CENTRO ESPAÑOL DE METROLOGÍA

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PROPUESTA DE PROYECTO DE I+D+i Proyectos de Investigación Científica y Desarrollo Tecnológico SEÑALE ÁREA Y LABORATORIO QUE PRESENTA EL PROYECTO

ÁREA : MASA LABORATORIO: FUERZA

Proyectos CEM de I+D+I (2011-2015)

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INDICE 1. Solicitud .....................................................................................................................................................3 2. Relación del personal investigador.........................................................................................................5 2.1

De la entidad solicitante…………………………………………………………………………….........5

2.2

De otras entidades…………………………………………………………………………………………6

3. Actividad del grupo solicitante ................................................................................................................7 4. Memoria científico técnica del proyecto ...............................................................................................13 4.1. Resumen de la Propuesta.............................................................................................................13 4.2. Descripción del Proyecto..............................................................................................................15 4.2.1. Necesidad del Proyecto .......................................................................................................15 4.2.2. Antecedentes .......................................................................................................................15 4.2.3. Descripción detallada del proyecto ......................................................................................16 4.2.4. Objetivos científicos y técnicos ............................................................................................18 4.3. Impacto del proyecto.....................................................................................................................19 4.3.1. Impacto medioambiental ......................................................................................................19 4.3.2. Impacto Social......................................................................................................................19 4.3.3. Impacto económico ..............................................................................................................19 4.3.4. Generación de impacto ........................................................................................................19 4.4. Metodología y plan de trabajo ......................................................................................................20 4.4.1. Metodología .........................................................................................................................20 4.4.2. Plan de trabajo y cronogramas (gráficos de Gantt) .............................................................20 4.5. Resumen de entregables ..............................................................................................................24 4.6. Riesgos y mitigación.....................................................................................................................27 4.6.1. Riesgos científicos ...............................................................................................................27 4.6.2. Riesgos de gestión...............................................................................................................27 4.7. Difusión y explotación de los resultados....................................................................................28 4.8. Presupuesto de costes marginales .............................................................................................29 5. Publicaciones de consulta clave sobre la materia del proyecto ........................................................36 6. Organizaciones colaboradoras o que han mostrado interés en los resultados del proyecto.........36

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1. Solicitud 1. 1. DATOS DEL PROYECTO Título: DESARROLLO DE PATRONES EN EL CAMPO DE LAS MICROFUERZAS Acrónimo: MICROFUERZAS Área temática: Metrología Número del objetivo científico-tecnológico (para mod. P2, P3): Metrología e Ingeniería inversa. Clasificación UNESCO: 221402 Metrología; 221403 Patrones; 221404 Calibración de unidades; Duración (en años): 4 Número de investigadores: 5 1.2. PALABRAS CLAVE PARA LA IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO (relacionadas con el tema, tecnologías empleadas y aplicaciones del proyecto) Microfuerza, Fuerza, Patrón, Incertidumbre de medida y Metrología. 1.3. DATOS DEL INVESTIGADOR RESPONSABLE Apellidos: Medina Martín Nombre: Mª Nieves Entidad: Ministerio de Industria, Turismo y Comercio Centro: Centro Español de Metrología Departamento: Área de Masa Teléfono:918074789 Telefax: 918074807 Correo electrónico: [email protected] Dirección postal completa: Alfar, 2 28760 Tres Cantos (Madrid) Es Doctor: SI ; NO

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1.4. AYUDAS SOLICITADAS Este cuadro debe reflejar lo especificado en el Impreso 3, apartados 3.8.6 ó 3.9.6 según corresponda Caso de Caso de costes marginales Costes totales Ayuda solicitada Presupuesto total Ayuda solicitada (en €) (en €) (en €) Personal con cargo al proyecto 149 987,68 Material inventariable: equipamiento científico-técnico y material bibliográfico · Gastos de · funcionamiento ·

174 300

Material fungible

550

Viajes y Dietas

9 000

Otros

68 000

Total proyecto

401 837,68

1.5. EN EL CASO DE CONTAR CON OTRAS AYUDAS PARA LA REALIZACIÓN DE ESTE PROYECTO, INDÍQUESE: … Cuantía (en €): … Entidad(es) que financia(n):

1.6. EN EL CASO DE HABER SOLICITADO AYUDA A OTRAS ENTIDADES PARA ESTE MISMO PROYECTO, INDÍQUESE: … Cuantía (en €): … Entidad(es) a la(s) que se ha solicitado: … Fecha(s) de solicitud:

Firma del Investigador responsable

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Mª Nieves Medina Jefa de Área de Masa

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Firma del Representante legal y sello de la Entidad

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Fernando Ferrer Margalef Director

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2. Relación de personal investigador 2.1.

De la entidad solicitante

(Debe relacionarse únicamente el personal vinculado estatutaria o contractualmente a la Entidad, que participa en el proyecto. El resto del personal figurará en el apartado "Metodología y Plan de Trabajo").

Investigador Responsable: Apellidos: MEDINA MARTÍN DNI:0651352-V Titulación: Licenciada en Físicas Categoría profesional: Jefe de Área Firma de conformidad: Resto de Investigadores: Apellidos ROBLES VERDECIA DNI: 02663309 R Titulación: ING. SUP. INDUSTRIAL Categoría profesional: Técnico superior de metrología Firma de conformidad: Apellidos: FERNANDEZ GARCÍA DNI Titulación: ING. TEC. TELECOMUNICACIONES Categoría profesional: Jefe de Servicio Firma de conformidad:

Nombre: Mª NIEVES Año de nacimiento:1976 Grado: Doctor … Licenciado/Ingeniero/Arquitecto ; Diplomado/Ingeniero técnico/Arquitecto técnico… Situación laboral: Plantilla ; Interino † Contratado † Dedicación al proyecto: Única † Compartida ;

Nombre: JORGE LUIS Año de nacimiento: 1968 Grado: Doctor … Licenciado/Ingeniero/Arquitecto ; Diplomado/Ingeniero técnico/Arquitecto técnico … Situación laboral: Plantilla ; Interino † Contratado † Dedicación al proyecto: Única † Compartida ; Nombre: JOSÉ ANTONIO Año de nacimiento: 1956 Grado: Doctor … Licenciado/Ingeniero/Arquitecto † Diplomado/Ingeniero técnico/Arquitecto técnico; Situación laboral: Plantilla ; Interino † Contratado † Dedicación al proyecto: Única † Compartida ;

Háganse tantas copias como sea necesario.

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2.2.

De otras entidades

Entidad: SARTORIUS MECHATRONICS Apellidos: FEHLING D.N.I.: 448632772 Titulación: Ingeniero en Tecnología de Precisión

Nombre: THOMAS Año de nacimiento: Grado: Doctor … Licenciado/Ingeniero/Arquitecto ; Diplomado/Ingeniero técnico/Arquitecto técnico… Categoría profesional: Responsable de la División de Situación laboral: Plantilla ; Megatrónica Interino † Contratado † Firma de conformidad: Dedicación al proyecto: Única † Compartida ; Entidad: UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ILMENAU (ALEMANIA) Apellidos: FROEHLICH Nombre: THOMAS D.N.I.: 974322329 Año de nacimiento:1969 Titulación: : Doctor Ingeniero en Tecnología de Precisión Grado: Doctor ; Licenciado/Ingeniero/Arquitecto … Diplomado/Ingeniero técnico/Arquitecto técnico… Categoría profesional: Profesor de Universidad de Situación laboral: Plantilla ; Medida de Procesos Interino † Contratado † Firma de conformidad: Dedicación al proyecto: Única † Compartida ;

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3. Actividad del grupo solicitante El grupo solicitante pertenece el Área de Masa del Centro Español de Metrología y es el responsable de la custodia y conservación de los Patrones Nacionales de Fuerza y Par de Torsión. El Centro Español de Metrología (CEM), que es un organismo autónomo dependiente del Ministerio de Industría Turismo y Comercio, creado por Real Decreto 415/1985, de 27 de marzo, en cumplimiento de lo dispuesto en la Ley 3/1985, de 18 de marzo. El CEM es la institución responsable de la organización metrológica en España y sus competencias, establecidas en la Ley 31/1990, de 27 de diciembre, son las siguientes: - Custodia y conservación de los patrones nacionales de las unidades de medida. - Establecimiento de las cadenas oficiales de calibración. - Ejercicio de las funciones de la Administración General del Estado en materia de metrología legal. - Ejecución de proyectos de investigación y desarrollo en el ámbito metrológico. - Formación de especialistas en Metrología. El CEM también otra serie de funciones relacionadas con la metrología, entre ellas la representación de España ante las organizaciones metrológicas internacionales y la cooperación con los organismos nacionales e internacionales relacionados con la metrología. Para el buen funcionamiento del CEM, éste divide su actividad metrológica entre dos divisiones, la División Científica y de Relaciones Institucionales y la División Comercial y de Metrología Legal. El Área de Masa pertenece a la primera de estas dos divisiones y se encarga, entre otras muchas funciones, de la custodia y mantenimiento de los patrones de masa y sus magnitudes derivadas: densidad, volumen, presión, fuerza, par de torsión, acústica y vibraciones. Esta área se encarga de la diseminación de sus magnitudes mediante calibraciones a clientes externos y la coordinación de comparaciones nacionales. También tiene la labor fundamental de realizar proyectos de investigación y desarrollo encaminados a la creación de patrones para nuevas magnitudes y rangos de interés, y mejora de patrones con el fin de mejorar su exactitud. Los últimos proyectos de investigación del área son los siguientes: - Máquina de 10 MN Esta es una máquina donde se genera la fuerza de modo hidráulico y se comparan las indicaciones de unos transductores de referencia con los transductores a calibrar. Los transductores de referencia son uno de 1,5 MN y 3 de 3,3 MN. Estos transductores están montados de forma que cuando se genera una fuerza mayor de 1,5 MN el transductor de 1,5 MN deja de estar afectado por ella para evitar que se salga de fondo de escala. Estos transductores de referencia obtienen su trazabilidad cuando se comparan con un “build-up” con 9 transductores de 1 MN con trazabilidad indirecta a la máquina de carga directa de 500 kN. La salida de los transductores de referencia sirve como control de la fuerza aplicada por medio de un sistema de retroalimentación. - Máquina patrón de par de carga directa de 1 kNm.

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Máquina patrón de par de carga directa para la calibración de transductores de par en el rango de medida de 1 NM hasta 1000 Nm con una incertidumbre relativa de 5 x 10-5 (k=2).Su principio de funcionamiento está basado en la aplicación de fuerzas de valores conocidos a un brazo de palanca de longitud conocida y muy estable, apoyado en un cojinete neumático de baja fricción. Las fuerzas transversales actuantes sobre el brazo de palanca generan los momentos resultantes producidos por ellas en el cojinete radial de eje fijo, proporcionando el vector par patrón a la salida del cojinete. De esta forma se genera un par puro que puede ser utilizado para calibrar instrumentos de medida de par con la más alta exactitud tanto en sentido horario como anti-horario.

- Columna de mercurio. La columna de mercurio es un tubo en forma de U lleno de mercurio de alta pureza. Si hay una diferencia de presiones ejercidas entre ambas ramas del tubo, esta diferencia se puede calcular de forma simplificada como el producto de la densidad del mercurio, la gravedad local y la diferencia de altura del mercurio entre las ramas. La característica principal de esta columna es que la diferencia de alturas se mide mediante interferometría con ayuda de unos flotadores especialmente diseñados al efecto. Dispone también de unos láser-trackers que permiten corregir automáticamente las variaciones del índice de refracción del medio. Con este patrón se esperan generar presiones de forma primaria de hasta 130 kPa en modos relativo, absoluto y -5 diferencial con una incertidumbre inferior a 10 en relativo (k = 2).

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- Desarrollo del patrón nacional de presión en el rango de vacío. Es un patrón primario de presión que funciona de 1000

Pa

-4

a 10 Pa. Está basado en la expansión de un gas ideal desde un volumen conocido y con una presión conocida a otro volumen conocido mayor. La presión

en

el segundo volumen se determina a partir de las ecuaciones que gobiernan el comportamiento de los gases ideales. En concreto en nuestro sistema se disponen de volúmenes de 100 l, 1 l y 0.5 l que permitirán generar presiones en el rango anteriormente expuesto con incertidumbres inferiores al 0,3% en relativo (k = 2). Dentro de los proyectos de investigación realizados en otras áreas del Centro Español de Metrología en los últimos años cabe destacar:

- Realización práctica del metro mediante un láser de pulsos de femtosegundos y tecnología de peine de frecuencias. Proyecto del área de longitud cuyo objetivo es establecer en España una nueva forma de realización práctica del patrón nacional de longitud, el metro, mediante ligazón directa a la unidad de tiempo, el segundo, a través de patrones de frecuencia (Cesio, Rubidio,...), empleando un sintetizador óptico basado en láser de pulsos de femtosegundos, fibra microestructurada dopada con Erbio e interferómetro no lineal, generando un continuo desde 530 nm hasta 2100 nm. A partir de esta realización se verá incrementada la exactitud ligada a la unidad de longitud en al menos dos órdenes de magnitud, y se aumentarán las posibilidades de diseminación directa de dicha unidad, hacia la calibración absoluta de láseres emitiendo en el visible y en el infrarrojo cercano.

- Caracterización trazable de nanopartículas. Proyecto del área de longitud. Este proyecto pretende La medición absoluta de grandes distancias en aire con una incertidumbre relativa de 10-7 .

- Punto triple del mercurio. Proyecto del área de temperatura que persigue la optimización del punto triple del mercurio para su utilización como punto fijo de la Escala Internacional de Temperatura. Se centrará en el análisis de la influencia de las impurezas y de la composición isotópica en la temperatura del punto triple.

- Desarrollo de un patrón de potencia eléctrica mediante análisis de muestreo digital. Mediante este proyecto se pretende establecer la trazabilidad en la magnitud de potencia eléctrica mejorando la actual precisión alcanzada y desarrollar un patrón de potencia eléctrica y una nueva generación de

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instrumentos para la medición de ondas de tensión e intensidad de corrientes eléctricas, en condiciones de señales no sinusoidales y en presencia de diferentes armónicos.

- Sistema patrón de resistencia eléctrica basada en el efecto Hall cuántico, mediante un potenciómetro Josephson. El CEM ha desarrollado un patrón de resistencia basado en el efecto Hall cuántico. El método de medida empleado es el potenciométrico usando un patrón de tensión Josephson como potenciómetro. La incertidumbre relativa alcanzada es 10-8.

- Sistema de medida corriente alterna-corriente continua para calibración de convertidores térmicos en tensión y corriente alterna. El CEM ha desarrollado un sistema de medida de transferencia corriente alterna- corriente continua que permite la calibración de patrones de transferencia corriente alterna corriente continua para tensiones comprendidas entre 2 mV y 1000 V a las frecuencias de 10 Hz a 100 MHz e intensidades de corriente de 2,5 mA a 20 A para frecuencias de 10 Hz a 100 MHz con incertidumbres de10-6.

- Desarrollo del patrón nacional de inductancia mediante un puente de Maxwell-Wien. Este proyecto pretende dotar al CEM de un patrón nacional de inductancia con una incertidumbre relativa inferior a 10-5 con el fin de ofrecer trazabilidad en esta magnitud a la industria. - Desarrollo del patrón nacional de capacitancia con incertidumbres del orden de 5·10-8 mediante un sistema de comparación de condensadores con resistencias definidos a cuatro terminales (puente de cuadratura). Este proyecto a conseguido dotar al CEM de un patrón nacional de capacitancia y mejorar la precisión de las medidas de impedancia que se realizan en España.

- Aplicaciones de un Patrón de Tensión basado en un Dispositivo Multiunión Josephson Programable. Proyecto nacional financiado por el CEM cuyo objetivo es emplear los nuevos dispositivos multinunión Josephson programables para disminuir la incertidumbre en la comparación de las resistencias patrón con la resistencia generada por efecto Hall mediante un puente de tensión. Con este proyecto también se pretende generar una onda de tensión en corriente alterna y emplearla para calibrar convertidores térmicos a baja frecuencia.

Como se ha descrito anteriormente, la actividad principal del grupo solicitante de este proyecto se centra en la realización, mantenimiento y diseminación de las magnitudes fuerza y par de torsión. Dichos patrones nacionales se definen en la Orden ITC/2581/2006, de 28 de julio. Hasta la actualidad, relacionados con la magnitud fuerza han realizado las siguientes tareas: - Desarrollo de máquinas de fuerza por carga directa de 1 kN, 20 kN y 500 kN (Patrones Nacionales). Estas máquinas están basadas en la fuerza que ejerce el campo gravitatorio terrestre sobre las masas y

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tiene una incertidumbre relativa de 2·10-5. - Desarrollo de una máquina de fuerza hidráulicas por comparación de 2 MN a compresión. Esta máquina esta tazada a la máquina de caga directa de 500 kN con la ayuda de una columna formada por tres transductores de referencia. Permite hacer calibraciones con incertidumbre relativa (para k=1) de 1·104

F.

- Participación en comparaciones internacionales en la magnitud de fuerza: CCM.F-K1, CCM.F-K3 y CCM.F-K14 [1]. - Organización de comparaciones nacionales en el seno del Subcomité Técnico de Calibración de Fuerza de ENAC entre laboratorios acreditados. - Asesoramiento tanto a la industria como a laboratorios de calibración en la magnitud fuerza. - Formación en el extranjero en manejo y puesta en marcha de máquinas de fuerza. - Participación internacional en reuniones y grupos de trabajo (Comité Consultivo de Masa y Magnitudes Derivadas, EURAMET, IMEKO) así como publicaciones de los trabajos mencionados anteriormente. Como entidades colaboradoras del proyecto se tienen a la empresa SARTORIUS MECHATRONICS y la UNIVERSIDAD TÉCNICA de ILMENAU. SARTORIUS MECHATRONICS es una empresa líder mundial en desarrollo de balanzas, instrumentos de pesaje de funcionamiento y comparadores de alta calidad metrológica. Son, por tanto, grandes expertos en desarrollo por compensación electromagnética y sistemas robotizados. Han realizado grandes avances en el campo. Algunas de sus patentes (alemanas) son: - DE 19828515 C2 - DE 103 00 625 B3 - DE 103 00 626 B3 - DE 102 44 834 B3 - DE10 2005 005 368 B3 - DE10 2005 005 366 B4

La UNIVERSIDAD TÉCNICA de ILMENAU en su departamento de Ingeniería de Procesos se dedican entre otros a: - Medida de fuerza - Comparadores de masa y alternadores de posición - Construcción mecánica en 3 D. - Diseño eléctrico - Software de control

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- Simulación mecánica, térmica y eléctrica y elementos finitos   Estas son algunas de las patentes conseguidas: - DE000010222438A1 - DE000010244834B8 - DE102005005366B4 - DE102006022240B3 La colaboración entre entidades que se propone en este proyecto será muy fructífera, debido a la experiencia previa en el campo.

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4. Memoria científico técnica del proyecto

4.1. Resumen de la Propuesta INVESTIGADOR RESPONSABLE: Mª Nieves Medina TITULO DEL PROYECTO: DESARROLLO DE PATRONES EN EL CAMPO DE LAS MICROFUERZAS PALABRAS CLAVE Microfuerza, Fuerza, Patrón, Incertidumbre de medida y Metrología RESUMEN (debe ser breve y preciso, exponiendo sólo los aspectos más relevantes y los objetivos propuestos) La realización de este proyecto tiene como objetivo proporcionar trazabilidad en el campo de las microfuerzas. Para ello se pretende desarrollar dos máquinas patrón de fuerza, una para el rango de 100 N a 100 mN y otra que solape con la anterior y llegue hasta 1 μN. La primera máquina funcionará con el principio de carga directa, esto es, la generación de fuerzas por medio de masas de valor conocido en el campo gravitatorio terrestre. Este principio permite la generación de fuerzas con la incertidumbre más baja posible en el estado de la técnica actual. Actualmente el CEM ya cuenta con experiencia en la construcción de máquinas de carga directa con resultados muy satisfactorios. Las máquinas desarrolladas por el CEM son de 1 kN, 20 kN y 500 kN y tienen incertidumbres expandidas de 2·× 10-5 en relativo. Estas incertidumbres son las mismas que las de los Institutos Nacionales de Metrología más punteros. El otro patrón a desarrollar estará basado en el principio de compensación electromagnética. Este principio es que el que se utiliza en la microbalanzas y permite dar trazabilidad en el campo de los micronewtons con referencia a la unidad de masa. Este nuevo proyecto permitirá colocar a España a la cabeza a nivel internacional en lo que a metrología de la magnitud fuerza se refiere. Actualmente el CEM proporciona trazabilidad a instrumentos con alcances desde 100 N a 10 MN (5 órdenes de magnitud), lo cual cubre la mayor parte de las necesidades de las empresas españoles. Este proyecto es una mirada al futuro. Actualmente los microsistemas y la nanotecnología se están desarrollando muy rápidamente y requieren que los Institutos Nacionales de Metrología le proporcionan trazabilidad para un desarrollo adecuado. El ejemplo más típico es el del microscopio de fuerza atómica, que realiza medidas dimensionales a través de las medida de las fuerzas intermoleculares (fuerzas de Van der Waals). Este equipo se utiliza es muchos campos de la biología y la química y actualmente su trazabilidad resulta dudosa. Algunos Institutos Nacionales de Metrología ya están trabajando en ello. Este proyecto colocaría al CEM al nivel de otros Institutos Nacionales de Metrología en el campo de medida de fuerza.

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TITLE OF THE PROJECT: Development of standards in the field of microforces. KEY WORDS: Microforce, Force, Measurement Uncertainty and Metrology SUMMARY: The implementation of this project is focused on providing tracebility in the microforces field. In order tho achieve that two standard force machines are intended to be developed: one in the range from 100 N up to 100 mN and the other one that overlaps the previous one and works up to 1 μN. The first machine will work by means of the deadweigth principle, this is, the forces generation by means of masses with known value in the Earth gravitatory field. This principle allows the genertion of forces with the lowest possible uncertainty in the actual state of the art. Nowadays CEM has already got experience in the development of deadweight machineswith good results. The machines that have been developed by CEM work up to 1 kN, 20 kN y 500 kN and their relative expanded uncertainty is 2·× 10-5. This uncertianty is the same than the ones obtained by the most leading Metrology National Institutes. The other standard that has to be developedis based on electromagnetic compensation. This working principle is used in microbalances and it allows providing traceability in the micronewtons field with reference to the mass unit. This new project will allow that Spain becomes an internacional leader for force metrology. Currently CEM provides traceability to intrumentss with range from 100 N up to 10 MN (5 orders of magnitude), which covers most of the Spanish companies needs. This proyect is a look at the future. Nowadays microsystems and nanotechnology are being developed very fast and they require tracebility from the National Metrology Intitutes for an adecuate development. The most typical example is is the atomic force microscope, which measures dimensionally by means of the intermolecular forces measurement (Van der Waals forces). This device is used in many fields from biology and chemistry and its tracebility is doubtful nowadays. Some National Metrology Institutes are working on it. This project would put CEM at the same level as other Nacional Metrology Institutes in the field of force measurement.

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4.2. Descripción del Proyecto 4.2.1. Necesidad del Proyecto La nanotecnología se dedica al control y manipulación de materia en el rango subnanomético. Hoy en día nadie discute su importancia y que su desarrollo va a traer consigo importantes descubrimientos en los próximos años. La nanotecnología engloba muchos campos de la ciencia, tales como física, biología, química, electrónica, informática,…y la metrología. En general, se puede decir que donde todo avance científico se sustenta en medidas, luego la metrología, la ciencia de la medida, adquiere un papel primordial en el avance de la ciencia.

Los avances en la nanotecnología han de sustentarse en la avances de la metrología en los rangos requeridos. Así las medidas dimensionales en la escala nanométrica serán fundamentales, pero esto también afecta a otros campos distintos de las medidas dimensionales, como por ejemplo, las micro y nanofuerzas. El ejemplo más típico de necesidad de trazabilidad en el campo de las nanofuerzas es el del microscopio de fuerza atómica, que realiza medidas dimensionales a través de las medida de las fuerzas intermoleculares (fuerzas de Van der Waals). Este equipo se utiliza es muchos campos de la biología y la química y actualmente su trazabilidad resulta dudosa. Es por ello necesario proporcionar patrones que le den trazabilidad.

Actualmente los Instintos Nacionales de Metrología de los países más desarrollados están investigando para el desarrollo de patrones en los campos de las microfuerzas y nanofuerzas. El CEM quiere comenzar esta andadura y ello es el objetivo de este proyecto.

4.2.2. Antecedentes Este proyecto está directamente relacionado con el Patrón Nacional de Fuerza; que está constituido por máquinas de carga directa de alcances 1 kN, 20 kN y 500 kN, que tiene la misma calidad metrológica que otros patrones de los laboratorios nacionales europeos más avanzados. Aparte dispone de otras dos máquinas patrón hidráulicas por comparación de alcances 2 MN y 10 MN respectivamente. Con estas máquinas el CEM proporciona trazabilidad a las empresas españolas a un nivel muy alto. En la siguiente fotografía se ven las tres máquinas de carga directa.

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Figura 1 Máquinas patrón de carga directa del CEM Este nivel se hace patente en la participación en comparaciones internacionales de primer nivel. Hasta la fecha el CEM ha participado en las siguientes comparaciones organizadas por el Comité Consultivo de Masa y Magnitudes derivadas (CCM); CCM.F-K1, CCM.F-K3 y CCM.FK14, [1] con muy buenos resultados. Como consecuencia el CEM tiene reconocidas internacionalmente sus capacidades de medida y calibración. Este reconocimiento mana del Acuerdo de Reconocimiento Mutuo, firmado en 1999 por los Institutos Nacionales de Metrología de los países firmantes de la Convención del Metro. El Acuerdo de Reconocimiento Mutuo establece el grado de equivalencia entre los patrones de los Institutos Nacionales de Metrología y el reconocimiento mutuo de los certificados de medida y calibración expedidos por los Institutos Nacionales de Metrología de los países firmantes de dicho acuerdo. Actualmente ya han firmado este acuerdo más de 70 países donde están incluidos todos los países desarrollados.

4.2.3. Descripción detallada del proyecto Mediante este proyecto el CEM pretende realizar dos máquinas patrón de fuerza basadas en dos principios de medida distintos. Una de ellas será una máquina de carga directa que funcionará en el rango de 100 N a 0,1 N. El principio de funcionamiento de una máquina de carga directa se basa en la fuerza generada cuando se suspende una masa de valor conocido en el campo gravitatorio terrestre.

El CEM ya ha desarrollado tres máquinas este tipo, por lo que ya tiene experiencia. La dificultad de esta máquina radica en que han de ser masas pequeñas, la masa del bastidor de sujeción del transductor (sensor) a calibrar y la precisión el movimiento de carga-descarga. Esta máquina dispondrá de un rango de solapamiento con la máquina de 1 kN. Este rango será el de 100 N a 10 N. La calibración en ambas máquinas de un mismo transductor en este rango proporcionará

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fiabilidad en el funcionamiento de la nueva máquina. Se espera que esta máquina tenga una incertidumbre de 2·× 10-5 en relativo, como las otras máquinas de carga directa del CEM u otros Institutos Nacionales de Metrología. La otra máquina funcionará desde 1 N hasta 1 μN, en principio. Su principio de funcionamiento estará basado en la compensación electromagnética, que es el principio de funcionamiento de las microbalanzas. Posiblemente la generación de la fuerza se realizará mediante un actuador piezoeléctrico, lo que permitirá la generación de fuerzas dinámicas (fuerzas variables en el tiempo). Esto es importante, ya que nos permitirá comenzar nuestra experiencia en el campo de la medida de la fuerza dinámica, aunque éste no es el objetivo del proyecto. Por otra parte la incertidumbre esperable es mayor que para el caso de máquinas de carga directa. Dado que el principio de funcionamiento estará basado en la compensación electromagnética, en la que el CEM no tiene experiencia, se ha buscado la colaboración de una empresa SARTORIUS MECHATRONICS y de la UNIVERSIDAD DE ILMENAU (Alemania). SARTORIUS MECHATRONICS es una empresa líder en balanzas y comparadores, la mayor parte de los cuales están basados en el principio de compensación electromagnética. Esta empresa colabora activamente con la UNIVERSIDAD DE ILMENAU para la realización de sus desarrollos. Ambas entidades tienen gran experiencia en compensación electromagnética, con lo cual se asegura el éxito en la realización de la segunda máquina.

El estado del arte en el campo de las microfuerzas se encuentra avanzado en otros institutos de metrología [2], [3], [4] y [5]. A continuación se muestran algunos ejemplos de máquinas ya existentes:

Figura 2. Máquina de 200 N a 0.5 N del PTB (Alemania)

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Figura 3. Máquina de compensación electromagnética del PTB (Alemania) C/ DEL ALFAR Nº 2 28760-TRES CANTOS MADRID TEL: 91 807 47 00 FAX: 91 807 48 07

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Figura 4. Máquina de carga directa de 20 N del NPL (India)

Figura 5. Máquina de 10 N a 1 μN del BEV (Austria)

Con este proyecto el CEM se pondrá a la altura de otros institutos nacionales de metrología y proporcionara la trazabilidad necesaria para las empresas españolas en el campo de las microfuerzas.

Cada una de las máquinas se desarrollará en las siguientes fases: -

Estudio previo del estado del arte

-

Diseño y estudio de factores de influencia

-

Construcción, puesta en marcha y caracterización

-

Comparación con otra máquina de otro instituto nacional

El éxito del proyecto en todas sus fases nos garantizará que el funcionamiento de la máquina patrón es el adecuado, y constituirá el paso fundamental para su reconocimiento internacional dentro del marco del ARM.

4.2.4. Objetivos científicos y técnicos El objetivo fundamental del proyecto es desarrollar dos patrones de fuerza que proporcionen trazabilidad en el campo de 100 N a 1 μN. Esto nos permitirá a su vez: -

La formación de personal, la diseminación de los resultados y la futura transferencia a la

industria bien a modo de servicios bien a modo de conocimiento ofertado. -

Dotar al Centro Español de Metrología de equipamiento científico de última generación

capaz de competir con los equipos utilizados en las comparaciones internacionales, realizadas entre los centros de metrología de los países más avanzados. -

Servir de enlace entre los patrones ya existentes y nuevos patrones en el campo de las

nanofuerzas

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4.3. Impacto del proyecto

4.3.1. Impacto medioambiental Este proyecto debido a sus características no va a tener ningún tipo de impacto negativo en el medio ambiente. Además el CEM tiene implantada de forma eficaz la norma ISO 17025 de Gestión Medioambiental, de acuerdo a su interés manifiesto por la protección del medio ambiente. En cumplimiento de esta normativa los posibles residuos que se generen y los equipos en desuso se retirarán de forma adecuada.

4.3.2. Impacto Social La industria española demanda cada vez más de la metrología. Mucho de los desarrollos más punteros de la industria están relacionados con la nanotecnología y esta precisa de la nanometrología para tener seguridad en la calidad de sus desarrollos. Estos patrones son un primer paso hacia las nanofuerzas, pero son de por sí importantes ya que van a proporcionar trazabilidad a transductores de fuerza y células de carga que se están utilizando en la industria y que hasta ahora no la tenían.

4.3.3. Impacto económico El impacto económico de este proyecto será inmediato, ya que, por una parte, las industrias españolas no tendrán que calibrar sus equipos fuera de España, con el consiguiente ahorro económico para ellas, como, por otra parte, estos serán nuevos servicios que ofertará el CEM y que hasta ahora sólo ofertan unos pocos institutos nacionales de metrología en el mundo. Es probable, por ello que otros países traigan sus equipos a calibrar al CEM, con el aumento de ingresos para este organismo.

4.3.4. Generación de impacto La generación de impacto consistirá en la promoción de los resultados, consistente en la presentación de distintos congresos, seminarios y talleres y la publicación en revistas científicas. También se dará publicidad en otros ámbitos como en ENAC, foro de las entidades acreditadas, la página web del CEM, o en boletines de fabricantes relacionados con la medida de fuerza, servicios de industria de la Comunidades Autónomas, organismos públicos interesados en la medida de fuerza, etc.

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4.4. Metodología y plan de trabajo A continuación se detalla y justifica con precisión la metodología propuesta y se expone la planificación temporal de las actividades, incluyendo cronograma.

4.4.1. Metodología El grupo de investigación colaborará solidariamente en el proyecto. La gestión general del proyecto se llevará acaba mediante herramientas informáticas adecuadas. También habrá reuniones periódicas para discusión de resultados y toma de decisiones. Periódicamente se emitirá un informe resumen en el cual se analizará la marcha del proyecto, este informe se proporcionará a los órganos de control que se establezcan.

4.4.2. Plan de trabajo y cronograma (gráficos de Gantt) Se describe a continuación el plan de trabajo previsto para el proyecto, que se estructura en las siguientes actividades y las actividades en tareas. ACTIVIDAD 1: Estudio del estado del arte en el campo de las microfuerzas

Tarea 1.1 Buscar bibliografía referente a las máquinas existentes, así como también investigar lo que se ha instalado el resto de los laboratorios nacionales.

Tarea 1.2 Realizar un informe sobre el estado del arte en dicho campo.

Tarea 1.3 Realizar un estudio previo de las máquinas a desarrollar y sus factores de influencia respectivos

ACTIVIDAD 2: Estudio, diseño de la máquina de carga directa y evaluación de factores de influencia e incertidumbres

Tarea 2.1 Realizar el diseño de la máquina.

Tarea 2.2 Evaluar los factores de influencia e incertidumbre que tendrá la máquina.

ACTIVIDAD 3: Desarrollo y cálculo de resistencia de las piezas que compondrán la máquina de carga directa

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Tarea 3.1 Hacer un cálculo por elementos finitos de las piezas más importantes de la máquina, así como determinar que material se utilizará para su fabricación.

Tarea 3.2 Elaborar los planos de cada una de las piezas de las máquinas con medidas y tolerancias.

Tarea 3.3 Determinar qué componentes mecánicos, eléctricos y neumáticos hay que comprar.

Tarea 3.4 Evaluación de las necesidades informáticas (toma de datos y software).

Tarea 3.5 Petición y evaluación de ofertas de proveedores.

ACTIVIDAD 4: Construcción y montaje de la máquina de carga directa

Tarea 4.1 Seleccionar el taller que fabricará las piezas.

Tarea 4.2 Hacer un seguimiento y control de calidad de las piezas fabricadas por el taller.

Tarea 4.3 Montaje de la máquina.

ACTIVIDAD 5: Puesta en funcionamiento y caracterización de la máquina de carga directa

Tarea 5.1 Elaboración del software de control de la máquina.

Tarea 5.2 Realizar ensayos en todo el rango de la máquina así como solapar dicho rango con la máquina de 1 kN instalada en nuestro laboratorio y evaluar las incertidumbres asociadas a dichas medidas.

ACTIVIDAD 6: Comparación bilateral y publicación de resultados para la máquina de carga directa

Tarea 6.1 Planificar una comparación bilateral con algún laboratorio nacional puntero (Ej. PTB), en la cual se evalúe todo el rango de la máquina.

Tarea 6.2 Publicar los resultados de dicha comparación en los ámbitos nacionales e internacionales, (Ej. IMEKO, congresos internacionales, etc.)

ACTIVIDAD 7: Estudio, diseño de la máquina de compensación electromagnética y

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evaluación de factores de influencia e incertidumbres

Tarea 7.1 Realizar el diseño de la máquina.

Tarea 7.2 Evaluar los factores de influencia e incertidumbre que tendrá la máquina.

ACTIVIDAD 8: Desarrollo de las partes que compondrán la máquina de compensación electromagnética

Tarea 8.1 Determinar qué componentes hay que comprar y elaborar su planos.

Tarea 8.2 Evaluación de las necesidades informáticas (toma de datos y software).

Tarea 8.3 Petición y evaluación de ofertas de proveedores.

ACTIVIDAD 9: Construcción y montaje de la máquina de compensación electromagnética

Tarea 9.1 Hacer un seguimiento y control de calidad de los componentes.

Tarea 9.2 Montaje de la máquina.

ACTIVIDAD 10: Puesta en funcionamiento y caracterización de la máquina de compensación electromagnética

Tarea 10.1 Elaboración del software de control de la máquina.

Tarea 10.2 Realizar ensayos en todo el rango de la máquina así como solapar dicho rango con la máquina de de carga directa realizada anteriormente y evaluar las incertidumbres asociadas a dichas medidas.

ACTIVIDAD 11: Comparación bilateral y publicación de resultados de la máquina de compensación electromagnética

Tarea 11.1 Planificar una comparación bilateral con algún laboratorio nacional puntero (Ej. BEV), en la cual se evalúe todo el rango de la máquina.

Tarea 11.2 Publicar los resultados de dicha comparación en los ámbitos nacionales e internacionales, (Ej. IMEKO, congresos internacionales, etc.)

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CRONOGRAMA Tareas 1.1 1.2 1.3

Centro ejecutor

Investigadores

Primer año

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, Personal contratado

x x

CEM

Personal contratado

x x

CEM, SARTORIUS, U. ILMENAU J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, T. Fehling,T. Froehlich, Personal contratado

Segundo año

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, Personal contratado

x x x

2.2

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, Personal contratado

x x x

3.1

CEM

J. L. Robles, Personal contratado

x x x x

3.2

CEM

J. L. Robles, Personal contratado

x x x x

3.3

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, Personal contratado

x x x x

3.4

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, Personal contratado

x x

3.5

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina

x x

4.1

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina

x

4.2

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, Personal contratado

x x x x

4.3

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, Personal contratado

5.1

CEM

J. A. Fernández, Personal contratado

5.2

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, Personal contratado

6.1

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, Personal contratado

6.2

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, Personal contratado

7.2 8.1 8.2

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, Personal contratado

9.1

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, Personal contratado

9.2

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, Personal contratado

10.1

CEM

J. A. Fernández,, Personal contratado

10.2

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, Personal contratado

11.1

CEM

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, Personal contratado

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x xx xx x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

CEM, SARTORIUS, U. ILMENAU J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, T. Fehling ,T. Froehlich, Personal contratado

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

x x x x x

CEM, SARTORIUS, U. ILMENAU J. A. Fernández, T. Fehling ,T. Froehlich, Personal contratado CEM

11.2

x x x x x

J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, T. Fehling,T. Froehlich, Personal CEM, SARTORIUS, U. ILMENAU contratado J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, T. Fehling,T. Froehlich, Personal CEM, SARTORIUS, U. ILMENAU contratado J. A. Fernández, J. L. Robles, N. Medina, T. Fehling,T. Froehlich, Personal CEM, SARTORIUS, U. ILMENAU contratado

8.3

Cuarto año

x x

2.1

7.1

Tercer año

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x x x

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4.5. Resumen de entregables

Actividad 1 Tarea

Entregable

1.1 1.2 1.3

E1.1 E1.2 E1.3

Descripción

Relación de documentación consultada Informe del estado del arte Estudio previo de las máquinas y sus factores de influencia respectivos

Laboratorio principal CEM CEM CEM

Otros laboratorios

Mes de entrega M2 M2 M4

SARTORIUS , U. ILMENAU

Actividad 2 Tarea

Entregable

2.1

E2.1

2.2

E2.2

Descripción

Informe del diseño de la máquina de carga directa Informe de la contribuciones de incertidumbre de los factores de influencia de la máquina de carga directa

Laboratorio principal

Otros laboratorios

Mes de entrega

CEM

M7

CEM

M7

Actividad 3 Tarea

Entregable

3.1

E3.1

3.2 3.3 3.4 3.5

E3.2 E3.3 E3.4 E3.5

Descripción

Resumen de los resultados del cálculo por elementos finitos y establecimiento de los materiales a utilizar. Planos de piezas Estudio de los componentes a adquirir Estudio de las necesidades informáticas Informe de evaluación de ofertas

Laboratorio principal

Otros laboratorios

Mes de entrega

CEM

M11

CEM CEM CEM CEM

M11 M11 M13 M13

Actividad 4 Tarea

Entregable

Descripción

Laboratorio principal

4.1

E4.1

CEM

M14

4.2

E4.2

CEM

M17

4.3

E4.3

Informe de contraste calidad/ precio de talleres de acuerdo a las ofertas presentadas Informe de incidencias en la fabricación del as piezas Reportaje de fotos del montaje

CEM

M19

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

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Otros laboratorios

Mes de entrega

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Actividad 5 Tarea

Entregable

5.1

E5.1

5.2

E5.2

Descripción

Código fuente del software y manual de utilización Informe de evaluación de resultados e incertidumbres

Laboratorio principal

Otros laboratorios

Mes de entrega

CEM

M22

CEM

M25

Actividad 6 Tarea

Entregable

6.1 6.2

E6.1 E6.2

Descripción

Compromiso de comparación Publicaciones en congresos

Laboratorio principal

Otros laboratorios

CEM CEM

Mes de entrega M28 M31

Actividad 7 Tarea

Entregable

7.1

E7.1

7.2

E7.2

Descripción

Informe del diseño de la máquina de compensación electromagnética Informe de la contribuciones de incertidumbre de los factores de influencia de la máquina de compensación electromagnética

Laboratorio principal

Otros laboratorios

Mes de entrega

CEM

SARTORIUS , U. ILMENAU SARTORIUS , U. ILMENAU

M30

CEM

M30

Actividad 8 Tarea

Entregable

Descripción

Laboratorio principal

Otros laboratorios

Mes de entrega

8.1

E8.1

CEM

SARTORIUS , U. ILMENAU

M35

8.2 8.3

E8.2 E8.3

Planos de los componentes a fabricar y estudio comparativo de los componentes a adquirir Estudio de las necesidades informáticas Informe de evolución de ofertas

Tarea

Entregable

Descripción

9.1

E9.1

9.2

E9.2

CEM CEM

M36 M37

Actividad 9

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

Informe de incidencias en la fabricación de los componentes Reportaje de fotos del montaje

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Laboratorio principal

Otros laboratorios

Mes de entrega

CEM

M40

CEM

M42

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Actividad 10 Tarea

Entregable

10.1

E10.1

10.2

E10.2

Descripción

Código fuente del software y manual de utilización Informe de evaluación de resultados e incertidumbres

Laboratorio principal

Otros laboratorios

Mes de entrega

CEM

M43

CEM

M45

Actividad 11 Tarea

Entregable

11.1 11.2

E11.1 E11.2

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

Descripción

Compromiso de comparación Publicaciones en congresos

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Laboratorio principal CEM CEM

Otros laboratorios

SARTORIUS , U. ILMENAU

Mes de entrega M47 M48

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4.6. Riesgos y mitigación 4.6.1. Riesgos científicos Probabilidad e impacto de ocurrencia Probabilidad sin mitigación: media

Riesgo (descripción)

Título: Retraso entrega de componentes Descripción: Retraso en entrega de componentes críticos

Mitigación

Contingencia

Seguimiento exhaustivo de los pedidos:

Reclamación al suministrador

Duplicado de equipos críticos de coste no muy elevado.

Reparación lo antes posible

Actualización continua de ofertas y previsión económica realista.

Intento de obtención de otros fondos para asegurar la incertidumbre final prevista.

Mitigación

Contingencia

Redacción anticipada de presupuestos

Previsión y realización de compras con celeridad

Previsión anticipada de convenios

Firma de convenio lo antes posible

Impacto: Retraso de las actividades previstas y por consiguiente del proyecto. Probabilidad con mitigación: baja Probabilidad sin mitigación: baja

Título: Avería equipos Descripción: Avería de equipos críticos

Impacto: Retraso en la realización de las actividades previstas. Probabilidad con mitigación: muy baja

Título: Adquisición componentes Descripción: Precio de componentes críticos con especificaciones necesarias mayor del supuesto inicialmente

Probabilidad sin mitigación: media Impacto: Incertidumbre final del sistema mayor de la esperada. Probabilidad con mitigación: baja

4.6.2. Riesgos de gestión Riesgo (descripción)

Título: Retraso presupuesto Descripción: Retraso en presupuesto para compra equipos

Probabilidad e impacto de ocurrencia Probabilidad sin mitigación: media Impacto: Retraso en la compra de equipos. Probabilidad con mitigación: baja Probabilidad sin mitigación: media

Título: Retraso en firma de convenios. Descripción: Retraso en firma de convenios posibles entidades colaboradoras

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

Impacto: Retraso en la realización de las actividades previstas. Probabilidad con mitigación: baja

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4.7. Difusión y explotación de los resultados La difusión y explotación de los resultados obtenidos en la consecución del Proyecto es considerada como algo fundamental por el CEM, por ello se esfuerza grandemente en este aspecto. A continuación se exponen las acciones fundamentales de difusión y explotación a realizar: ƒ

Comunicados a los organismos oficiales españoles que poseen laboratorios de calibración que son

trazables al CEM. Estos organismos pertenecen a los Ministerios de Defensa y de Educación. ƒ

Comunicación a la Entidad Nacional de Acreditación, para que se difunda a través a las entidades

acreditadas españolas como por ejemplo, los laboratorios de calibración y los laboratorios de ensayo. ƒ

Comunicación a los servicios de industria de la Comunidades Autónomas para que éstas a su vez

hagan extensiva esta información a todas sus respectivas industrias, centros de investigación y universidades, usuarias de esta magnitud. ƒ

Ponencias y presentaciones en universidades, centros de Investigación y congresos. Dentro de ellos

cabe destacar el Congreso Nacional de Metrología, que organiza el CEM cada cuatro años. ƒ

Cursos y jornadas sobre metrología organizados por el CEM. Dentro de esta categoría hay mucha

variedad, desde cursos muy especializados hasta jornadas de difusión, como por ejemplo en la “Semana de la Ciencia”. ƒ

Difusión en páginas web y boletines de fabricantes, sin olvidar, por supuesto, la página web del CEM.

No se descarta la publicación de los resultados el proyecto en prensa especializada para transferir los resultados a las empresas del sector. ƒ

Participación en las comparaciones internacionales que periódicamente se organizan entre los

institutos nacionales de metrología en el seno de EURAMET y del CCM. Estas comparaciones proporciona la base para el reconocimiento de capacidades de medida y calibración dentro del Acuerdo de Reconocimiento Mutuo. ƒ

Participación en Congresos Internacionales, por ejemplo en el seno de IMEKO y en reuniones de

Comités y Grupos de Expertos en Metrología, especialmente en el Comité Técnico de Masa y Magnitudes Derivadas de EURAMET y el Grupo de Trabajo de Fuerza del CCM. ƒ

Publicación en revistas científicas especializadas, como las revistas “Metrologia” y “Measurement”.

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[email protected]

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4.8. Presupuesto de costes marginales

PERSONAL CONTRATADO CON CARGO AL PROYECTO Perfil o titulación requerida Titulado superior

Dedicación al proyecto Número de Número de horas/semana meses 37,5

48

TOTAL

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

Ayuda que se solicita (en €) 149 987,68

Justificación/tarea Trabajo a lo largo de todo el proyecto

149 987,68

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MATERIAL INVENTARIABLE: Equipamiento científico-técnico y material bibliográfico Relación de material propio o de otras Entidades del que se dispone para la ejecución del proyecto En el laboratorio del CEM se dispone de: - Máquinas de fuerza de carga directa hasta 1 kN, 20 kN y 500 kN (Patrones nacionales) - Máquina de fuerza por comparación hasta 2 MN - Máquina de fuerza por comparación hasta 10 MN Por otro lado también se dispone de transductores de referencia que abarcan todas las capacidades del laboratorio con sus respectivos adaptadores de montaje así como también indicadores de precisión (DMP-40 y MGC plus)

AYUDA QUE SE SOLICITA Concepto Principales componentes de la máquina de caga directa: Motores Acoplamientos PLC Masas Mecanizado Estructura Principales componentes de la máquina de compensación electromagnética: Balanza Actuador piezoelétrico Estructura Otros componentes Transductores de referencia Varios T O T A L

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

Coste (en €)

% uso en el proyecto

5 000 1 800 2 500 20 000 15 000 25 000

100 100 100 100 100 100

60 000 20 000 5 000

100 100 100

10 000 10 000

100 100

Justificación de la necesidad del material solicitado. Adjunte factura pro forma

Son piezas que forman parte del conjunto de la máquina

174 300

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GASTOS DE FUNCIONAMIENTO: Material fungible Ayuda que se solicita (en €)

Concepto

Justificación de su necesidad

Líquido antigrasa

350

Limpieza de las masas y demás piezas que lo necesiten

Aceite

50

Para motores y reductores

Grasa

50

Para motores y reductores

Papel especial para limpieza

100

Limpieza de masas y resto de piezas

TOTAL

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

550

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GASTOS DE FUNCIONAMIENTO: Viajes y dietas Concepto Viajes a otros laboratorios nacionales de primer nivel para estudiar sus sistemas, a Sartorius y a la Universidad de Ilmenau, con los que se colabora, así como la asistencia a congresos y conferencias internacionales. c

9 000

TOTAL

9 000

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

Ayuda que se solicita (en €)

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Justificación de su necesidad

Eliminar posibles errores tanto en la fase de diseño como de construcción

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GASTOS DE FUNCIONAMIENTO: Otros Ayuda que se solicita (en €)

Concepto Calibración de patrones Colaboración con SARTORIUS MECHATRONICS y la UNIVERSIDAD de ILMENAU

TOTAL

Justificación de su necesidad

8 000

Calibración de transductores

60 000

Colaboración en la máquina de 1 N a 1 μN.

68 000,00 RESUMEN DE LOS GASTOS DE FUNCIONAMIENTO CONCEPTO Material Fungible Viajes y Dietas Otros T O T A L

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

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€ 550 9 000 68 000 77 550

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RESUMEN DEL PRESUPUESTO DESGLOSADO POR CONCEPTOS CONCEPTO

Ayuda que se solicita

1 Personal a cargo del proyecto 2 Material inventariable: equipamiento científico-técnico y material bibliográfico

Concepto

3 Gastos de funcionamiento

Material fungible

149 987,68

37,3

174 300

43,4

77 550

19,3

401 837,68

100

550

Viajes y dietas

9 000

Otros

68 000

Total

[email protected]

en % del total solicitado

Importe

Total gastos de funcionamiento

CORREO ELECTRÓNICO:

En €

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CENTRO ESPAÑOL DE METROLOGÍA

MINISTERIO DE INDUSTRIA, TURISMO Y COMERCIO

PRESUPUESTO DE COSTES MARGINALES

RESUMEN DE LA AYUDA QUE SE SOLICITA DESGLOSADA POR CONCEPTOS Y ACTIVIDADES

Actividades o Tareas

Personal

Material Inventariable: equipamiento científico-técnico y material bibliográfico

GASTOS DE FUNCIONAMIENTO Material Fungible

TOTAL

Viajes y Dietas

Otros

3 000 €

20 000 €

40 496,92 €

3 000 €

4 000 €

124 346,92 €

20 000 €

37 496,92 €

3 000 €

24 000 €

139 496,92 €

9 000 €

68 000 €

401 837,68

Primer año Actividad 1 Actividad 2 Actividad 3

Segundo año Actividad 4 Actividad 5

37 496,92 €

37 496,92 €

79 300 €

550 €

Tercer año Actividad 6 Actividad 7 Actividad 8

37 496,92 €

Cuarto año Actividad 9 Actividad 10 Actividad 11

TOTAL

CORREO ELECTRÓNICO:

[email protected]

37 496,92 €

95 000 €

149 987,68 €

174 300 €

550 €

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5. Publicaciones de consulta clave sobre la materia del proyecto [1] http://kcdb.bipm.org/

[2] http://www.ptb.de/en/org/1/_index.htm

[3] Realization of forces (2N-20N) by primary method, Kamlesh K. Jain, S.S.K. Titus, H.N.P. Poddar and S.K. Dhulkhed, 20th IMEKO TC3 International Conference, 2007, Mérida, México [4] Determination of micro- forces from 1 μN up to 10 N realized with a full automatically dead load machine developed by the BEV, C. Buchner, XIX IMEKO World Congress, 2009, Lisbon, Portugal.

[5].Research for a national force standard machine in the range from micro newton to newton relying on force compensation, J. Illemann, R. Kumme, XVIII IMEKO World Congress, 2006, Rio de Janeiro, Brazil.

6. Organizaciones colaboradoras o que han mostrado interés en los resultados del proyecto SARTORIUS MECHATRONICS y la UNIVERSIDAD DE ILMENAU van a colaborar muy activamente en el desarrollo de una de las máquinas de fuerza, la que cubre un rango de 1 N hasta los micronewtons. Esta colaboración va ser muy enriquecedora, ya que ambas entidades tienen mucha experiencia en balanzas y comparadores con fundamento basado en la compensación electromagnética.

Por otra parte, es claro que el éxito de este proyecto influye positivamente en toda la industria española que requiera la medida de fuerzas en alguno de sus procesos. Como representación de ello se tiene el interés de los laboratorios acreditados de la magnitud fuerza, reunidos en el Subcomité Técnico de Calibración de Fuerza de ENAC.

También se ha obtenido la expresión de interés de la representación en España de HBM, el principal fabricante a nivel mundial de transductores de fuerza, ya que la máquinas objeto de este proyecto proporcionarán trazabilidad en España a equipos desarrollados por esta firma.

En los anexos siguientes se adjuntan las expresiones de interés.

CORREO ELECTRÓNICO:

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