo de señales. Una de las soluciones más prometedoras es la regeneración y retransmisión de las señales originales de los satélites introduciendo un ligero retardo deliberado y controlado en cada una de ellas. Para conseguir este objetivo es preciso disponer de un sistema de antenas que permita realizar un apuntamiento electrónico selectivo a cada uno de los satélites o beamforming para filtrar espacialmente la señal de cada uno de ellos.
La segunda línea de trabajo del equipo, iniciada con el proyecto interno del CUD-ENM denominado “Análisis de configuraciones MIMO para la mejora de las prestaciones de RAdares PAsivos con aplicación al ámbito MARítimo (MIRAPAMAR)” (PICUD-2021-06) ha permitido al equipo de trabajo desarrollar un demostrador de radar pasivo para blancos marítimos, totalmente operativo, que emplea como iluminadores de oportunidad los transmisores de televisión digital terrestre (DVB-T) en el entorno de la Escuela Naval Militar de Marín. Una limitación intrínseca a este prototipo es su imposibilidad detectar blancos que se encuentren mar a dentro, es decir, cuando ya no existe cobertura de las emisiones de DVB-T a partir de cierta distancia de la costa.
Muchos investigadores se encuentran trabajando en el aprovechamiento de otros iluminadores de oportunidad, especialmente los transmisores satelitales. La proliferación de constelaciones de satélites LEO en los últimos años, permite que, prácticamente en cualquier parte del mundo, existan siempre señales procedentes de satélites de posicionamiento, (GPS y GALILEO), servicios de internet (STARLINK e INMARSAT), comunicaciones (DVB-S), observación de la tierra (PAZ), etc. Para poder emplear las señales de estos satélites en un sistema de radar pasivo, es necesario disponer de un array de antenas que permitan hacer un apuntamiento correcto mediante técnicas de beamforming.
Resulta evidente que las dos líneas de trabajo del grupo coinciden en la necesidad de disponer de un array de antenas satelitales con las que poder realizar el apuntamiento, filtrado y seguimiento de los distintos satélites de una constelación, cuyas señales puedan ser empleadas en un escenario de radar pasivo y de GNSS respectivamente
PICUD-2022-01: SUNTIBIP
Vehículo submarino no tripulado para inspección de buques, artefactos navales e instalaciones portuarias
Investigador Principal: Antonio Eirís Barca
Equipo Investigador: José María Núñez Ortuño, Pedro Carrasco Pena, Guillermo Lareo Calviño.
Presupuesto: 11.710 €
Periodo y estado de ejecución: Dos años (del 01/01/2023 al 31/12/2024). En ejecución.
Resumen: La proliferación de vehículos no tripulados (UV) en el entorno aéreo (UAV), marino (ROV, USV, UUV) y terrestre es notoria (UGV). Vehículos destinados a la vigilancia e inspección, modelos dedicados al transporte y unidades de combate están cada vez más presentes en los ámbitos civil, militar y de la seguridad, en vertiente profesional pero también para el ocio. La fabricación aditiva, por otra parte, apoyada en procesos computerizados de diseño y simulación, permite el empleo de piezas únicas adaptadas a las necesidades de nuestros diseños, a un coste reducido. Al mismo tiempo, facilita la modificación ágil de prototipos avanzando en el proceso de diseño con mayor rapidez y pone a disposición del usuario la capacidad de fabricar sus propios repuestos o piezas modificadas, con una inversión reducida en equipamiento y relativa sencillez en el proceso.
SUNTIBIP pretende el diseño y fabricación de un sistema compuesto por un vehículo submarino no tripulado (UUV) de pequeñas dimensiones y bajo coste, apoyado en la fabricación aditiva y el entorno de control de código abierto ArduSub, destinado a la navegación a bajas profundidades de inmersión, suficientes para realizar la inspección de la obra viva de buques e instalaciones portuarias, y su estación de control, portátil. El submarino podrá ser operado remotamente o actuar de manera semiautónoma, con misiones predefinidas, y para ello se comunicará con la estación con un sistema mixto, alámbrico (hasta la unidad relé de comunicación) e inalámbrico (entre esta y la estación). Además, se explorará la posibilidad de emplear comunicación inalámbrica en ambos segmentos, mediante el empleo de módems acústicos para el segmento subacuático.
PICUD-2022-02: P-FIND
Fabricación aditiva de estructuras multifuncionales para el tratamiento de aguas residuales y la recuperación del fosfato
Investigador Principal: Rosa Devesa Rey
Equipo Investigador: Jesús del Val García , Lorena González Gil , Santiago Urréjola Madriñán , Andrés Suárez García (UVigo), Xanel Vecino Bello (UVigo)
Presupuesto: 5.445 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 01/01/2023 al 31/12/2023). En ejecución, prorrogado hasta el 30/06/2024.
Resumen: El objetivo principal de este proyecto consiste en la fabricación de membranas para el tratamiento de aguas residuales. Los parámetros a evaluar serán la presencia de compuestos coloreados y la concentración de fosfatos. Se incluirán en la monitorización otros parámetros de interés, tales como materia orgánica, materiales en suspensión, etc. Para ello, se proponen una serie de etapas secuenciales que evaluarán la eficacia de los tratamientos en ensayos en discontinuo y, posteriormente, en ensayos en continuo. Así, en primer lugar se sintetizará un adsorbente de gran superficie activa, basado en estructuras de hidróxidos dobles laminares (HDL) que podrán funcionalizarse con mezclas de Ni/Al o Ca/Fe. Estas estructuras ya han sido utilizadas previamente por el equipo de investigación, para la recuperación del fosfato y de ibuprofeno, con resultados de adsorción de hasta un 70% de la concentración inicial. La funcionalización de los HDL persigue incrementar significativamente ese porcentaje. Por otro lado, el proyecto trata de encontrar una solución para los tratamientos en continuo, con tiempos de residencia significativamente menores. Para ello, se diseñarán membranas funcionalizadas con mezclas de resina y carbón activo, que se añadirá para aumentar la porosidad de la membrana y contribuir de esta manera a la retención de contaminantes. Las membranas se obtendrán mediante fabricación aditiva, lo cual permite adaptar los filtros a los sistemas de tratamiento, aumentando exponencialmente su versatilidad. Esta membrana se someterá a un proceso de recubrimiento con los HDL sintetizados previamente y se ensayarán las condiciones de eliminación en estas condiciones. Finalmente, el proyecto tratará la recuperación del fosfato mediante métodos de cristalización en estruvita o hidroxiapatita, evaluando la pureza del compuesto, su fitotoxicidad y su potencial como fertilizante, mediante ensayos de germinación. El efecto de los agentes dopantes en la actividad del HDL en la reducción de fosfatos y compuestos coloreados de las aguas contaminadas, el papel de la membrana en la retención del fosfato y la optimización de los parámetros de operación de la membrana funcionalizada constituyen los puntos centrales del proyecto: por un lado, se investigará la descontaminación de las aguas residuales tratados con las membranas funcionalizadas, comprobando su mitigación con técnicas espectrofotoméricas y su detoxificación mediante ensayos de fitotoxicidad. En este punto, resulta de gran interés comprobar la viabilidad del proceso de recuperación de los fosfatos, que supondría la obtención de un producto geoestratégico de alto valor añadido. Como etapa final del proyecto, los datos obtenidos se emplearán para obtener un modelo matemático que permita replicar, con un grado de error aceptable, las condiciones que se dan en un escenario real.
PICUD-2022-03: RnMod
Desarrollo de modelos predictivos del comportamiento del gas radón en edificios para el diseño de estrategias de mitigación
Investigador Principal: Arturo González Gil
Equipo Investigador: Antón Cacabelos Reyes, Lorena González Gil, Lara Febrero Garrido, Ana Ogando Martínez, Mercedes Solla Carracelas (UVigo), Miguel A. Gómez Rodríguez (UVigo), José Antonio Orosa García (UdC)
Presupuesto: 15.200 €
Periodo y estado de ejecución: Dos años (del 01/01/2023 al 31/12/2024). En ejecución.
Resumen: El gas radón es un elemento radioactivo que se encuentra en el ambiente como consecuencia de la descomposición del uranio presente en la corteza terrestre. Tiende a acumularse en espacios interiores, lo que supone un riesgo para la salud; concretamente, se asocia a un aumento en la probabilidad de sufrir cáncer de pulmón. Con el fin de cumplir la normativa vigente y minimizar los niveles de exposición a este gas en edificios existentes, que no se han construido con ninguna medida anti-radón, es fundamental avanzar en el desarrollo de modelos predictivos lo suficientemente precisos como para diseñar medidas de mitigación eficientes en base a ellos. Sin embargo, los estudios actuales son el resultado de modelizar ambientes muy controlados (fuentes de emisión originadas por probetas con una proporción conocida de uranio, niveles bajos de radón, etc.) que distan de situaciones reales y en los que se han asumido multitud de simplificaciones, siendo su precisión y posible extrapolación muy limitadas.
Este proyecto pretende desarrollar una herramienta basada en modelos predictivos que permita simular el comportamiento del gas radón en espacios interiores reales, para así poder comparar diferentes estrategias de mitigación y seleccionar la más apropiada en cada edificio. El mayor reto para lograrlo radica en la gran variabilidad que presenta la concentración de radón a lo largo del tiempo y de diferentes localizaciones. Este hecho es consecuencia de las numerosas variables que combinan sus efectos, dificultando la simulación de su comportamiento. Para poder obtener la mencionada herramienta, en primer lugar, se desarrollará una metodología para identificar los principales focos de inmisión de radón mediante un número reducido de mediciones. En segundo lugar, se elaborará un modelo basado en técnicas de machine learning capaz de predecir la tasa de inmisión hacia el interior del edificio en función de las principales variables de las que depende. A continuación, se desarrollará un modelo en CFD capaz de predecir cómo se comporta el gas radón en un espacio interior, teniendo en cuenta la tasa de inmisión de radón y las condiciones de ventilación a las que esté sometido. Por último, se aplicarán los modelos desarrollados para definir la estrategia de mitigación óptima en un edificio determinado.
PICUD-2022-04: PASPOS
Desarrollo de un demostrador avanzado para la perturbación de sistemas que emplean GNSS
Investigador Principal: José María Núñez Ortuño
Equipo Investigador: José González Coma, María Álvarez Hernández, Francisco Troncoso Pastoriza, Rubén Nocelo López
Equipo de Trabajo: Pedro Fernández de Córdoba Castellano (UPV), Jesús Cillero Ares (Armada), ENERGESYS
Presupuesto: 1.860 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 01/01/2023 al 31/12/2023). Finalizado.
Resumen: El Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar (CUD-ENM) ha desarrollado un equipo perturbador de sistemas receptores GNSS denominado LOKI, que permite realizar ataques de jamming y spoofing en varias bandas y constelaciones simultáneamente, suplantando posición y tiempo GPS con gran precisión.
LOKI tiene carácter portátil, de dimensiones reducidas y fácil traslado, lo que permite desplazarlo para realizar estas pruebas con bajo impacto económico para la Armada.
El sistema desarrollado ha sido probado con éxito en diferentes ediciones de los ejercicios MARSEC, MINEX y NEMO con un alto grado de efectividad.
Difusión de resultados:
- M. Núñez Ortuño, J.P. González Coma, R. Nocelo López, F. Troncoso Pastoriza, M. Álvarez Hernández, M. Pérez Vilda. Sistema multiestático para la suplantación (spoofing) de señales GPS. X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2023.
PICUD-2022-05: TACLAB360
Laboratorio de combate virtual para simulación inmersiva de adiestramiento militar táctico
Investigador Principal: Xavier Núñez Nieto
Equipo Investigador: Francisco Troncoso Pastoriza, Miguel Rodelgo Lacruz, Iván Puente Luna, Pablo Falcón Oubiña (UVigo)
Presupuesto: 12.215 €
Periodo y estado de ejecución: Dos años (del 01/01/2023 al 31/12/2024). En ejecución.
Resumen: La actual proliferación de la pujante Industria de Cuarta Generación (i4.0), ha supuesto un incremento significativo en la incursión y consolidación del mundo digital, dentro de las Fuerzas Armadas (FAS). En este marco operativo, la presencia de técnicas y metodologías orientadas a la simulación virtual para el adiestramiento militar, se ve reflejada en múltiples proyectos de gamificación que engloban a los tres ejércitos: Armada, Tierra y Aire. Este proyecto propone el empleo de dicha tecnología para el modelado 3D hiperrealista de un “battle lab” (laboratorio de combate), que sirva como plataforma de entrenamiento virtual esférico (360º) para el adiestramiento táctico de combate de los especialistas de las Fuerzas Armadas (FAS) españolas. Mediante diversas técnicas avanzadas de diseño asistido por ordenador (ACAD), se recreará el entorno gráfico característico y se llevará a cabo la simulación fotorrealista del mismo. Además, se complementará el modelado asistido por ordenador con tecnología de realidad virtual en 360º (RV360) para conseguir una sensación totalmente inmersiva por parte del usuario y se dotará a los elementos del escenario de vida propia mediante Inteligencia Artificial (IA), recreando de manera fehaciente las distintas Reglas de Ataque (ROA) implicadas en el campo de batalla real. Del mismo modo, por medio de tecnología de Impresión 3D se llevará a cabo la fabricación aditiva de los componentes de acople entre el escenario virtual y el dispositivo de tiro necesario para su conectividad. Todo el proceso se llevará a cabo mediante la combinación de diferentes técnicas y metodologías pertenecientes a la moderna Industria 4.0, que define la esencia de la Cuarta Revolución Industrial: ACAD, Realidad Virtual, Inteligencia Artificial, Retroingeniería e Impresión 3D.
PICUD-2022-06: MoUAV
Modular Autonomous Underwater Vehicle
Investigador Principal: Carlos Pérez Collazo
Equipo Investigador: José Antonio González Prieto, Araceli Regueiro Pereira, Guillermo Lareo Calviño, Antonio Eirís Barca, Jesús Alonso Caride (Armada), Yogang Singh
Presupuesto: 9.250 €
Periodo y estado de ejecución: Dos años (del 01/01/2023 al 31/12/2024). En ejecución.
Resumen: La guerra entre Rusia y Ucrania está demostrando la enorme ventaja táctica que presentan los sistemas no tripulados de bajo coste en escenarios de guerra hibrida y guerra multidominio. La incorporación de vehículos autónomos capaces de operar sin intervención humana en la guerra antisubmarina (ASW) es una línea interesante de investigación, para la recolección de datos del entorno, por la importancia que estos tienen para operar con seguridad y facilitar el dominio del mar. Esto hace necesario el desarrollo de nuevos conceptos de plataformas navales de bajo coste adaptables a las distintas situaciones operativas. Los vehículos no tripulados submarinos (Unmaned Underwater Vehicles UUVs) se han demostrado de gran utilidad para la realización de múltiples actividades de muy diversa índole, tanto en el mundo de la seguridad y defensa como en la sociedad civil. Esto ha propiciado el desarrollo de múltiples tipologías de UUVs cada vez más especializados hacia la ejecución de actividades concretas, lo que supone un reto logístico desde el punto de vista del operador de este tipo de sistemas. El proyecto de investigación Modular Autonomous Underwater Vehicle (MoAUV), plantea el diseño de un vehículo submarino modular (Modular Underwater Vehicle MUV) de bajo coste. MoAUV se apoya en el diseño modular, permitiendo su configuración para operar en diferentes escenarios operativos (EO), por ejemplo: como ROV (Remotely Operated Vehicle), como AUV (Autonomus Underwater Vehicle) o como planeador submarino (Autonomus Underwater Glider). La plataforma consta de una serie de módulos independientes que pueden ser empleados de forma intercambiable, entre otros, un módulo de estabilización y energía, un módulo de control de la flotabilidad, un módulo de comunicaciones y control de misión, un módulo adaptable a las diferentes cagas útiles y una serie de cascos exteriores intercambiables.
PICUD-2022-07: NanoEnSol
Desarrollo de fluidos nano-mejorados para el incremento del rendimiento energético de instalaciones solares térmicas
Investigador Principal: Javier Pérez Vallejo
Equipo Investigador: Arturo González Gil, Antón Cacabelos Reyes, Lara Febrero Garrido, Jose Ignacio Iglesias Prado, Luis Lugo Latas (UVigo)
Presupuesto: 15.960 €
Periodo y estado de ejecución: Dos años (del 01/01/2023 al 31/12/2024). En ejecución.
Resumen: La energía es una necesidad básica en las sociedades modernas, por lo que un uso eficiente y la sostenibilidad de las opciones de abastecimiento son indispensables. Además, las emisiones de gases provocadas por el consumo de combustibles fósiles para la producción de energía son la principal causa del cambio climático. Por tanto, el ahorro energético y la integración de energíarenovable en las instalaciones centra gran parte de los esfuerzos de la comunidad científica. La Estrategia de Tecnología e Innovación para la Defensa ETID-2020 incluye como línea de investigación prioritaria la búsqueda de opciones de climatización y agua caliente sanitaria integradas y eficientes para bases y campamentos que contribuyan a la reducción del consumo energético total. El principal obstáculo para la mejora de la eficiencia energética de los sistemas de intercambio de calor es la moderada conductividad térmica de los fluidos comúnmente empleados como fluidos de trabajo. Los nanofluidos, dispersiones de nanoaditivos sólidos en el seno de fluidos base, permiten la mejora de esta propiedad. Además, los nanofluidos también han demostrado mejoras en propiedades como la absorción de luz. La determinación experimental exhaustiva y precisa de la conductividad térmica presenta especial relevancia en el proceso de proposición de nuevos nanofluidos. La bibliografía confirma que el método de hilo caliente transitorio es una técnica confiable para la medición de su conductividad térmica. La energía solar térmica implica la transformación de la energía proveniente del sol en calor, que será utilizado en aplicaciones de calefacción o agua caliente sanitaria. El inagotable recurso de la radiación solar hace que esta opción de abastecimiento tenga un elevado potencial tanto para uso residencial como para bases y campamentos situados en zonas de operaciones aisladas, proporcionando un mayor grado de autonomía y la continuidad del suministro. Las instalaciones solares están especialmente expuestas a las distintas variables meteorológicas, lo que dificulta la reproducibilidad de las condiciones de ensayo y, por tanto, la comparación rigurosa entre fluidos de trabajo. El control de estas variables se puede realizar de forma más exhaustiva en un banco de ensayos diseñado ad hoc para la determinación experimental del rendimiento energético de los fluidos. En este proyecto, se pretende la proposición de nuevos fluidos de trabajo con rendimientos mejorados para instalaciones solares térmicas con aplicaciones de calefacción y agua caliente sanitaria residenciales y de bases y campamentos. Para ello, se diseñarán nuevos nanofluidos mono (dispersiones de un único nanomaterial) e híbridos (dispersión de dos o más nanomateriales) seleccionando los nanoaditivos más adecuados en base a rigurosas caracterizaciones. A continuación, se pondrá el foco en la optimización de la estabilidad temporal de las dispersiones y en la determinación experimental de los perfiles termofísicos y ópticos de los nanofluidos propuestos. Se prestará especial atención al comportamiento de la conductividad térmica, que se determinará mediante un conductivímetro de nueva adquisición que utilice la técnica de hilo caliente transitorio. El análisis de estos resultados permitirá la selección de los nanofluidos con un mayor potencial. Posteriormente, se diseñará y construirá un banco de ensayos basado en un colector solar térmico y una fuente de luz controlada. Los nanofluidos previamente seleccionados serán analizados en el nuevo banco y se determinarán sus rendimientos de transferencia de calor en procesos de convección y radiación. Mediante esta caracterización completa, se podrán validar instalaciones con mayores eficiencias, menores consumos energéticos y un mayor grado de autonomía.
PICUD-2022-08: ELEC4CIM
Nuevos tejidos basados en nanofibras para la uniformidad del cuerpo de Infantería de Marina
Investigador Principal: Jesús del Val García
Equipo Investigador: Rosa Devesa Rey, Jorge Feijoo Conde, Andrés Suárez García (UVigo)
Presupuesto: 11.800 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 01/01/2023 al 31/12/2023). En ejecución, prorrogado hasta el 30/06/2024.
Resumen: Uno de los aspectos más básicos y fundamentales para el correcto desempeño de las Fuerzas Armadas (FAS) en las misiones encomendadas es la uniformidad/trajes de las unidades desplegadas, en especial durante el desarrollo de misiones fuera de las bases principales, dónde el entorno y el clima pueden ser de carácter desconocido cambiante, además de la potencialidad de posibles amenazas hostiles. La uniformidad juega un papel clave al proveer a las unidades de elementos básicos de defensa pasiva como puede ser la mimetización con el entorno (uniformes pixelados de campaña Boscoso o Desierto, por ejemplo) y proteger al usuario, hasta cierto punto, de las inclemencias del tiempo y del entorno. Dentro de las FAS, el cuerpo de Infantería de Marina (CIM) como parte integrante de la Armada, está enfocado a poder actuar y desplegarse de forma rápida y efectiva en multitud de escenarios de gran variabilidad, tanto climática como del entorno, pasando en breves lapsos de tiempo de situaciones de inmersión en agua a zonas desérticas de altas temperaturas, frío extremo o potenciales situaciones de peligro provocadas por un entorno hostil, como puede ser fuego. Debido a esto, el CIM presenta una gran cantidad de trajes/prendas enfocadas a ciertas circunstancias: chaquetas y cubre pantalones con cierto grado de impermeabilidad, chaquetas y pantalones térmicos, y uniformes de tejidos con cierta capacidad de protección térmica al calor y las llamas (según EN ISO 15025:16). Sin embargo, en todos los casos son prendas específicas para una función, y que pueden resultar contraproducentes en diversas situaciones no previstas o cambiantes (disminución de la movilidad, alteraciones térmicas, etc.), complicando al mismo tiempo la gestión logística y de suministros, en especial en entornos de campaña. Una posible solución a esto es la unificación de las tres principales propiedades deseadas en la uniformidad (impermeabilidad, termorregulación e ignifugidad), junto con otras más específicas en una única vestimenta que permita afrontar con garantías cualquier situación, por muy variable que sea. Entre las técnicas actuales desarrolladas para la fabricación de elementos basados en fibras con características especiales, el «electrospinning» (electrohilado) destaca por ser relativamente simple de implementar y de bajo coste. Se caracteriza por el empleo de fuerzas eléctricas en lugar de mecánicas para producir fibras, con diámetros de rango nanométrico o micrométrico. A priori, las fibras obtenidas a partir del electrospinning tienen como base soluciones poliméricas líquidas (naturales o sintéticas). Sin embargo, en los últimos años numerosos autores han expandido el uso de la técnica para la fabricación de nanofibras de carácter metálico y cerámico, expandiendo su rango de aplicaciones a sistemas ignífugos. Además, la versatilidad de la técnica permite el fácil dopaje con otros elementos de la matriz de fibras para obtener propiedades específicas, como puede ser el ferromagnetismo o la regulación térmica. Esta técnica precisa de la preparación de una solución polimérica (el polímero que se desea emplear diluido en un disolvente adecuado), que se introduce, mediante un sistema de inyección de alta precisión, en una zona sometida a un campo electroestático elevado que provocan la «elongación» de la gota de la solución polimérica inyectada (cono de Taylor), formando un chorro de solución polimérica y generándose las fibras deseadas que se recogen en un colector.
PICUD-2021-01: TraBoDiT
Training Boat Digital Twin
Investigador Principal: José Antonio González Prieto
Equipo Investigador: Carlos Pérez Collazo, Jorge Eiras Barca, Gerardo González-Cela Echevarría, Pedro Carrasco Pena.
Presupuesto: 3.643 €
Periodo y estado de ejecución: Un año + prórroga (del 01/01/2022 al 30/06/2023). Finalizado.
Resumen: El desarrollo de los denominados gemelos digitales como herramientas avanzadas para la toma de decisiones y la implementación de sistemas de seguridad activos, constituye una de las líneas básicas de investigación de interés para la Armada, ya que tienen una importancia relevante en el proceso de innovación de las plataformas de combate. Dentro de este aérea de investigación tan amplia, el proyecto Training Boat Digital Twin (TraBoDiT) plantea como objetivo principal desarrollar una metodología para la creación de gemelos digitales que permitan simular con precisión adecuada las dinámicas del movimiento de embarcaciones, y específicamente, el de las lanchas de instrucción de la ENM.
Es importante destacar el papel que los sistemas de gemelos digitales tienen en la etapa de formación del personal de la Armada y, por lo tanto, en el futuro, en su seguridad a la hora de realizar sus tareas como oficiales de la Armada. La posibilidad de que los alumnos de la ENM puedan disponer de simulaciones en el SIMNAV que dupliquen, de forma robusta, el comportamiento de los barcos en los que van ser destinados en el futuro, presenta una oportunidad única de mejorar considerablemente su formación militar optimizando el uso de los recursos disponibles. Para ello, el proyecto plantea aprovechar medios materiales y humanos de los que ya dispone la ENM para el desarrollo y validación de este tipo de soluciones:
- Recursos materiales (lanchas de instrucción).
- Simulador de Maniobra y Navegación (SIMNAV).
- Personal dedicado a la investigación (profesores del CUD y la ENM).
- Sesiones de adiestramiento de los alumnos en ambos entornos (real y simulado).
Los trabajos realizados durante el desarrollo del proyecto han dado como resultado la publicación de 2 artículos en revistas del ámbito marino y oceanográfico (JCR/Q1) y 4 artículos en los congresos DESEI 2022 y 2023.
Difusión de resultados:
- González Prieto, José Antonio; PÉREZ-COLLAZO, Carlos; SINGH, Yogang. Adaptive integral sliding mode based course keeping control of unmanned surface vehicle. Journal of Marine Science and Engineering, 2022, vol. 10, no 1, p. 68.
- González Prieto, José Antonio. Adaptive finite time smooth nonlinear sliding mode tracking control for surface vessels with uncertainties and disturbances. Ocean Engineering, 2023, vol. 279, p. 114474.
- González Prieto, José Antonio. Control de embarcaciones de superficie con incertidumbres y perturbaciones mediante modos deslizantes no lineales y adaptativos con convergencia en tiempo finito. IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2022.
- José Ignacio Valles Cancela, José A. Olivas and José Antonio González Prieto. Desarrollo de un Evaluador Inteligente de Lógica Borrosa para Aplicaciones en Simuladores de Navegación. X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2023.
- Álvarez San Martín, José; Moreno Fernández, Jesús; González Prieto, José Antonio; Valles Cancela, José Ignacio; Touza Gil, Ramón. Aplicación de técnicas de aprendizaje profundo a la localización y seguimiento de objetos flotantes empleando drones con cámara. X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2023.
- José; Moreno Fernández, Jesús; Álvarez San Martín, González Prieto, José Antonio; Valles Cancela, José Ignacio; Touza Gil, Ramón. Aplicación de técnicas de aprendizaje profundo a la localización y seguimiento de objetos en entornos marítimos empleando cámaras de video portátiles. X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2023.
PICUD-2021-02: POSINT.IA
Plataforma OSINT basada en técnicas de IA para la monitorización de la comunidad de Defensa en Twitter
Investigador Principal: Norberto Fernández García
Equipo Investigador: María Álvarez Hernández, Milagros Fernández Gavilanes, José González Coma, Miguel Rodelgo Lacruz.
Presupuesto: 11.000 €
Periodo y estado de ejecución: Dos años (del 01/01/2022 al 31/12/2023). Finalizado.
Resumen: La comunidad de inteligencia lleva décadas trabajando en el desarrollo de técnicas OSINT (Open Source Intelligence). Sin embargo, la aparición de Internet y el auge de las redes sociales han complicado el panorama en lo que a fuentes se refiere, requiriendo una modernización de los métodos, y llegando incluso a hablarse de la necesidad de una segunda generación de sistemas OSINT. Es por ello por lo que, tanto en el ámbito nacional (como se refleja en la estrategia ETID 2020) como en el internacional, hay un creciente interés en el desarrollo de plataformas que permitan hacer frente a los desafíos que impone este nuevo escenario. Con este fin, el proyecto Posint.IA se ha centrado en el desarrollo de una plataforma OSINT, basada en técnicas de inteligencia artificial (IA) y herramientas open source, para el análisis de contenidos de la red social Twitter / X de interés para el ámbito de la defensa. La plataforma captura información públicamente disponible a través de la API de Twitter / X y aplica técnicas de aprendizaje máquina para identificar contenidos de interés para la temática de defensa. Los contenidos extraídos se procesan a continuación para obtener información de valor: perfiles de usuario más activos, identificación de tendencias temáticas en base al análisis de etiquetas, búsqueda de menciones a ciertos tópicos, estadísticas básicas (ej.: evolución temporal del número de tuits publicados), etc. Toda esta información se muestra a un operador del sistema con la ayuda de un cuadro de mando (dashboard) que permite el análisis visual de la información extraída.
Difusión de resultados:
- Fernández García, M. Álvarez Hernández, M. Fernández Gavilanes, J.P. González Coma, M. Rodelgo Lacruz, R. Touza Gil. Posint.IA: Plataforma OSINT basada en técnicas de IA para la monitorización de la comunidad de la defensa en Twitter. IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2022.
- M. Fernández Torrejón, N. Fernández García, M. Fernández Gavilanes. Sistema de detección inteligente de usuarios de Twitter interesados en la temática de Defensa. X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2023.
PICUD-2021-03: LAMINAE
Low-cost bathymetric frAMework for Infantry operations in shAllow water
Investigador Principal: Iván Puente Luna
Equipo Investigador: Xavier Núñez Nieto, Joaquín Martín Sánchez (UVigo).
Presupuesto: 2.500 €
Periodo y estado de ejecución: Un año + prórroga (del 01/01/2022 al 31/05/2023). Finalizado.
Resumen: El proyecto desarrolla un framework que emplea un Unmanned Surface Vehicle (USV) y una Infraestructura de Datos Espaciales (IDE) para la recopilación de información batimétrica en áreas costeras poco profundas. El USV, equipado con una cámara subacuática GoPro y un sistema de posicionamiento, navega sobre la superficie del agua para la reconstrucción tridimensional del fondo marino. La fotogrametría subacuática sustituye las tradicionales misiones de reconocimiento de fondos realizadas manualmente por buceadores, mejorando la eficiencia y reduciendo los riesgos para el personal.
Por otro lado, la IDE desarrollada utilizando el software geoespacial de código abierto GeoNode, permite la catalogación, gestión y distribución de los datos recopilados. Esto incluye la integración de modelos fotogramétricos y ortomosaicos con otros datos marinos y metadatos de fuentes abiertas como EMODnet – Red Europea de Observación de Datos Marinos y GEBCO – The General Bathymetric Chart of the Ocean. La IDE proporciona además una plataforma centralizada para acceder y utilizar los datos batimétricos generados por el proyecto.
El proyecto tiene aplicación en áreas tan diversas como la ingeniería costera, los procesos sedimentarios, la cartografía arqueológica o la investigación biológica. Sirve también como una herramienta de apoyo en las tareas de estudio, análisis, evolución y planificación marina, especialmente para las unidades de Infantería de Marina durante las operaciones anfibias. Sin embargo, es importante tener en cuenta que las condiciones ambientales, como la turbidez del fondo marino, los fuertes vientos y el oleaje, pueden afectar la capacidad de operación del USV y la calidad de los datos recopilados.
Difusión de resultados:
- Puente, J. Martinez, X. Núñez-Nieto, C. Casqueiro y M.González Baiges. Aplicación de la fotogrametría subacuática en aguas someras mediante vehículos de superficie no tripulados (USV). IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2022.
- I. Puente, X.Núñez-Nieto, J. Martínez, L. Horna Martínez. Desarrollo de una Infraestructura de Datos Espaciales para la gestión de información batimétrica. X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2023.
PICUD-2021-04: FAMOH2O
Fabricación aditiva de nuevos materiales para el tratamiento fotocatalítico de aguas
Investigador Principal: Jesús del Val García
Equipo Investigador: Rosa Devesa Rey, Jorge Feijoo Conde, Andrés Suárez García (UVigo), Carlos Casqueiro Placer.
Presupuesto: 8.800 €
Periodo y estado de ejecución: Un año + prórroga (del 01/01/2022 al 30/06/2023). Finalizado.
Resumen: Durante las últimas décadas la contaminación de áreas acuosos debido a la presencia de contaminantes de diversa índole se ha incrementado notablemente, constituyendo un peligro de salud tanto para la flora y fauna como para el ser humano. Entre las distintas técnicas posibles para la eliminación segura y eficaz de dichos contaminantes destaca la fotocatálisis, en la cual mediante reacciones químicas (tanto de oxidación como de reducción), se convierte la energía solar en energía química en la superficie de un catalizador (material semiconductor). La activación de la superficie del fotocatalizador induce la formación de un par portador electrón-hueco, para lo cual se debe aportar la energía suficiente que permita promover el electrón de la banda de valencia a la de conducción, y que tiene un alto poder oxidante al provocar la formación de radicales libres. Cuando el fotocatalizador ha absorbido la radiación (en el rango UV-VIS) se forman radicales libres que al colisionar con los óxidos de los contaminantes presentes en el medio los degradan. Entre los compuestos fotocalíticos destaca el óxido de titanio, así como el oro, el galio o el ZnO. En este proyecto se ha optado por la fotocatálisis en fase heterogénea, ya que tiene una alta capacidad de recuperación del catalizador y permite su reacondicionamiento posterior. Este proyecto de investigación tiene como objeto la síntesis de un material fotocatalítico con altas capacidades de degradación de contaminantes orgánicos, así como la viabilidad del mismo para su uso como material precursor en la fabricación aditiva de estructuras geométricas complejas altamente porosas. Permitiendo así la fabricación de piezas en función de las necesidades de cada momento y lugar, aportando una gran versatilidad y adaptabilidad a las diferentes circunstancias del entorno de trabajo.
Difusión de resultados:
- Feijoo, J. del Val, R. Devesa-Rey, A. Suárez-García, C. Casqueiro. Tratamiento fotocatalítico de aguas mediante estructuras obtenidas por fabricación aditiva. IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2022.
- L. Rodríguez Rico, J. del Val, R. Devesa-Rey, J. Feijoo, A. Suárez-García, C. Casqueiro. Tratamiento de residuos en medios acuosos mediante la síntesis y fabricación de nuevos materiales. X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2023.
PICUD-2021-05: FUNGI
Fundamentos de la recuperación de suelos contaminados con Escherichia coli y antibióticos mediante estrategias de micorremediación
Investigador Principal: Alicia Vázquez Carpentier
Equipo Investigador: Rosa Devesa Rey, Javier Pérez Vallejo.
Presupuesto: 3.300 €
Periodo y estado de ejecución: Un año + prórroga (del 01/01/2022 al 30/06/2023). Finalizado.
Resumen: En el proyecto FUNGI hemos replicado micelio de diversas variedades de hongo (Shiitake, Pleurotus Ostreatus y Citrinopileatus, Hericium) en placa Petri, monitoreando su propagación en un medio propicio para seleccionar aquellas variedades más favorables a su uso en biorremediación (micorremediación). Se ha observado que las variedades más agresivas en cuanto a su crecimiento son las de Pleurotus seguidas de la Shiitake. Aunque la Hericium se puede propagar, su mayor exigencia en cuanto a las condiciones la hace menos favorable al uso como especie micorremediadora.
Este trabajo se realizó como prólogo a una investigación en micorremediación de tierras contaminadas con Escherichia coli y antibióticos.
PICUD-2021-06: MIRAPAMAR
Análisis de configuraciones MIMO para la mejora de las prestaciones de RAdares PAsivos con aplicación al ámbito MARítimo
Investigador Principal: José María Núñez Ortuño
Equipo Investigador: José González Coma, María Álvarez Hernández, Francisco M. Troncoso Pastoriza, Rubén Nocelo López, María Pilar Jarabo Amores (UAH), David Mata Moya (UAH), Nerea del Rey Maestre (UAH), Luis Castedo Ribas (UdC), Óscar Fresnedo Arias (UdC).
Presupuesto: 11.254 €
Periodo y estado de ejecución: Un año + prórroga (del 01/01/2022 al 30/06/2023). Finalizado.
Resumen: Los radares de entrada y salida múltiple (MIMO) son un desarrollo reciente en el mundo del radar inspirado en el éxito precedente de las técnicas MIMO en comunicaciones. Estas tecnologías pueden mejorar la capacidad de detección y la cobertura, mejorando a los radares pasivos convencionales, basados en procesado en array.
El objetivo del proyecto consiste en analizar y evaluar las distintas técnicas MIMO, que pueden emplearse en un sistema de radar pasivo en el ámbito marítimo y/o naval con el objeto de mejorar las prestaciones en la detección de blancos de baja reflectividad en entornos costeros de compleja orografía.
Tras la evaluación de distintas alternativas se ha desarrollado un pequeño demostrador, que permite evaluar dichos esquemas en un escenario de blancos marítimos e iluminadores de televisión digital terrestre (DVB-T) así como un software simulador.
Difusión de resultados:
- Núñez-Ortuño, J.M.; González-Coma, J.P.; Nocelo López, R.; Troncoso-Pastoriza, F.; ÁlvarezHernández, M. Beamforming Techniques for Passive Radar: An Overview. Sensors 2023, 23, 3435. https://doi.org/10.3390/s23073435.
- Castedo, N. del Rey Maestre, D. Mata Moya, M Jarabo Amores, J.M. Núñez Ortuño, J- González Coma. Desarrollo de un sistema para el análisis de configuraciones MIMO para la mejora de las prestaciones de RAdares PAsivos con aplicación al ámbito MARítimo (MIRAPAMARI). X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2022.
- J.M. Núñez Ortuño, J- González Coma, R. Nocelo López, F. Troncoso-Pastoriza, M. Álvarez-Hernández. Posicionamiento de blancos marítimos en radar pasivo basado en redes DVB-T de frecuencia única. X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2023.
PICUD-2021-07: ProPuAlH2
Construcción de una planta piloto de producción, purificación y almacenamiento de hidrógeno en hidruros metálicos a partir de glicerina para uso en submarinos con sistemas AIP de pila de combustible
Investigador Principal: Rocío Maceiras Castro
Equipo Investigador: Víctor Alfonsín Pérez, Jorge Feijoo Conde, Miguel A. Álvarez Feijoo, Leticia Pérez Rial, Javier Pérez Vallejo, Pablo Falcón Oubiña (UVigo).
Presupuesto: 29.600 €
Periodo y estado de ejecución: Dos años + prórroga (del 01/01/2022 al 30/06/2024). En ejecución.
Resumen: En este proyecto se propone la construcción de una planta piloto para la obtención, purificación, compresión y almacenamiento de hidrógeno a partir de la glicerina. Se completa así el proceso iniciado con el proyecto concedido en la convocatoria anterior, que consistía en la construcción de un reformador para la obtención de hidrógeno a partir de glicerina. Se añade en este caso la purificación, compresión y almacenamiento en hidruros metálicos del hidrógeno producido en el proceso de reformado. Paralelamente al proceso de obtención de hidrógeno, se plantea una simulación global del proceso a partir de los datos experimentales. Estas simulaciones permitirían su posterior escalado y así poder analizar la viabilidad de su implantación en submarinos, para un sistema de propulsión independiente del aire (Air Independent Propulsión, AIP) en buques submarinos con pila de combustible.
Difusión de resultados:
- Maceiras, J. Feijoo, V. Alfonsín, L. Pérez, M.A. Álvarez-Feijoo, P. Falcón, J.P. Vallejo Influence of alumina fixed-bed in steam reforming of glycerol for hydrogen production. Energy Reports (9) 2023, 309-315.
- Encinar, J. Feijoo, J. Vallejo, L. Pérez-Rial, J. del Val. Estudio de la purificación de H2 por fisiorción. X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2023.
- R. Maceiras Castro, M.A. Álvarez-Feijoo, V. Alfonsín, L. Pérez-Rial, P. Falcón Oubiña. Influencia del catalizador níquel/alúmina en el proceso de reformado de glicerina para la producción de hidrógeno. X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, DESEi+d 2023.
PICUD-2020-01: SAAM
Sistema de posicionamiento asistido para el aprovisionamiento en la mar en buques de la Armada
Investigador Principal: Paula Gómez Pérez
Equipo Investigador: Iván Krakhmaloff Moreno (Armada)
Presupuesto: 564 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 01/01/2021 al 31/12/2021). Finalizado .
Resumen: Los buques de la Flota suelen pasar largas temporadas navegando sin realizar escalas, por lo que es habitual que necesite repostaje en alta mar. En la maniobra de aprovisionamiento, el buque que necesita repostaje debe navegar en paralelo al buque de apoyo logístico para realizar el intercambio de víveres, materiales o incluso personal. Mantener rumbo y velocidad en condiciones de baja visibilidad o mala mar puede resultar extremadamente complicado y peligroso. En la actualidad, se utiliza el cabo de distancias a modo de referencia, pero resulta insuficiente y de escasa fiabilidad. El Proyecto SAAM implementa un Sistema para el posicionamiento Asistido para la maniobra de Aprovisionamiento en la Mar, proporcionando información precisa en tiempo real y bajo una interfaz altamente intuitiva de los datos de navegación del buque receptor y proveedor entre los que destacan: distancia lateral y distancia de avance, velocidades de ambos buques, e indicadores de tendencia peligrosos.
PICUD-2020-02: BATTLELAB360
Laboratorio de combate virtual para adiestramiento inmersivo de tiro con arma de fuego
Investigador Principal: Xavier Núñez Nieto
Equipo Investigador: Iván Puente Luna, Lara Febrero Garrido, Francisco Troncoso Pastoriza, Miguel Rodelgo Lacruz, Carlos Casqueiro Placer, Pablo Falcón Oubiña (UVigo).
Presupuesto: 5.810 €
Periodo y estado de ejecución: Un año + prórroga (del 01/01/2021 al 30/06/2022). Finalizado.
Resumen: La Industria de Cuarta Generación (i4.0) ha supuesto un incremento significativo en la consolidación del mundo digital dentro de las Fuerzas Armadas (FAS). Este proyecto propone el empleo de dicha tecnología para el modelado 3D hiperrealista de un laboratorio de combate (battlelab), que sirva como plataforma de entrenamiento virtual para la práctica militar de tiro con arma de fuego. Mediante la combinación de diversas técnicas i4.0 se ha recreado el entrono gráfico característico y la interacción usuaria/dispositivo. Además, se han implementado las distintas reglas de protocolo implicadas en el campo de tiro real, consiguiendo proporcionar al usuario una sensación inmersiva cercana a la realidad. Todo ello en consonancia con las líneas de interés establecidas por la Estrategia de Tecnología e Innovación (ETID) del Ministerio de Defensa, según lo descrito en el área de Tecnologías de la Información Comunicaciones y Simulación (TICS), específicamente referida al adiestramiento avanzado mediante simulación 8TICS 11.3.1).
Difusión de resultados:
- X. Núñez-Prieto, P. Falcón, F. Troncoso, C.Casqueiro, M. Rodelgo, I. Puente, L. Febrero. Desarrollo de un simulador de tiro con tecnología inmersiva mediante realidad virtual. IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad (DESEi+d 2022).
PICUD-2020-03: BNC
Diseño y optimización de un biorreactor para la eliminación de nutrientes y compuestos farmacéuticos en aguas
Investigador Principal: Rosa Devesa Rey
Equipo Investigador: Lorena González Gil, Jorge Feijoo Conde, Jesús del Val García, Jose Pablo González Coma, Gonzalo Castiñeira Veiga (USC), María Teresa Barral Silvia (USC), F. Javier Fernández Fernández (USC).
Presupuesto: 900 €
Periodo y estado de ejecución: Un año + prórroga (del 01/01/2021 al 30/06/2022). Finalizado.
Resumen: El objetivo principal de este proyecto consiste en el diseño y optimización de un biorreactor para la eliminación conjunta de nutrientes y microcontaminantes farmacéuticos en aguas. La eliminación de los compuestos planteados se realizará mediante el diseño de un biorreactor equipado con un filtro activo de elevada área superficial y actividad biológica: por un lado, se fabricará en el laboratorio mediante electrospinning un filtro cerámico funcionalizado con fibras de un material adsorbente obteniendo un material de elevada área superficial y tamaño de poro uniforme, apto para la adsorción de fosfatos. Este filtro permitiría además una eventual desorción y recuperación del fosfato, lo cual dota de una dimensión geoestratégica a esta etapa del Proyecto. Por otro lado, en el biorreactor se favorecerá el crecimiento de un biofilm compuesto por microorganismos heterotróficos, bacterias fotosintéticas y algas, conectadas en una compleja matriz de sustancias poliméricas extracelulares (SPE).
El efecto del biofilm en la reducción y/o detoxificación de las aguas contaminadas, el papel del filtro activo en la retención del fosfato y la optimización de los parámetros de operación del biorreactor constituyen los puntos centrales del proyecto: por un lado, se investigará la detoxificación de los compuestos farmacéuticos tratados con un biorreactor, comprobando su mitigación con técnicas cromatográficas y su detoxificación mediante ensayos de fitotoxicidad; por otro lado, se evaluará la eficacia del proceso de adsorción referido a fosfatos, mediante técnicas espectrofotométricas medidas en la columna de agua. Como etapa final del Proyecto, los datos obtenidos se emplearán para obtener un modelo matemático que permita replicar, con un grado de error aceptable, las condiciones que se dan en un escenario real.
PICUD-2020-04: RnVent
Estudio del comportamiento del gas radón en espacios cerrados y control de la calidad del ambiente interior mediante una ventilación energéticamente eficiente
Investigador Principal: Arturo González Gil
Equipo Investigador: Antón Cacabelos Reyes, Lara Febrero Garrido, Lorena González Gil, F. Javier Rodríguez Rodríguez, Mercedes Solla Carracelas (UVigo), Miguel A. Gómez Rodríguez (UVigo), William Northrop (University of Minnesota).
Presupuesto: 3.400 €
Periodo y estado de ejecución: Un año + prórroga (del 01/01/2021 al 30/06/2022). Finalizado.
Resumen: El principal objetivo de este proyecto ha sido avanzar en el conocimiento del comportamiento del gas radón en espacios interiores y en el uso de la ventilación como principal medida de mitigación en edificios situados en zonas con potencial riesgo de exposición. Para ello, se han caracterizado de forma experimental los principales factores que determinan la inmisión de radón en dependencias de la planta baja del CUD-ENM, incluyendo variables geofísicas, meteorológicas y constructivas. En este sentido, se ha logrado localizar y cuantificar los principales focos de entrada de radón a través del suelo del edificio mediante la aplicación conjunta de ensayos de exhalación y de técnicas de georradar. Asimismo, se han determinado las infiltraciones de aire a través de los cerramientos exteriores de los locales en estudio mediante experimentos de concentración de CO2 y el uso de técnicas de acústica avanzada (Scan & Paint). También se ha caracterizado de forma experimental el funcionamiento del actual sistema de ventilación forzada del edificio, incluyendo un análisis de su capacidad para mantener niveles adecuados de radón en sus respectivas dependencias, así como su consumo energético bajo diferentes condiciones de operación. Por otra parte, se ha desarrollado un modelo numérico CFD que permite simular la distribución espacial y la evolución temporal de la concentración de gas radón en el interior de un recinto cerrado, incluyendo su comportamiento dinámico de desintegración. Por último, se ha creado un modelo dinámico para simular el funcionamiento del sistema de acondicionamiento de aire y la respuesta térmica del propio edificio. En un siguiente paso de esta investigación, se prevé validar estos dos modelos de simulación e integrarlos en una única herramienta que permita determinar las condiciones de ventilación óptimas para garantizar niveles adecuados de calidad de aire y confort térmico con mínimo consumo energético.
Difusión de resultados:
- González-Gil, L. Febrero, A. González-Gil, M. Solla, A. Cacabelos. Study of radon concentration and influence of ventilation in workplaces. VII Congreso Internacional de Innovación Tecnológica en Edificación (CITE, 2022).
- González-Gil, C. Camacho, R. Devesa, A. González-Gil, A. Cacabelos, P. Falcón. Gestión de la presencia de radón en la Escuela Naval Militar: determinación de concentraciones y evaluación de riesgos. IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad (DESEi+d 2022).
- A. González-Gil, A. Marín, L. Febrero, M. Solla, A. Cacabelos, M.A. Rodríguez, F.J. Rodríguez. Caracterización experimental de la inmisión de gas radón a través del suelo en espacios cerrados. IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad (DESEi+d 2022).
PICUD-2020-05
Diseño y desarrollo de una una planta de obtención de hidrógeno mediante el reformado de glicerina para su posible implementación en submarinos con tecnología AIP
Investigador Principal: Rocío Maceiras Castro
Equipo Investigador: Víctor Alfonsín Pérez, Jorge Feijoo Conde, Miguel Ángel Álvarez Feijoo, Pablo Falcón Oubiña (UVigo).
Presupuesto: 6.270 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 01/01/2021 al 31/12/2021). Finalizado.
Resumen: En este proyecto se ha realizado el estudio de la técnica de reformado de la glicerina para la producción de hidrógeno. Todo este proceso de producción y utilización del hidrógeno estaría orientado hacia una posible implementación en submarinos con sistemas de propulsión independientes de aire, comúnmente conocidos como sistemas AIP o anaeróbicos.
Con el fin de conseguir dicho objetivo, se ha diseñado y construido un reformador de vapor a nivel de planta piloto y se ha realizado su puesta a punto. Un aspecto muy importante a tener en cuenta es el de la pureza de hidrógeno obtenido en el proceso de reformado, ya que la presencia de impurezas puede llegar a envenenar el catalizador de la pila, lo que hace necesario analizar las variables del proceso y purificar el hidrógeno obtenido. Se analizó la influencia del caudal introducido y la presencia de catalizador y los mejores resultados proporcionaron ratios de hidrógeno a la salida del reformador del 75%.
El objetivo de este proyecto no era la purificación del hidrógeno obtenido. Sin embargo, se ha realizado la simulación de la etapa de purificación a partir de los resultados obtenidos experimentalmente.
Difusión de resultados:
- Maceiras, V. Alfonsín, J. Feijoo, M.A. Álvarez-Feijoo, P. Falcón. Diseño y desarrollo de un reactor de reactor de reformado de glicerina para la producción de hidrógeno. IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad (DESEi+d 2022).
PICUD-2020-06
Estudio de la fabricación aditiva de macrocompuestos con añadido de materiales de cambio de fase
Investigador Principal: Guillermo Lareo Calviño
Equipo Investigador: Jesús del Val García, Miguel Ángel Álvarez Feijoo, Araceli Regueiro Pereira, Andrés Suárez García (UVigo), Elena Arce Fariña (UdC), José Luis Calvo Rolle (UdC).
Presupuesto: 2.000 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 01/01/2021 al 31/12/2021). Finalizado.
Resumen: Los materiales cambio de fase (PCM) son una de las opciones más utilizadas como método de almacenamiento energético pasivo, dada su gran capacidad térmica de absorber-liberar calor en los cambios de estado sólido-líquido, pudiendo los materiales utilizados hacerlo en aplicaciones que permitan absorber picos de energía térmica, como por ejemplo el calentamiento de una batería.
En este proyecto se ha buscado conjugar las propiedades de estos materiales con la fabricación aditiva mediante impresión 3D por estereolitografía (SLA). De cara a dar respuesta a algunos de los inconvenientes presentes en la producción de piezas de base polimérica PCM, en especial la dificultad inherente de absorción de calor, se propine la fabricación de recubrimientos PCM adaptados a la superficie de la pieza tridimensional a tratar.
En este proyecto se han abordado una serie de aspectos preliminares. En primer lugar, la fabricación y optimización de piezas 3D producidas por SLA con capacidad de alojamiento de PCM. En segundo lugar, la puesta a punto de un sistema experimental que permite la monitorización y adquisición en tiempo real de la evolución de la temperatura en la probeta con PCM. Finalmente se han realizado una serie de ensayos experimentales de probetas de resina con PCM a diferentes temperaturas.
PICUD-2020-07
Sistema de Inteligencia artificial para el Reconocimiento del ENntorno mArítimo
Investigador Principal: Miguel Rodelgo Lacruz
Equipo Investigador: Norberto Fernández García, Pablo Sendín Raña, Andrés Suárez García (UVigo).
Presupuesto: 500 €
Periodo y estado de ejecución: Un año + prórroga (del 01/01/2021 al 30/06/2022). Finalizado.
Resumen: El Centro de Operaciones y Vigilancia de Acción Marítima (COVAM) es el instrumento del que se vale la Fuerza de Acción Marítima (FAM) para fusionar y analizar la información recibida de numerosas fuentes, obteniendo una imagen precisa de todo lo que sucede en los espacios marítimos de interés nacional, lo que se conoce como “Conocimiento del Entorno Marítimo” (CEM). La principal fuente de datos proviene de los mensajes AIS (Automatic Identification System) transmitidos por las radiobalizas instaladas a bordo de los buques, que contienen información cinemática, relativa al viaje y a las características del buque emisor. Inspeccionar la alta tasa de mensajes transmitidos (aproximadamente 8 millones de mensajes diarios en los espacios marítimos de interés) requiere de tecnología capaz de procesar grandes volúmenes de datos AIS en tiempo real como apoyo al operador humano. En el proyecto SIRENA (Sistema de Inteligencia artificial para el Reconocimiento del ENtorno mArítimo), financiado por el Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, y vinculado al proyecto CEMAI (Inteligencia Artificial para el Conocimiento del Entorno Marítimo) con financiación de la Armada, se ha desarrollado un demostrador que permite la aplicación de la Inteligencia Artificial al CEM con el propósito de mejorar los procedimientos operativos desarrollados por la Armada desde el COVAM. En la solución propuesta, el flujo de datos AIS es capturado en tiempo real, filtrado (duplicados, etc.), enriquecido (con datos registrales, entre otros), almacenado en un motor de búsqueda, analizado mediante técnicas estadísticas y de aprendizaje automático y representado en un cuadro de mando. Los resultados muestran que la solución desarrollada es capaz de procesar el flujo AIS en tiempo real y detectar diversos escenarios anómalos definidos por el COVAM como actividades no autorizadas, encuentros sospechosos (bunkering, transbordos ilegales, etc.) y movimientos anómalos (derrotas antieconómicas, tráfico fuera de lo normal, etc.)
Difusión de resultados:
- Rodelgo Lacruz, B. Barragáns Martínez, N. Fernández García, G. Higgings, P. Sendín Raña, A. Suárez García. Análisis de datos AIS en tiempo real para la detección de anomalías en el entorno marítimo. IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad (DESEi+d 2022).
- M. Rodelgo Lacruz, B. Barragáns Martínez, N. Fernández García, G. Higgings, P. Sendín Raña, A. Suárez García. Real-time AIS data analysis for anomaly detection in the maritime environment. IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad (DESEi+d 2022). 17th NATO Operations Research and Analysis Conference (NATO ORA) 2023.
PICUD-2020-08
Desarrollo de un demostrador para comunicaciones acústicas submarinas en ULF empleando protocolos de WS
Investigador Principal: José María Núñez Ortuño
Equipo Investigador: Alfonso Rodríguez Morales
Equipo de Trabajo: Alberto Fernández Quiñones (Armada)
Presupuesto: 2.800 €
Periodo y estado de ejecución: Un año (del 01/01/2021 al 31/12/2021). Finalizado.
Resumen: En comunicaciones acústicas submarinas a ultra baja frecuencia (ULF), la atenuación del medio marino es baja, por lo que existe gran potencial para contactos a muy larga distancia. Sin embargo, el empleo de portadoras ULF conlleva anchos de banda muy estrechos y por tanto una tasa de transferencia muy reducida. Por otro lado, la heterogeneidad del medio submarino a través de largas distancias, hace que la señal recibida sufra de desvanecimiento y presente una baja relación señal a ruido. En radiocomunicaciones en HF de muy larga distancia se emplean protocolos de comunicaciones digitales caracterizadas por emplear señales débiles (WS del inglés Weak Signals) en recepción, pero robustas frente a desvanecimientos del canal. Dada la analogía entre el canal radio para comunicaciones ionosféricas y el canal submarino, en este proyecto se pretende investigar la aplicación de protocolos WS en comunicaciones acústicas submarinas. Se propone el desarrollo de un demostrador que permita estudiar las prestaciones de los protocolos WS. Como ejemplo de aplicación, se probará la comunicación de datos a larga distancia mediante mensajes simples y la comunicación de voz empleando una técnica de conversión voz-texto-datos-texto-voz a baja velocidad.
PICUD-2020-09: PANNaCoTa
Processing Audio and Natural language for NAval COmmunications TAsks
Investigador Principal: Milagros Fernández Gavilanes
Equipo Investigador: María Álvarez Hernández, Norberto Fernández García, José Pablo González Coma.
Equipo de Trabajo: Ramón Touza Gil (Armada).
Periodo y estado de ejecución: Un año + prórroga (del 01/01/2021 al 30/06/2022). Finalizado.
Presupuesto: 750 €
Resumen: Como parte del proceso de formación como futuros oficiales de la Armada, los alumnos de la Escuela Naval Militar (ENM) realizan periódicamente salidas en lanchas de instrucción. En estas salidas se llevan a cabo ejercicios de maniobra, navegación, simulacros de hombre al agua y otros, intentando recrear, de la forma más fiel posible, el entorno operativo de un navío militar y su puente de mando, con el que buena parte de los futuros egresados se van a encontrar al incorporarse a sus destinos. Un aspecto característico de este tipo de actividad formativa es que se realizan en tiempo real, sin que actualmente exista posibilidad de volver en el futuro sobre su desarrollo con el objetivo de realizar un análisis a posteriori. Este tipo de análisis tiene gran interés pedagógico, pues permitiría a los alumnos detectar potenciales errores o situaciones que podrían ser objeto de mejora y reflexionar sobre ellas. Teniendo esto en cuenta, el proyecto PANNACOTA (Processing audio and Natural language for NAval COmmunications TAsks), se plantea como objetivo el registro del audio de las conversaciones realizadas en el puente de mando de las lanchas de instrucción. Sobre estas conversaciones se realiza un análisis apoyado en técnicas de inteligencia artificial (IA) y de procesamiento de lenguaje natural (PLN), para la detección automática de comunicaciones (p.ej. órdenes que se han emitido) en base a parámetros tales como palabras clave en la conversación. Integrando esta información con la obtenida de la telemetría de la lancha (rumbo, posición, velocidad, etc.) se pretende obtener una bitácora digital que pueda ser reproducida para la recreación y análisis del ejercicio realizado.
Difusión de resultados:
- Fernández-Gavilanes, N. Fernández García, M. Álvarez Hernández, José P. González-Coma, R. Touza Gil. Procesamiento de audio y lenguaje natural para el análisis de ejercicios en lanchas de instrucción. IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad (DESEi+d 2022).
- A. Salvador López, M. Fernández-Gavilanes, N. Fernández García. Mejora y evaluación de un sistema inteligente de reconocimiento de órdenes en el puente de mando de lanchas de instrucción. .X Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad (DESEi+d 2023).
