Estudio de la viabilidad funcional de un sensor solar en la gestión del aire acondicionado de un automóvil

Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales Estudio de la viabilidad funcional de un sensor solar en la gestión del aire acondicionado de un automóvil Dpto. de Ingeniería Electrónica Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Autor: Jesús Gómez Jacinto Tutor: Juan de la Cruz García Ortega Sevilla, 2022 2 3 Proyecto Fin de Carrera Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales Estudio de la viabilidad funcional de un sensor solar en la gestión del aire acondicionado de un automóvil Autor: Jesús Gómez Jacinto Tutor: Juan de la Cruz García Ortega Profesor titular Dpto. de Ingeniería Electrónica Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2022 4 5 Proyecto Fin de Carrera: Estudio de la viabilidad funcional de un sensor solar en la gestión del aire acondicionado de un automóvil Autor: Jesús Gómez Jacinto Tutor: Juan de la Cruz García Ortega El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2022 El Secretario del Tribunal 6 7 A mi familia A mis maestros 8 9 Resumen El fin de este proyecto será mejorar la climatización de un coche, teniendo en cuenta la radiación del Sol. El pasajero especificará la temperatura deseada en el interior del coche, y mediante un sistema de control, se conseguirá llegar la temperatura activando en mayor o menor medida el aire acondicionado de un coche. Para ello, se tendrá en cuenta la radiación del Sol, lo que provocará una sensación de mayor temperatura para el pasajero que esté recibiendo la luz del Sol. En ese momento, con un sistema de aire acondicionado tradicional, para disminuir esa sensación térmica el pasajero subiría el aire acondicionado y sentiría menor calor. Lo que se pretende en este proyecto sea que el sistema sea capaz de medir esa radiación del Sol y actúe en resonancia a esa perturbación provocada por el Sol. Este se podrá hacer gracias al uso de sensores de radiación solar, que medirán en que medida incide la radiación y subirán, en mayor o menor medida, el aire acondicionado del coche. En nuestro caso, aumentando el caudal de aire acondicionado, manteniendo la temperatura constante. Se realizará un estudio previo teórico para saber que ocurre con la temperatura del interior de un automóvil cuando incide la radiación solar y con el aire acondicionado, y posteriormente, se realizará un modelo de un sistema en Simulink, controlada por un PID. Las conclusiones del estudio previo servirán para deducir si es facible implementar un sensor dentro del sistema microcontrolador que gestiona el aire acondicionado de un vehículo con el fin de mejorar su funcionalidad. 16 Índice de tablas Tabla 1: Ganancias proporcionales 48 Tabla 2: Ganancias integrales 50 17 18 Índice de imágenes Imagen 1: Circuito de climatización 20 Imagen 2: Control bizona de aire acondicionado 22 Imagen 3: Flujos de calor en el vehículo 24 Imagen 4: Modelo de nuestro sistema a controlar 33 Imagen 5: Sistema de control en lazo cerrado 41 Imagen 6: Bucle de control de nuestro sistema a controlar 42 Imagen 7: Esquema de un controlador PID 44 Imagen 8: Modelo en simulink del controlador PID 46 Imagen 9: Sistema de control 46 Imagen 10: Representación de los dos habitáculos del vehículo sin sensor solar 56 Imagen 11: Representación de los dos habitáculos del vehículo con sensor solar 58 Imagen 1: Sensor de radiación sensor NANO-ISXX 61 19 20 1 INTRODUCCIÓN 1.1 La climatización en la conducción A día de hoy, todos sabemos qué es la climatización de un coche, y todos la utilizamos. No podemos imaginarnos realizar un viaje en coche en verano sin el aire acondicionado del coche funcionando. Pero es mucho más que un elemento de confort, también mejora la seguridad en la conducción. Además de crear un clima favorable en el interior del vehículo, la climatización también es capaz de eliminar olores, disminuir la humedad del aire, eliminar sustancias… 1.2 Componentes del circuito de climatización Sin entrar en muchos detalles, definiremos los principales elementos del circuito de climatización que disponen los coches: Imagen 2: Circuito de climatización Compresor: Es el encargado de aumentar la presión del líquido refrigerante, y es impulsado por el motor del vehículo. Cuando el aire acondicionado no está activado, el motor gira una polea que no está conectada al compresor. Pero cuando activamos el botón A/C, un embrague electromagnético unirá la polea con el compresor, y activará todo el mecanismo. Condensador: Encargado de realizar el cambio de estado del líquido refrigerante de gas a líquido. Es un radiador que es enfriado por el aire proveniente del exterior, lo que permite el mencionado cambio de estado. Presostato: Elemento de seguridad que calcula la presión del circuito, y es capaz de cortar la alimentación 21 eléctrica cuando existe algún contratiempo. Filtro deshidratador: Encargado de eliminar humedades e impurezas del líquido refrigerante, evitando la aparición de burbujas. Válvula de expansión: Elemento que se coloca en la entrada del evaporador para controlar la expansión del fluido, y permite una rápida evaporación del gas debido a la pérdida de presión. Evaporador: Radiador que se encarga del cambio de estado del fluido de líquido a gas. Ventilador del habitáculo: Introduce el aire frío al interior del vehículo, a través de las rejillas de ventilación. Termostato: Encargado de medir la temperatura del interior del vehículo para activar o desactivar el embrague que activa el circuito de climatización. 1.3 Funcionamiento del climatizador automático La climatización en los coches ha evolucionado mucho. Hasta hace poco, solo se usaba el aire acondicionado en los vehículos: Al activar el botón A/C, el usuario es capaz de regular la temperatura del aire que entra en el vehículo, y el flujo de aire. Probablemente, algún tiempo después, tengamos que apagar el aire acondicionado o subir la temperatura del mismo, porque hará frío dentro. Otro tiempo después, lo volveremos a encender, pues volveremos a tener sensación de calor. Esto provoca una situación de ineficiencia. Actualmente, la mayoría de los vehículos utilizan el climatizador automático. Estos son capaces de controlar todas las variables (temperatura del aire introducido en la cabina, cantidad de aire…) para conseguir un confort adecuado. Puede mezclar aire frío y caliente para proporcionar la temperatura deseada dentro del vehículo. Conocemos lo importante y beneficioso que supone la climatización en un vehículo. Veremos ahora como funciona, a grandes rasgos: Lo primero que haremos es establecer la temperatura deseada en la unidad de control. En el interior del vehículo disponemos de sensores, capaces de medir la temperatura del aire del interior de la cabina. Si la temperatura medida por estos no es igual a la temperatura deseada por el usuario, se activa el sistema de calefacción o el aire acondicionado para llegar a la temperatura previamente establecida. Con este sistema, el conductor evitará distracciones configurando temperatura y flujo de salida de aire, será la unidad de control la encargada de actuar sobre las variables para obtener la temperatura deseada. Algunos de los coches más actuales también pueden ajustar una tempera distinta para las diferentes zonas de un vehículo. Esto es capaz de hacerlo la unidad de control actuando sobre los deflectores que reparten el aire por las diferentes rejillas de ventilación. En estos casos, pueden estar funcionando calefacción y aire acondicionado a la vez. 22 Imagen 3: Control bizona de aire acondicionado 1.4 Efecto de la radiación del Sol. Problema a resolver Es una situación muy conocida por todos cuando vamos viajando en el coche con el aire acondicionado encendido y, de repente, entra la radiación solar por uno de los lados del vehículo. Mientras uno de los viajeros del coche está en una situación de confort, el otro pasajero siente sensación de calor por el efecto de la radiación del Sol. En respuesta a este fenómeno, el pasajero afectado por dicha radiación actuará aumentando el caudal de aire en su lado del vehículo, o disminuyendo la temperatura del aire (en caso de que tuviese control bizona). A este efecto, es lo que intentaremos dar solución en este proyecto, haciendo uso de un sensor de radiación. El objetivo de este proyecto será hacer un estudio de viabilidad sobre la inclusión de un sensor de radiación solar en el sistema microcontrolador que gestiona el aire acondicionado del coche. La forma de realizar este estudio sería, en primer lugar, realizar un estudio previo, haciendo uso de un análisis termodinámico para comprobar la evolución de la temperatura interior de un vehículo, tanto con radiación como con aire acondicionado. Lo siguiente sería realizar el modelado de nuestro sistema. En esta ocasión tendríamos que realizar nuestro sistema en Simulink de Matlab, ya que será la herramienta que utilizaremos para las diferentes simulaciones. Posteriormente, pasaríamos a realizar nuestro controlador del sistema, comenzando por la elección de nuestro controlador y la sintonización de sus parámetros. Luego realizaremos la estrategia de control del aire acondicionado incorporando un sensor de solar, y mostraremos los efectos del uso de este. En el último capítulo, a partir de las conclusiones de los capítulos anteriores se analiza la viabilidad de incluir en el sistema controlador del aire acondicionado la información procedente de un sensor solar. 23 2 ANÁLISIS TERMODINÁMICO 2.1 Modelados / Hipótesis Realizar las simulaciones con el modelo real es muy difícil, por lo que tendremos en cuenta varias hipótesis que nos ayudarán a perfilar nuestro modelo de estudio. Estas hipótesis son las siguientes: - Nuestro objeto de estudio será un coche, con dimensiones de 4 metros de largo, 2 metros de ancho y dos metros de altura. - Los laterales del vehículo tendrán la mitad de superficie de ventanas, y mitad de superficie de la carrocería. Lo mismo sucede por la parte trasera del vehículo. - Por la parte delantera del vehículo, al ser el espesor de la carrocería hasta llegar al interior del vehículo mucho mayor que la del cristal, solo te tiene en cuenta la entrada de calor al vehículo por el cristal delantero. - Dividiremos el coche en dos habitáculos de las mismas dimensiones: habitáculo izquierdo y habitáculo derecho. Además, supondremos dichos habitáculos adiabáticos, no habiendo intercambio de calor entre ellos. - El techo del coche se considera también adiabático, pues el calor y la radiación del sol afectarán por igual a ambos habitáculos del coche y no afectan para nuestro estudio. - La pared exterior del coche está a la misma temperatura que la pared interior del coche. - La pared interior del coche está a la misma temperatura que el interior del coche. 2.2 Evolución de la temperatura interior, sin radiación ni Aire acondicionado Comenzaremos realizando un primer análisis termodinámico del interior de un coche considerándolo como un único habitáculo. Para ello, utilizaremos un script de Matlab, con el objetivo de saber la evolución de la temperatura del interior del coche influenciada solo por el efecto de una temperatura exterior alta. El coche partirá de una temperatura inicial, en este caso 290 grados Kelvin (17 grados centígrados). Mientras que la temperatura en el exterior será constante, en este caso la impondremos a 330 grados Kelvin (57 grados centígrados). No es una temperatura exterior realista, pero la elegimos así para poder comprobar con notoriedad el efecto de una temperatura exterior alta en la temperatura del coche. Posteriormente, haremos el estudio completo con una temperatura más realista. Comenzaremos definiendo el calor que se encuentra en el interior del vehículo, al que llamaremos Qint: Qint [J] = Masa aire [kg] * Calor esp aire [ J/K𝑔*K] * ΔTint [K] 24 Esta fórmula, denominada como ecuación del calor, nos muestra la energía transmitida entre un objeto y su entorno, debido a la diferencia de temperatura entre ambos a lo largo del tiempo. La masa de aire a la que se refiere la ecuación es la que hay en el interior del vehículo, y el calor específico lo podemos definir como la cantidad de calor que habría que proporcionarle a un objeto para aumentar 1 grado kelvin su temperatura, a una atmósfera de presión. Por otro lado, el incremento de temperatura es la diferencia de temperatura que sufre el aire del interior del vehículo. En nuestro caso, haremos el estudio en el caso continuo del tiempo. De esta forma, ajustamos la fórmula anterior, quedando con el siguiente aspecto: Pint [𝐽 𝑆] = Masa aire [kg] * Calor esp aire [ J/K𝑔*K] * 𝑑𝑇𝑖𝑛𝑡 𝑑𝑡 [𝐾 𝑠] Definimos así una nueva variable, Pint, como la cantidad de calor por unidad de tiempo que intercambia el aire del coche con su entorno. Debido a sus unidades es un término de potencia, por lo que nos referiremos a ella como potencia calorífica interna del vehículo. De esta forma, relacionamos como cambia la temperatura en el interior del vehículo temporalmente. Por otra parte, tenemos que expresar el calor que entra en el vehículo. Se presenta a continuación una representación del vehículo como un único habitáculo: Imagen 4: Flujos de calor en el vehículo 25 Se muestra un esquema de los intercambios de energía que se producen entre el exterior y el vehículo. Podemos apreciar como el calor que entra al habitáculo por conducción (QCD) y por radiación (QRD) es igual al calor que entra en el interior del coche por conducción a través de la carrocería y de las lunas. Como este primer estudio lo estamos haciendo sobre un habitáculo de un único comportamiento, el calor que entra en el vehículo será la suma de los calores de conducción que entra por ambos laterales del mismo, por la parte delantera y por la trasera. De esta forma, vemos como el calor que entra desde el exterior, debido a la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del coche, se puede resumir como un único flujo de calor por conducción. Pasaremos a continuación a definir el concepto de calor por conducción. Se define la transferencia del calor por conducción como un proceso de transmisión de calor de dos cuerpos en contacto debido a su diferencia de temperaturas, fluyendo el calor desde el cuerpo de mayor temperatura al de menos temperatura. Este proceso sigue la siguiente ecuación matemática: QCD (𝐽 𝑠)=𝑇(𝐾)∗𝐾( 𝐽 𝑠∗𝐾∗𝑚)∗𝐴(𝑚2) 𝑒(𝑚) Siendo T la diferencia entre las diferentes superficies en las que se transmite el calor, K la conductividad térmica del material, A el área del objeto y e el espesor del mismo. El término Qcd hace referencia al calor de conducción transferido por unidad de tiempo. Para la implementación de la siguiente ecuación se usa la hipótesis de que la pared exterior está a la misma temperatura que el exterior (TE) y que la pared interior está a la temperatura del interior del vehículo (Ti). Otras hipótesis usadas para esta simulación son: - Por los laterales del vehículo, el área por la cual incide el calor se divide en dos partes iguales (lunas y carrocería). - Por la parte trasera pasa lo mismo que en las partes laterales del vehículo, despreciando la existencia del maletero del coche. - Por la parte delantera del vehículo, el calor solo incide por la luna frontal, pues el espesor de la carrocería es demasiado grande, que el cociente se desprecia. Una vez definidos los dos términos de la ecuación, podemos pasar al siguiente paso: igualar el calor del interior del vehículo con el calor que incide en el vehículo en forma de conducción. Una vez definidos los dos términos de la ecuación, podemos pasar al siguiente paso: igualar el calor que entra al interior del vehículo con el calor que por conducción entrante por ventanas y carrocería por unidad de tiempo. Pint (𝐽 𝑠) = QCD (𝐽 𝑠) Una vez realizado este análisis termodinámico, realizaremos una simulación en Matlab para observar el comportamiento de la temperatura interior de nuestro vehículo. Los valores tomados para esta simulación son los siguientes: 32 cristal/carrocería, igual que con la temperatura interior), e el espesor del cristal y de carrocería, y A el área en que intercambian calor los dos cuerpos. Definido esto, podemos apreciar que tenemos dos materiales distintos, con distinto espesor, que intercambian calor, aunque con la misma temperatura. Desarrollando esto, obtenemos: QCD (𝐽 𝑠)=𝐾𝐶𝑅𝐼𝑆𝑇𝐴𝐿 𝑒𝑐𝑟𝑖𝑠𝑡𝑎𝑙 ∗𝐾𝐶𝑅𝐼𝑆𝑇𝐴𝐿 𝑒𝑐𝑟𝑖𝑠𝑡𝑎𝑙 ∗𝐴∗  𝑇 Siendo 𝑇 = Text – Tint. Para simplificar, posteriormente uniremos los términos constantes de la anterior ecuación ( 𝐾𝐶𝑅𝐼𝑆𝑇𝐴𝐿 𝑒𝑐𝑟𝑖𝑠𝑡𝑎𝑙 ∗𝐾𝐶𝑅𝐼𝑆𝑇𝐴𝐿 𝑒𝑐𝑟𝑖𝑠𝑡𝑎𝑙 * A), y le llamaremos KCD. QCD (𝐽 𝑠)=𝐾𝐶𝐷 ∗  𝑇 =𝐾𝐶𝐷 ∗(𝑇𝑒𝑥𝑡−𝑇𝑖𝑛𝑡) El último de los términos que nos queda por definir es el calor de radiación, al que para la primera simulación dimos un valor constante. Pues a posterior, este calor seguirá siendo un término constante, pues consideramos que el Sol siempre da la misma radiación al coche. Agrupando todos los términos y simplificando, nuestra ecuación a representar en Simulink es la siguiente: ρ*V*CESP*𝑑𝑇𝑖𝑛𝑡 𝑑𝑡 = 𝐾𝐶𝐷 ∗(𝑇𝑒𝑥𝑡−𝑇𝑖𝑛𝑡)+ ρ*QFRIO*CESP*(TFRIA – TINT) + QRD En esta ecuación todos los valores serán constantes, excepto la temperatura interior, que a cada instante tendrá un valor diferente, el caudal de aire frío y la temperatura del aire frío, pues serán las dos posibles variables que nos harán modificar la temperatura del interior del vehículo, y la derivada de la temperatura interior. Esta última será la que intentaremos aislar de la ecuación, dándole para cada instante un valor de la temperatura interior, y al integrarla, tendremos el valor de la temperatura interior del vehículo para cada instante temporal. 3.2 Parámetros de la simulación Una vez explicada la ecuación que regula nuestro sistema, pasaremos a darle valores para hacer la simulación. Muchos valores están explicados anteriormente, pero los volveremos a nombrar y a darle su valor impuesto. - ρ: densidad del aire a presión atmosférica y a 25 °𝐶. El valor es de 1.225 𝐾𝑔 𝑚3. - V: volumen de aire existente en cada habitáculo del coche. Al tener dimensiones 4 x 2 x 2 m como dijimos anteriormente, el habitáculo completo tendrá 16 m3. Dividiremos el coche en dos habitáculos, por lo que cada uno tendrá un volumen de 8 m3. - CESP: el calor específico del aire se define como la cantidad necesaria que hay que aportar al aire para aumentar en un grado su temperatura, a presión atmosférica. El valor del calor específico del aire 33 será de 1.000 𝐽 𝐾𝑔∗𝐾. - Text: la temperatura en el exterior del vehículo se podrá modificar dependiendo de cada simulación. Por lo general, será un valor que ronda los 30 grados centígrados. - Qfrio: caudal del chorro de aire acondicionado. Será una de las dos variables que podremos controlar para disminuir la temperatura del vehículo. - Tfria: temperatura del chorro del aire acondicionado. Es la otra de las variables que será manipulada para disminuir la temperatura del vehículo. - Qrad: calor que aporta el Sol al interior del vehículo, lo que afectará como una subida de temperatura si no se toma ninguna medida. Tendrá un valor de 100 𝐽 𝑠. 3.3. Modelo en Simulink Una vez definida la ecuación y los valores de cada término, pasaremos a realizar el modelo del sistema en Simulink de Matlab Imagen 5: Modelo del sistema termodinámico correspondiente al habitáculo del vehículo 35 Debemos tener en cuenta que la ecuación buscamos desarrollar en simulink, como vimos en la sección 3., es la siguiente: ρ*V*CESP*𝑑𝑇𝑖𝑛𝑡 𝑑𝑡 = 𝐾𝐶𝐷 ∗(𝑇𝑒𝑥𝑡−𝑇𝑖𝑛𝑡)+ ρ*QFRIO*CESP*(TFRIA – TINT) + QRD Despejando el término 𝑑𝑇𝑖𝑛𝑡 𝑑𝑡 , la ecuación anterior quedaría como: 𝑑𝑇𝑖𝑛𝑡 𝑑𝑡 = 𝐾𝐶𝐷∗(𝑇𝑒𝑥𝑡−𝑇𝑖𝑛𝑡)+ ρ∗QFRIO∗CESP∗(TFRIA – TINT) + QRD ρ∗V∗CESP Esto lo hemos hecho en simulink mediante diagrama de bloques, donde vemos que la estructura principal del sistema es un bloque multriplicador, donde el término del numerador entra como factor, y tres entradas del sistema (V, Ro, C, correspondientes a volumen, densidad y calor específico, respectivamente) entran dividiendo en el bloque. Anteriormente, el valor que entra como factor en el bloque mencionado, se compone de tres sumandos, unidos mediante un bloque sumador. Las entradas del sistema serían Ro (densidad del aire), V (volumen del aire), C (calor específico del aire), Text (Temperatura del exterior del vehículo), Qfri (Caudal de aire acondicionado), Tfri (Temperatura del aire acondicionado), y Qrad (calor de radiación entrante en el vehículo). Como salida del sistema encontramos Tint, la temperatura interior del vehículo. Esta se obtiene con un bloque integrador para integral el valor 𝑑𝑇𝑖𝑛𝑡 𝑑𝑡 . Se incluye también dos bloques Scope, para poder ver la representación de los valores en gráficas, y un bloque Display donde se muestra el valor de la temperatura interior después de cada simulación. En la imagen 4 podemos ver como se muestra el valor de 30 grados. A partir de este sistema haremos nuestras simulaciones. La primera de ellas será como en el estudio previo hecho con anterioridad en la sección 2.2: no existirá radiación entrando en el coche y el aire acondicionado estará desactivado, por lo que tendremos únicamente la evolución de la temperatura enterior promovida por la mayor temperatura exterior que hay en el exterior. Esto equivale a poner la función escalón de la Qrad a 0, e igual para la Qfri. La temperatura en este caso del aire frío no importa el valor que tenga, ya que el término del aire acondicionado se anulará por ser cero el caudal de aire que está entrando el vehículo. 36 Como se puede comprobar en la gráfica, la temperatura del interior del vehículo varía de forma exponencial, incrementándose desde su valor inicial hasta alcanzar la misma temperatura del exterior, lo que ocurre en un tiempo característico de unos 3.000 segundos (50 minutos). Nuestro sistema en Matlab presenta el mismo resultado que el obtenido en el estudio previo, realizado en la sección 2.2. Introducimos a continuación un valor de radiación distinta de cero, y encenderemos el aire acondicionado, que para este primer caso tendrá temperatura y caudal de aire constante. Gráfica 5: Evolución de la temperatura sin radiación ni aire acondicionado 37 Gráficas 6 y 7: Evolución de la temperatura con temperatura del aire acondicionado constante 38 Observando las dos gráficas, podemos ver como al principio el aire acondicionado está apagado y el calor de radiación es cero. Nos encontramos hasta este momento en el caso anterior, en el que la temperatura interior del coche (que inicialmente se encuentra a 15 grados centígrados) evolucionará hasta la temperatura exterior, en este caso a 30 grados centígrados A partir del segundo 4.000, entra en juego un calor de radiación de 50 J/s, como se puede apreciar en la segunda gráfica. Es en este momento cuando comienza a subir la temperatura del interior del coche debido al efecto provocado por el Sol, hasta estabilizarse en unos 33 grados centígrados. Es entonces, a los 8.000 segundos, cuando decidimos encender el aire acondicionado, en este caso con una temperatura constante de 20 grados centígrados y con un caudal de 0.005 m3, haciendo bajar la temperatura del coche por debajo de los 30 grados de la temperatura exterior, a unos 28 grados aproximadamente. La siguiente subida de temperatura, a partir del segundo 1.200 de simulación, viene provocada por el efecto de una bajada de la cantidad de aire expulsado por el aire acondicionado, lo cual se realiza a modo de prueba para comprobar que nuestro sistema funciona de manera correcta. El caudal pasa de 0.05 a 0.04 m3. De la misma manera, comprobaremos ahora el funcionamiento de nuestro sistema dejando constante el caudal de aire frío. Es decir, con un caudal de aire acondicionado constante, regularemos la temperatura del mismo para ver las consecuencias de la temperatura interior. Según nuestra fórmula termodinámica, al subir la temperatura del aire frío debería subir la temperatura del interior, y al bajarla, debería descender la temperatura del coche (como es lógico que pasara en la realidad). 39 Gráficas 8 y 9: Evolución de la temperatura con caudal de aire acondicionado constante 40 En este caso, vemos como el aire acondicionado comienza estando apagado (el caudal de aire acondicionado es 0). La temperatura interior empieza en 15 grados, mientras que la temperatura exterior es de 30 grados. Hasta el segundo 4.000 no hay radiación, por lo que la temperatura interior evoluciona exponencialmente hasta la temperatura exterior. A partir del segundo 5.000 entra radiación en el automóvil, por lo que aumenta la temperatura del interior hasta los 35 grados. Es entonces cuando se enciende el aire acondicionado, con un caudal constante de 0.005 m3, por lo que empieza a bajar la temperatura del interior del vehículo, hasta llegar a los 29 grados aproximadamente. En el segundo 12.000 se baja la temperatura del aire acondicionado, por lo que baja la temperatura del interior del vehículo, hasta unos 27 grados. Vistos estos dos ejemplos, podemos sacar como conclusión que, al bajar la temperatura del aire acondicionado, baja la temperatura del aire interior del coche, el cual es nuestro objetivo. Pero en este proyecto buscamos conseguir un aire acondicionado práctico, el cual sea capaz de obtener la temperatura interior deseada, y no tener que ir modificando manualmente la temperatura del aire frío para regular la temperatura del interior. Es por ello que realizaremos un sistema de control para obtener dicha temperatura deseada. 41 4 CONTROL DE LA TEMPERATURA INTERIOR 4.1 Concepto de control del sistema Una vez obtenido un modelo termodinámico que actúe de forma razonablemente parecida a la realidad, continuaremos abordando el control de nuestro sistema. Un sistema de control lo podemos definir como un conjunto de dispositivos que son capaces de regular el comportamiento de un sistema, y hay dos grandes tipos: sistemas de lazo abierto (la salida del sistema no tiene repercusión en la entrada del mismo) y sistemas de lazo cerrado (el conocimiento de la salida proporciona información a la entrada que repercute posteriormente en la salida del sistema). Podríamos pensar en hacer el sistema en bucle abierto, pero de este modo el sistema no actuaría a perturbaciones tales como un cambio en la temperatura del exterior o una subida de la radiación, por lo que no nos serviría. Utilizaremos entonces un sistema en lazo cerrado, que tiene el siguiente esquema: Imagen 6: Sistema de control en lazo cerrado Como funciona en los coches de la actualidad, lo que queremos es decirle a nuestro coche una temperatura deseada en el interior del vehículo (referencia). El valor de salida de nuestro sistema será la temperatura en el interior del vehículo, que se conocerá a partir de un sensor que la estará midiendo cada instante. Una vez conocida la temperatura en un instante y la temperatura de referencia, el comparador se encargará de ver la diferencia entre ambas magnitudes, y le dará esta información al controlador. El controlador será el encargado de convertir esta diferencia en una señal que le pasa al actuador (el aire acondicionado), la cual consiga que el sistema se acerque a la temperatura de referencia. Representándolo como un bucle más cercano a lo que sería nuestro estudio: 48 Kp Tint Qfrio 0 30 0 0.0001 27.23 0.0009233 0.00015 26.45 0.001267 0.0003 24.94 0.002081 0.001 22.3 0.004302 0.005 19.76 0.008787 0.01 19.09 0.01089 0.015 18.8 0.01197 0.1 18.16 0.01558 Tabla 1: Ganancias proporcionales Se representa en la gráfica anterior la temperatura exterior (30 °C), de referencia (18°C) y del aire acondicionado (15°C). También se representa la temperatura interior con los distintos valores dados en la tabla. A mayor valor de Kp, más abajo en la gráfica, pues la temperatura interior será menor. Comenzamos con valores de Kp pequeños, y vamos aumentando este valor porque vemos que se va acercando a la temperatura de referencia, hasta llegar a la Kp con valor de 0.015 que es la que elegiremos. Podríamos pensar que el siguiente valor de Kp, que es 0.1, se acerca aún más a la temperatura de referencia, pero esto desestabiliza la temperatura interior y, sobre todo, el caudal de aire que tiene que expulsar el aire acondicionado para llegar a esta temperatura. Se representa en la siguiente gráfica la evolución del caudal de aire acondicionado de estos dos últimos valores de Kp para compararlos: 49 Se aprecia como con el controlador con ganancia 0.015 el valor del caudal introducido al interior el coche es estable, mientras que con ganancia 0.1 se vuelve más inestable. Esto se traduce en que la temperatura interior del coche (la salida de nuestro sistema) también presenta inestabilidad, aunque no se pueda apreciar tan alejado en la gráfica anterior. Además, con la ganancia 0.1 podemos ver como el aire acondicionado está bastante tiempo estabilizándose, por lo que el aumento y la disminución del aire acondicionado puede causar bastante ineficiencia energética. Por estas razones, se decide fijar la Kp de nuestro controlador como 0.015, y le introduciremos un valor de Ki para contrarrestar esa diferencia que hace que la temperatura interior no llegue a los 18 grados que marca la diferencia. De la última gráfica cabe destacar también como se ha fijado el límite del caudal que se puede expulsar el aire acondicionado en 0.04 m3, tal como habíamos planteado. Se muestra a continuación la misma gráfica del caudal del aire acondicionado, pero acompañado del error para comprobar la acción de la saturación del controlador. Gráfica 11: Evolución del caudal de AC ante distintas KPs 50 Se aprecia como el error parte de dos grados, pues es la diferencia entre la temperatura inicial del vehículo (20 grados) y la referencia (18 grados). Como al inicio no actúa el aire acondicionado, la temperatura sigue alejándose de la referencia, por lo que el error cada vez se hace mayor. En el segundo 4.000 entra en juego el aire acondicionado, y en ese momento el error es muy grande, por lo que el controlador intenta expulsar mucho caudal. Vemos aquí el efecto de la saturación, pues no se permite expulsar más de 0.04 m3 de aire, por lo que durante un tiempo se mantiene constante con ese caudal. Una vez elegida la ganancia proporcional de nuestro controlador (0.015), pasaremos a diseñar la acción integral de nuestro controlador. Decidimos incluir esta acción integral instantes después de la acción proporcional, para poder ver el efecto de la misma con respecto a la acción proporcional. Ki Tint Qfrio 0.00000001 18.77 0.01214 0.0000001 18.55 0.01315 0.0000003 18.17 0.01524 0.0000004 18.02 0.0162 Tabla 2: Ganancias integrales Gráfica 12: Evolución del caudal de AC y del error del sistema 51 Vemos en la gráfica la representación de la temperatura exterior (30 grados) y la temperatura de referencia (18 grados), además de las representaciones de las temperaturas interiores dependiendo de las constantes Ki de nuestro controlador. A mayor Ki, más caudal de aire expulsa el aire acondicionado, por lo que más baja la temperatura del interior. Vemos como para un valor de Ki de 0.0000004, el sistema es capaz de llegar a la temperatura de referencia perfectamente, por lo que elegiremos este valor para la constante integral. Veremos a continuación como se comporta el caudal de aire acondicionado con este nuevo valor introducido de nuestro controlador: Gráfica 13: Evolución de la temperatura ante distintas KIs Gráfica 14: Evolución del cauldal de aire acondicionado y del error 52 La diferencia de este caso con el controlador anterior (que solo tenía acción proporcional) es que ahora el error si converge a cero. Vemos como en el instante que comienza la acción integral, el caudal de aire sube hasta lograr estabilizarse y mantener la temperatura del interior del coche muy próxima al valor de referencia. Una vez diseñadas las acciones proporcional e integral de nuestro controlador, nos quedaría diseñar la parte derivativa. La acción de control derivativa se usa para evitar oscilaciones de la variable controlada, por lo que mejora la estabilidad de la salida del sistema. Pero como podemos apreciar, nuestro sistema es ya muy estable, no presenta muchas perturbaciones, por lo que no incluiremos parte derivativa a este controlador. Vemos en la gráfica anterior una representación del funcionamiento del controlador con las acciones proporcional e integral que empiezan en el mismo tiempo. La temperatura interior empieza en 20 grados, y va subiendo hasta la temperatura exterior, ya que no hay radiación ni se enciende el aire acondicionado, lo que tarda unos 4.000 segundos. En este periodo, vemos como el error hasta 12, ya que el error resulta de realizar la diferencia entre la temperatura deseada (18 grados) y la temperatura en el vehículo (30 grados). Buscamos que el error sea cero, o lo más cercano posible a este valor, pero este aumenta hasta tal punto debido a que nuestro controlador no entra en juego y no enciende el aire acondicionado. Gráfica 15: Evolución de la temperatura y del aire acondicionado una vez elegidas KP y KI 53 A partir del instante 4.000 vemos como se enciende el aire acondicionado. La respuesta del sistema es encender el aire acondicionado con un caudal de 0.005 m3 y hace que la temperatura interior del coche baje a la temperatura de referencia, 18 grados. Una vez alcanzada dicha temperatura, mantiene el caudal sobre un valor aproximado de 0.0025 m3, lo necesario para mantener la temperatura al valor deseado por el usuario, haciendo que el error sea 0 o un valor muy cercano a este. El siguiente cambio ocurre en el segundo 8.000 de la simulación, donde los pasajeros deciden aumentar la temperatura en el interior, por lo que la referencia pasa a ser 19 grados. En este preciso instante, el error aumenta hasta un valor negativo de aproximadamente 1 (según la gráfica, el error sería negarivo, pero los errores los tomamos como el valor absoluto de la diferencia entre el valor actual y el valor de referencia), y el controlador detecta que no es necesario tanto caudal de aire acondicionado, por lo que disminuye el caudal hasta un valor de 0.002 m3. El error va evolucionando hasta un valor muy cercano a cero, por lo que podemos afirmar que el funcionamiento de nuestro controlador es correcto. 54 5 ESTRATEGIA DE CONTROL USANDO UN SENSOR DE RADIACIÓN SOLAR Una vez diseñado nuestra planta del sistema y el controlador PID que regulará la temperatura del interior del vehículo a gusto de los pasajeros del coche, pasaremos a desarrollar nuestra estrategia para intentar contrarrestar el efecto de la radiación del Sol a partir de la información recibida por un sensor solar. En primer lugar, definiremos lo que es un sensor solar: es un instrumento destinado a medir la radiación solar. Generalmente está compuesto por un diodo de silicio, cuya misión es convertir la energía de la radiación Solar a un voltaje con el fin de obtener una salida analógica. Dividiremos ahora el coche en dos habitáculos adiabáticos, controlados por un solo controlador. En el caso de que no haya radiación del Sol no existiría problema alguno, pues el sistema controlaría para llegar a la temperatura deseada. Pero veamos en esta sección el efecto que tendría la existencia de radiación en uno solo de los habitáculos del vehículo. En las siguientes gráficas, cambiaremos el valor de saturación del caudal de aire acondicionado de 0.04 a 0.06 m3, solo por ver mejor el efecto producido. Mostramos primero el efecto de la radiación con el aire acondicionado apagado. Daremos el valor del calor de radiación alto, para hacer un efecto notable del mismo. El valor será 100 J/s, y comenzará a actuar en el instante 8.000. El coche estará a una temperatura inicial de 20 grados, y la temperatura exterior será de 30 grados. Gráfica 16: Funcionamiento del sistema con radiación y sin aire acondicionado 55 Como podemos ver, la temperatura interior del coche sin encender el aire acondicionado sube a causa de la radiación hasta los 50 grados (quizás sea un valor irreal un valor tan alto de temperatura, pero lo hacemos para destacar y hacer énfasis en el efecto de la radiación, por lo que se le da a esta un valor demasiado alto (100 J). Una vez visto el efecto, encendemos el aire acondicionado del coche en el instante 4.000, con el controlador diseñado anteriormente, y con las mismas condiciones que hemos mencionado en la gráfica anterior (entra una radiación de 100 J/s al interior en el instante 8.000). En este escenario, la situación cambia. Vemos como la temperatura sube a partir del segundo 8.000 debido a la radiación que entra en el habitáculo en ese momento. El controlador sí actúa, como podemos ver por la subida del caudal de aire aportado por el aire acondicionado, y vemos también como la temperatura del interior va bajando lentamente (aunque no se aprecie muy bien en la gráfica), bajando así el error en la salida del sistema, y que el caudal del aire acondicionado va subiendo también poco a poco. Si le diésemos un tiempo muy grande al controlador, lograría controlar y llegar a la temperatura deseada, pero intentaremos dar una solución para que el efecto sea óptimo para los pasajeros del vehículo. Podríamos intentar mejorar el controlador para que actuase más rápido, pero aún así tardaría un tiempo hasta controlar la temperatura a la deseada cuando hay radiación solar. En ese tiempo de estabilización de la temperatura, el pasajero sentiría una mayor temperatura a la deseada, por lo que tendría que bajar él mismo la temperatura de referencia manualmente. Lo que intentaremos es paliar el efecto de la radiación solar de manera automática. Gráfica 17: Funcionamiento del sistema con radiación y con aire acondicionado 56 Las gráficas 16 y 17 han servido para ilustrarnos la idea de que, aún con radiación, el sistema funciona e intenta que la temperatura interior siga a la temperatura de referencia (en la gráfica 16 no se enciende el aire acondicionado y la temperatura se eleva muchísimo, mientras que en la gráfica 17 el aire acondicionado se enciende y la temperatura interior intenta seguir a la de referencia, pero no llega por la radiación entrante en el vehículo). Pasaremos a representar un esquema de nuestro sistema actual para ver lo que está ocurriendo en los dos habitáculos del vehículo, con las siguientes condiciones de entrada: Para el habitáculo 1, la temperatura exterior es de 30 grados, la temperatura de referencia es de 18 grados, la temperatura del aire acondicionado es constante de 15 grados y la radiación es nula. Para el habitáculo 2, la temperatura exterior es de 30 grados, la temperatura de referencia es de 18 grados, la temperatura del aire acondicionado es constante de 15 grados y la radiación es de 100 J, que empieza actuar en el instante 8.000. Es decir, todos los valores de entrada son iguales excepto la radiación. Simulamos lo que ocurre dentro del coche mediante el siguiente sistema de Matlab: Imagen 11: Representación de los dos habitáculos del vehículo sin sensor solar Por un lado, nos encontramos el habitáculo 1. Nuestro controlador está sintonizado para ese habitáculo, en el que la radiación que le entra es nula. En este caso, nuestro controlador PID controlaría el sistema de forma adecuada, consiguiendo que la temperatura interior del coche siga a la temperatura de referencia, como se muestra en la siguiente gráfica: 57 Por otro lado, nos encontramos el habitáculo 2, en el que entrará radiación. Como hemos razonado anteriormente, al no estar el controlador sintonizado para estos datos de entrada con radiación, se verá como la temperatura interior no consigue seguir a la referencia. Esto lo podemos ver como una perturbación que hace que el sistema tarde mucho tiempo en actuar sobre ella y conseguir disminuir su efecto. Lo vemos en la siguiente simulación: Gráfica 18: Evolución temporal del habitáculo 1 (sin radiación) sin sensor solar Gráfica 19: Evolución temporal del habitáculo 2 (con radiación) sin sensor solar 64 9 ANEXO Se incluye el datasheet del sensor de radiacíon solar NANO-ISXX elegido para la consulta de todas sus características. NANO-ISSX Technical Specifications Page: 1 of 8 Version: 1.04 Solar MEMS Technologies S.L. CIF. B-91794131. Parque Científico y Tecnológico Cartuja’93 c/ Leonardo da Vinci 18, Tecnoincubadora Marie Curie, Planta 1, Modulo 2-41092 Sevilla, SPAIN Phone: +34-95-446 01 13 Fax: 34-95-446 01 13 E-Mail: [email protected] Solar MEMS Technologies S.L. Sun Sensor NANO-ISSX/c Technical Specifications Features Two orthogonal axes sun sensor Different fields of view version: 60,25,15 and 5 Low power consumption: 5 mW Wide operating voltage range: 3,3÷12 V Industrial temperature range: - 40° to 85°C Compact design: 18×18×3,85 mm (L×W×H) Low weight: < 5 g Surface mountable Applications Renewable energies Automotive Air conditioning systems Domotic applications Attitude control systems for vehicles Sun tracking NANO-ISSX sun sensor allows the measurement of the sun ray incident vector by providing its projection angles in orthogonal reference axes by means of a simple calculation procedure. The field of view is achieved by the geometrical dimensions of the design. Its compact pattern, ease integration and low power consumption, makes it a suitable tool for renewable energies or low cost intelligent sensing applications. NANO-ISSX is available in two formats: one designed for PCB surface mounting and one with a disconnectable type wire-to-board crimp style connector (NANO-ISSX-c). NANO-ISSX Technical Specifications Page: 2 of 8 Version: 1.04 Solar MEMS Technologies S.L. CIF. B-91794131. Parque Científico y Tecnológico Cartuja’93 c/ Leonardo da Vinci 18, Tecnoincubadora Marie Curie, Planta 1, Modulo 2-41092 Sevilla, SPAIN Phone: +34-95-446 01 13 Fax: 34-95-446 01 13 E-Mail: [email protected] 1. Specifications 1.1. General Specifications Parameter NANO-60 NANO-25 NANO-15 NANO-5 Unit Sensor type 2 axes 2 axes 2 axes 2 axes Orthogonal Field of view (FOV) 120x120 50x50 30x30 10x10 º Average consumption 5 5 5 5 mW Dimensions (L×W×H) 18×18×3,85 18×18×5,15 18×18×6,35 18×18×10,15 mm Weight <10 <10 <10 <10 g Table 1. General Specifications 1.2. Absolute maximum ratings Symbol Parameter Minimum value Maximum value Unit VDD Supply voltage 0 14 V TOP Operating temperature -40 85 ºC Table 2. Absolute maximum ratings 1.3. Recommended operating conditions Symbol Parameter Minimum value Maximum value Unit VDD Supply voltage 3 12 V Vr Supply voltage ripple 0 100 mVpp TOP Operating temperature -40 85 ºC Table 3. Recommended operation conditions NANO-ISSX Technical Specifications Page: 3 of 8 Version: 1.04 Solar MEMS Technologies S.L. CIF. B-91794131. Parque Científico y Tecnológico Cartuja’93 c/ Leonardo da Vinci 18, Tecnoincubadora Marie Curie, Planta 1, Modulo 2-41092 Sevilla, SPAIN Phone: +34-95-446 01 13 Fax: 34-95-446 01 13 E-Mail: [email protected] 2. Sun Sensor NANO-ISSX NANO-ISSX measures the incidence angles of a sun ray based on a quadrant photodetector device. The sunlight is guided to the detector through a window above the sensor. Depending on the angle of incidence, the sunlight induces photocurrents in the four quadrants of the detector. window sun ray microsensor and quadrants Fig 1. Microsensor of NANO-ISSX 2.1. NANO-ISSX parameters 2.1.1. Reference Axes Fig 2. Front view NANO-ISS60 reference system Fig 3. Isometric view NANO-ISS60 reference system Z axis is perpendicular to the sensor base plane. 2.1.2. Incident angle calculation The angle x and angle y specify the angular position of the incident sun ray inside the field of view of the NANO-ISSX sensor according to references given in Fig. 5. x y z Sun ray Angle y Angle x VPH3 VPH4VPH1 VPH2 x y Fig 4. Reference for angles calculation Axis X Axis Y Axis Z (perpendicular) Axis X Axis Y NANO-ISSX Technical Specifications Page: 4 of 8 Version: 1.04 Solar MEMS Technologies S.L. CIF. B-91794131. Parque Científico y Tecnológico Cartuja’93 c/ Leonardo da Vinci 18, Tecnoincubadora Marie Curie, Planta 1, Modulo 2-41092 Sevilla, SPAIN Phone: +34-95-446 01 13 Fax: 34-95-446 01 13 E-Mail: [email protected] Angles X and Y of the incidence ray can be obtained with a simple set of equations involving the four photodiode voltages generated by the sensor (VPH1, VPH2, VPH3,VPH4): 1 3 4PH PH X V V 2 1 2PH PH X V V 21 21 X XX FXX     X Angle X arctg C F 1 1 4PH PH Y V V 2 2 3PH PH Y V V 21 21 Y YY FYY     Y AngleY arctg C F Type Value NANO-ISS60 1,889 NANO-ISS25 0,477 NANO-ISS15 0,273 NANO-ISS5 0,125 Table 4. Values of the parameter C according to the type of sensor NANO-ISSX The accuracy of the measurements depends on the integration and the calibration processes. The NANO-ISSX sun sensors are not calibrated. NANO-ISSX Technical Specifications Page: 5 of 8 Version: 1.04 Solar MEMS Technologies S.L. CIF. B-91794131. Parque Científico y Tecnológico Cartuja’93 c/ Leonardo da Vinci 18, Tecnoincubadora Marie Curie, Planta 1, Modulo 2-41092 Sevilla, SPAIN Phone: +34-95-446 01 13 Fax: 34-95-446 01 13 E-Mail: [email protected] 3. Electrical interface Fig 5. NANO-ISSX pin configuration Pin Symbol Description 1 VPH3 Lower-right photodiode voltage (3) 2 VPH4 Upper-right photodiode voltage (4) 3 GND Ground 4 Vcc Power supply 5 VPH1 Upper-left photodiode voltage (1) 6 VPH2 Lower-left photodiode voltage (2) Table 5. Pin description NANO-ISSX Technical Specifications Page: 6 of 8 Version: 1.04 Solar MEMS Technologies S.L. CIF. B-91794131. Parque Científico y Tecnológico Cartuja’93 c/ Leonardo da Vinci 18, Tecnoincubadora Marie Curie, Planta 1, Modulo 2-41092 Sevilla, SPAIN Phone: +34-95-446 01 13 Fax: 34-95-446 01 13 E-Mail: [email protected] 4. Mechanical drawings 4.1. NANO-ISS60 Fig 6. Top view Fig 7. Bottom view Fig 8. Side view Fig 9. Recommended land pattern Notes: (a) Dimensions are in millimetres. (b) Tolerances are non-cumulative: ±0.05 mm for all centers. (c) The dimensions above should serve as a guideline. Contact Solar MEMS Technologies for details. Dimensions of NANO-ISS25, NANO-ISS15 and NANO-ISS5 versions are the same as NANO-ISS60 except height. See table 1. NANO-ISSX Technical Specifications Page: 7 of 8 Version: 1.04 Solar MEMS Technologies S.L. CIF. B-91794131. Parque Científico y Tecnológico Cartuja’93 c/ Leonardo da Vinci 18, Tecnoincubadora Marie Curie, Planta 1, Modulo 2-41092 Sevilla, SPAIN Phone: +34-95-446 01 13 Fax: 34-95-446 01 13 E-Mail: [email protected] 4.2. NANO-ISS60-c Fig 10. Top view Fig 11. Bottom view Fig 12. Side view Notes: (a) Dimensions are in millimetres. (b) Tolerances are non-cumulative: ±0.05 mm for all centers. (c) The dimensions above should serve as a guideline. Contact Solar MEMS Technologies for details. (d) SH connector supplied is wire-to-board 1 mm pinch crimp style. Dimensions of NANO-ISS25, NANO-ISS15 and NANO-ISS5 versions are the same as NANO-ISS60 except height. See table 1. NANO-ISSX Technical Specifications Page: 8 of 8 Version: 1.04 Solar MEMS Technologies S.L. CIF. B-91794131. Parque Científico y Tecnológico Cartuja’93 c/ Leonardo da Vinci 18, Tecnoincubadora Marie Curie, Planta 1, Modulo 2-41092 Sevilla, SPAIN Phone: +34-95-446 01 13 Fax: 34-95-446 01 13 E-Mail: [email protected] 5. Warranty Solar MEMS Technologies S.L. warrants the NANO-ISSX sun sensor to the original consumer purchaser any product that is determined to be defective for the following terms will be repaired, or replaced. The warranty is one year from date of purchase. The product in question must be sent to Solar MEMS Technologies S.L. (address is shown below) within the warranty period and the original consumer purchaser must comply with the following conditions, to be eligible for repair or replacement under this warranty:  The product must not have been modified or altered in any way by an unauthorized source.  The product must have been installed in accordance with the installation instructions and the technical specifications. This limited warranty does not cover:  Damage due to improper installation;  Accidental or intentional damages;  Misuse, abuse, corrosion, or neglect;  Product impaired by severe conditions, such as excessive wind, ice, storms, lightning strikes or other natural occurrences;  Damage due to improper packaging on return shipment. Any and all labor charges for troubleshooting, removal or replacement of the product are not covered by this warranty and will not be honored by Solar MEMS Technologies S.L. Return shipping to Solar MEMS Technologies S.L. must be pre-paid by the original consumer purchaser. Solar MEMS Technologies S.L. will pay the normal return shipping charges to original consumer purchaser within the European Union countries only. Address of Solar MEMS Technologies S.L. Solar MEMS Technologies S.L. Parque Científico Tecnológico Cartuja 93. Tecnoincubadora Marie Curie. C/ Leonardo da Vinci 18, Planta 1, Módulo 2. C.P. 41092, Seville, Spain. E-mail: [email protected] Phone: (+34) 954 460 113 Solar MEMS has a system of quality and environment according to the ISO 9001 and ISO 14001 standards, provided by the certification company Applus CTC.