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Title:
HELMET HAVING AN INTEGRAL ELECTRONIC SAFETY SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/076325
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a helmet made up of an electronic control system, actuators and data-acquisition sensors capable of performing the following functions: 1. detecting fumes; 2. detecting impacts; 3. detecting extended periods without movement; 4. sending two-way messages to the outside; 5. automatically sending alarms — SOS, impacts, fumes, person motionless — to the outside; 6. actively locating the worker; 7. passively locating the worker; 8. vibrating and luminous warnings to the operator; and 9. luminous location when launching an SOS by means of "headlamp" LEDs.

Inventors:
GARCIA ROMERO DARIO (ES)
Application Number:
PCT/ES2012/000286
Publication Date:
May 30, 2013
Filing Date:
November 22, 2012
Export Citation:
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Assignee:
GARCIA ROMERO DARIO (ES)
International Classes:
A42B1/10; A42B3/04; A42B3/30; G08B21/02
Domestic Patent References:
WO2008108711A12008-09-12
WO2011018168A12011-02-17
Foreign References:
CN102228319A2011-11-02
CN201393590Y2010-02-03
US20090038056A12009-02-12
GB2459944A2009-11-18
DE3321790A11985-01-03
CN102236805A2011-11-09
US20030197608A12003-10-23
US5029293A1991-07-02
US20090322546A12009-12-31
US20030071766A12003-04-17
US20060119540A12006-06-08
EP2087802A22009-08-12
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Claims:
REIVINDICACIONES

Casco con sistema de seguridad electrónica integral que consiste en la unión de un sistema de control y gestión integral inteligente y 8 sistemas de seguridad compuestos por unos actuadores de comunicación con usuario, un sistema de localización activa y comunicaciones wifi con exterior, sistema de localización pasivo RFID y unos sistemas de adquisición de datos del entorno de trabajo (sensores de gases, impacto, movimiento).

Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicación 1 , caracterizado por contener dispositivo control principal inteligente vigilado, para el gobierno de todos los procesos, con las siguientes características:

a. Programa base ensamblador para microcontrolador (Pie), (altas velocidades de ejecución de programa).

b. Electrónica de control de consumo reducido

c. Protección watchdog por programa con conteo de pulsos de reloj en un determinado tiempo esperando evento generado, quedando asegurada la operatividad y seguridad del sistema. d. Encapsulado en resina de sistemas electrónicos y conexiones con periféricos en el interior del casco, para protección de inclemencias externas (polvo, humedad, agua, etc).

Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicación 1 , caracterizado por contener dispositivo de detección de gases integrado en la parte frontal para dar aviso al usuario y al exterior (cuarto de control) de la localización de gases nocivos en entorno de trabajo

Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicación 1 , caracterizado por contener dispositivo de detección de golpes (a usuario en la cabeza) mediante sistema electrónico de adquisición de datos, que valora la intensidad del mismo.

Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicación 1 , caracterizado por contener dispositivo de aviso en entornos ruidosos mediante códigos de vibración en la cabeza del usuario y códigos lumínicos externos en la parte frontal de la unidad, estos alertaran de comunicaciones o pondrán en sobre aviso de las alarmas al usuario.

Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicación 1 , caracterizado por contener dispositivo de detección de localización ACTIVA a tiempo real, mediante unidad wifi comunicada por medio de instalación de puntos de acceso y fibra óptica que posicionará a cada operario en el cuarto de control mediante software (motor de búsqueda y posicionamiento).

Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicación 1 , caracterizado por contener dispositivo de comunicación bidireccional (usuario <-> cuarto de control) con el exterior mediante mensajes de texto.

8. Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicación 1 , caracterizado por contener dispositivo de localización pasiva RFID. Este dispositivo dará la posición y nombre del usuario a las brigadas de rescate en caso de soterrado o percance prolongado, fuego, humo, etc. (no precisa energía eléctrica para su funcionamiento ni instalación de fibra óptica).

9. Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicación 1 , caracterizado por contener dispositivo de lanzamiento de SOS al exterior para rescate de usuario en apuros mediante la pulsación de un botón en el casco.

10. Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicación 1 , caracterizado por contener dispositivo de detección de movimiento que lanza un aviso al exterior si el operario permanece totalmente inmóvil durante un tiempo prefijado.

11. Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicación 1 , caracterizado por contener dispositivo sistema de faro compuesto por un led de alta luminosidad dispuesto en la parte superior de la unidad y que se enciende intermitente para mostrar a las brigadas de rescate (en la oscuridad de la mina) el casco alarmado tras una petición de S.O.S. al exterior

12. Casco con sistema de seguridad electrónica integral según reivindicaciones anteriores caracterizado por disponer de un sistema de hardware creado para contener un software de control integral con las siguientes funciones: a. Control integrado de gobierno de periféricos

b. Control de comunicaciones bidireccionales

c. Gestión y evaluación de alarmas detectadas por sensores d. Gestión de posicionamiento y comunicación con red

e. Gestión de sistemas interface de comunicación con usuario para avisos y/o alarmas

f. Gestión de gobierno y funcionamiento interno watchdog

Description:
DESCRIPCIÓN

Casco con sistema de seguridad electrónica integral Objeto de la invención

La presente invención se encuentra dentro del campo de técnicas de optimización de seguridad, localización y comunicación de operarios en minas o industrias.

Nuestro sistema se idea para hacer de un elemento de seguridad pasivo, como es el casco (indispensable tanto en la industria como en la minería), contenedor de una serie de sistemas que aporten los siguientes beneficios:

- Beneficios de seguridad, ya que contiene alarmas a control por: impacto en el casco, por calidad del aire defectuosa o por petición de S.O.S. del trabajador. - Con este dispositivo la atención seria inmediata, la localización del personal está registrada en todo momento desde el exterior y se podría realizar seguridad preventiva en sectores al tener constancias de alarmas por defecto de calidad de aire en todos los cascos. - Control de personal, ya que la unidad dispone de un sistema que localiza al usuario en el interior de la mina o industria, con lo que tenemos constancia de tiempos, recorridos, horarios, etc.

- Localización extrema, además de disponer de un sistema de localización con batería auxiliar, el casco está dotado para emitir su posición aun si se agotan todas las baterías (persona soterrada por tiempo elevado o inmensa cortina de humo o llamas).

Antecedentes de la invención

En la actualidad el sistema ideado formado por la suma de varios subsistemas no existe como tal, quizás se puedan encontrar algunos de estos subsistemas integrados en la invención por separado para localización y control de usuarios o detectores electrónicos de mano para detección de gases; no obstante estas aplicaciones en la actualidad, si se quisieran llevar por separado (el conjunto de sistemas que integramos en la invención), supondría el tener de 4 a 5 sistemas independientes, con alimentaciones autónomas, supondría alto coste e incomodidad a la hora de trabajar (multitud de aparatos) y con todo ello, no se llegaría a conseguir la mismas ventajas, ya que al carecer del sistema electrónico que integra y gobierna los elementos de adquisición de datos, no se podría realizar funciones como: - Función de lanzar una alarma automáticamente al exterior si se procede una detección de gases, un golpe en el casco o una petición de S.O.S. del trabajador. - Aviso por medio leds de visera y vibración en la cabeza del operario tras un mensaje del exterior o una alarma de gases (si el operario se encuentra en un entorno ruidoso puede no oír el aviso de un detector de gases de mano o de cinturón) Descripción de la invención

El casco de seguridad electrónica integral inventado (1), se compone de los siguientes subsistemas: 1. Sistema de detección de impacto

Si se produce un impacto sobre la envolvente del casco se captara la vibración por el sensor (golpe en el casco), esta señal se detectara por el sistema de control, se evaluara en intensidad y si es suficientemente grande, se conectara el vibrador (vibración continua) y los leds de la visera para poner en sobre aviso al usuario (pre alarma), si este no cancela mediante el pulsador antes de 6 segundos (pulsación de más de 2 seg.), el sistema lanza al exterior la alarma de S.O.S. (Cuarto de control situado en el exterior) 2. Sistema de detección de gases

Si el sensor de gases detecta aire contaminado, el sistema de control notificará al usuario mediante el funcionamiento del vibrador de cabeza (vibraciones corta, larga, corta...) y los leds de la visera, la unidad de control se puede programar para que se lance una alarma fuera tras emitir el preaviso al operario y siempre que este no cancele el envío mediante la pulsación del pulsador, no obstante los leds de la visera siempre señalaran gases hasta que estos desaparezcan y la atmosfera vuelva a ser adecuada. 3. Sistema de localización v gestión de comunicación activa

El sistema tiene varios sistemas de localización y gestión de comunicación encapsulados en la unidad de comunicaciones extraible: Localización activa:

El sistema contiene un emisor wifi que conecta con puntos de acceso instalados en mina mediante fibra óptica y comunica a un software exterior la posición actual dentro de la propiedad (mina, industria, etc.), de este modo mediante la red sabremos la localización de cada trabajador (a tiempo real) y podremos obtener históricos laborales de movimientos en días, meses, etc. podremos estudiar eficiencia en trabajos o saber ante un percance (incidente o accidente) donde están los usuarios, que trabajadores se pueden haber visto implicados, etc. Comunicación activa:

Mediante un sistema de comunicación tipo SMS con mensajes prefijados podremos comunicar (mediante los pulsadores del modulo extraíble) con el centro de control exterior, o bien recibir instrucciones del mismo, un mensaje con una instrucción se podrá enviar a un solo operario, a un grupo de operarios o a todos los operarios de la mina.

Este sistema hace posible la evacuación de la mina ante una emergencia con un solo mensaje enviado a todos los operarios.

4. Sistema de localización pasiva (26)

Este sistema de seguridad RFID con el que se ha dotado al casco da un respaldo notable para los incidentes o accidentes en los que el tiempo se dilate.

Debido a que las baterías tanto de la fuente principal (lámpara), como la secundaria (del sistema de localización activo) se pueden agotar si se utilizan por un periodo largo de tiempo (se quedan atrapados mineros en una galería), se tiene en el casco un sistema de localización pasivo, esto es, sistema que no precisa energía eléctrica para funcionar, con lo que este sistema siempre emitiría el numero de usuario que esta y su posición al paso de un detector llevados por las brigadas de rescate. 5. Sistema de control (14)

Este sistema (14) situado en el medio del casco y bajo una pasta (3) que lo aisla del polvo y el agua, es el que controla toda la electrónica de sensores (4) y (17), gobierna los actuadores (18), (19), (20), (2) y gestiona la unidad de localización y gestión de comunicación activa del casco.

Ante la importancia de la alimentación y buen funcionamiento de este sistema maestro y debido a que se trata de sistemas de seguridad, se le dota a esta electrónica de perro guardián de microprocesador, es decir mediante el parpadeo cíclico del led verde de la visera, el sistema nos mostrara que tiene alimentación de la lámpara y que el micro está funcionando según su programa maestro de test cíclico (no se encuentra colgado).

En cuanto a la luz roja (20), se conecta al detectar alarmas o llamadas por vibración.

6. Sistema de aviso mediante vibración (2) Debido a que tanto en la industria como en la minería el ruido es elevado y a veces es imprescindible el uso de tapones o cascos para los oídos, nuestro sistema está dotado de un medio de comunicación (además de visual por leds (19), (20)) por vibración, gracias a un pequeño micro-motor descompensado (2) controlado por el microprocesador (14) y solidario a unas de las cintas interiores del casco (1), el usuario podrá alertarse incluso con ruido o mucha iluminación. 7. Envió de S.O.S voluntario

El operario podrá enviar (a voluntad) una señal de S.O.S. para ser auxiliado por la brigada de rescate, únicamente tendrá que tirar de la cinta situada en la parte trasera de la unidad y no anular el aviso durante el tiempo de prealarma de la unidad (10 segundos), tras este tiempo la unidad manda la señal al exterior.

El inventor de la presente solicitud realizó un primer prototipo del casco de acuerdo con lo descrito anteriormente, prototipo que fue probado tanto en mina a cielo abierto (Riotinto) como en mina subterránea (MATSA). Como consecuencia de dichas pruebas, se diseña posteriormente un segundo prototipo mejorado que, adicionalmente a los sistemas descritos, incluye dos sistemas de seguridad adicionales:

- un sistema de detección de persona inmóvil (para detectar un posible desvanecimiento del operario), y

- un sistema de posicionamiento lumínico o "faro" que señala en la oscuridad de la mina la posición de un casco cuya alarma ha saltado (es decir, que ha enviado una alarma SOS al exterior. Además, el segundo prototipo mejorado de casco incluye las siguientes modificaciones con relación al primer prototipo inicial: a) Cambio de localización de leds v pulsador Se cambia la ubicación de todos los dispositivos de la parte frontal del casco descritos anteriormente para evitar su deterioro por agua barro o golpes en los dispositivos del casco. En el segundo prototipo estos elementos se colocan debajo de la visera del mismo. b) Cambio de conector de alimentación principal

Para el conector principal de alimentación del sistema, en un principio se tenía un conector en la parte frontal tipo enchufe. En el segundo prototipo se coloca un conector tipo llave que hace la función de sustentación de lámpara y de conexión eléctrica entre ésta y el casco CESI. c) Supresión de cintas de extracción de cásete v cinta de envío de SOS (el SOS se envía mediante pulsación de botón)

Tras las pruebas se constata que se producen deterioros y enredos no deseados de las cintas, con lo que se opta por colocar el cásete en la parte delantera para facilitar su extracción sin necesidad de la cinta. En cuanto al envío de S.O.S. voluntario, se opta por programar en el botón (18) el envío del mismo, suprimiendo esta cinta de la unidad. d) Cambio de ubicación de cásete localización v comunicación activa

Para facilitar la extracción del cásete se cambia la colocación de éste en el casco disponiendo el porta cásete que lo aloja en la parte delantera. e) Instalación de iluminación "FARO" en la parte superior del casco Se instala un sistema para la visualización de un casco alarmado por parte de la brigada de rescate. Este sistema consta de un led de alta luminosidad colocado en la parte superior del casco. Al lanzar una alarma al exterior, el sistema encenderá intermitentemente este led y el led rojo de la visera; de este modo el operario alarmado se podrá ver desde lejos en la oscuridad de la mina. f) Instalación de Sistema de detección de persona inmóvil

Tras las ejecuciones de pruebas se añade un nuevo sistema de seguridad basado en un detector de movimiento, este sistema alertara al cuarto de control (lanza una alarma automáticamente) si el operario permanece totalmente inmóvil por un periodo prefijado de tiempo.

En definitiva, el sistema de la invención presenta las siguientes ventajas:

Incrementa la seguridad personal. (avisos peticiones de S.O.S.)

Gracias a la unidad de alarma S.O.S., pulsando un botón el sistema de comunicación del casco transmitirá la alarma al exterior.

Gracias a un sistema de detección de impacto en la superficie del casco sería posible detectar en segundos un percance, con lo que el auxilio seria inmediato.

Gracias al sistema de detección de movimiento (28) del segundo prototipo, se detectaría un desfallecimiento del personal por gases u otra circunstancia y se enviaría una alarma automáticamente al cuarto de control exterior.

Gracias a un sistema de testeo de calidad del aire el operario tendrá constancia (por medio de un vibrador dispuesto en el casco) y los leds de este de que la zona no es segura (esta alarma también se puede programar para que se transmita al puesto de control exterior).

Dota al usuario de la posibilidad de envió y recepción de SMS (extrayendo una unidad contenida en el casco), dándole capacidad de comunicación.

Dota o incrementa la seguridad preventiva de la empresa (alarmas de calidad aire).

Gracias a los sensores de calidad del aire dispuestos en los cascos se tendrán alarmas en el exterior, con lo que el departamento de seguridad puede tomar decisiones como cerrar sectores, ventilarlos, etc. · Gracias a un sistema de iluminación de alta intensidad dispuesto en la parte superior de la unidad (27) según el segundo prototipo, un casco que ha lanzado un SOS al exterior, puede ser localizado desde lejos en la oscuridad de la mina por las brigadas de rescate (una vez que se lanza un SOS al exterior se enciende intermitente esta luz "faro" a la vez que la luz roja de la visera)

Dota a la empresa de la posibilidad de comunicación y control de personal en tiempo real. (localización, avisos mensajería SMS) Gracias al sistema de localización activo el dispositivo comunicará su posición al exterior (cuarto de control) en todo momento, con lo que se podrán realizar cálculos de eficiencia de personal o trabajos, controlar la labor de los empleados, tiempos, etc. El envió de SMS (extrayendo una unidad contenida en la parte delantera del casco en el segundo prototipo) dota de comunicación a la propiedad o su encargado con el o los operarios en tiempo real, que también pueden recibir avisos mediante led y sonido desde control. Mediante este sistema de comunicación (de alimentación independiente), se podría evacuar la mina tras un cese de energía eléctrica (por ejemplo por no tener ventilación principal activa) y solo se precisaría de un mensaje enviado a todos los usuarios. O al contrario, se podría comunicar que aun teniendo falta de alimentación en mina los sistemas de ventilación están activos. Gracias al sensor de movimiento del segundo prototipo, la empresa sabría si alguien se quita la unidad (el casco) en interior de la mina (poniéndose en peligro) o si el operario sufre somnolencia. · Dota al usuario de un sistema para su localización extrema en periodo largo, fuego, humo, etc. (en caso de siniestro)

Gracias al sistema pasivo de localización RFID, será posible encontrar un usuario que se encuentre (por ejemplo) soterrado en poca profundidad por largo tiempo. Es decir, en primera instancia, el sistema activo marcaría su posición (en caso de que el sistema de fibra externo se encuentre operativo), pero al agotarse las dos baterías de las que dispone (batería lámpara y batería reserva) dejaría de emitirla. A partir de ese momento, el usuario se podría localizar (por tiempo indefinido) gracias al sistema pasivo que contiene. Este sistema se caracteriza por:

- No necesitar energía eléctrica para funcionar

- No necesitar el sistema de comunicaciones exterior de fibra óptica y puntos de acceso.

Descripción de las figuras

Fig.1 : Vista del casco desde abajo (interior de este), prototipo inicial.

Fig.2 Vista del casco desde abajo sin cintas de sujeción (se aprecia la electrónica), prototipo inicial.

Fig.3 Vista del perfil izquierdo del casco y detalles de correas traseras de S.O.S. y extracción de cásete de comunicación, prototipo inicial.

Fig.4 Vista del perfil derecho del casco, prototipo inicial.

Fig.5 Detalle de sistema de control principal sin la pasta de protección, prototipo inicial.

Fig.6 Detalle de sistema porta cásete de comunicación y localización activa, prototipo inicial. Fig.7 Detalle de extracción de cásete para comunicación SMS, prototipo inicial.

Fig.8 Detalle de sistema cásete de comunicación y localización activa Fig.9 Vista del casco desde abajo (interior de este) , prototipo final modificado tras las pruebas en mina. Fig.10 Vista del casco desde abajo sin cintas de sujeción (se aprecia la electrónica), prototipo final modificado tras las pruebas en mina.

Fig.1 1 Vista del perfil izquierdo del casco, prototipo final modificado tras las pruebas en mina.

Fig.12 Vista del perfil derecho del casco, prototipo final modificado tras las pruebas en mina. Fig.13 Detalle de sistema de control principal sin la pasta de protección, prototipo final modificado tras las pruebas en mina.

Fig.14 Detalle de sistema porta cásete de comunicación y localización activa, prototipo final modificado tras las pruebas en mina.

Modo de realización preferente

Se describen a continuación dos ejemplos de casco de acuerdo con la invención, concretamente el prototipo inicialmente diseñado y el prototipo final modificado tras las pruebas en mina.

Antes de comenzar la descripción, se enumeran los sistemas o elementos utilizados en la presente invención: (1) Casco de seguridad electrónica integral

(2) Sistema de aviso por vibración

(3) Pasta aislante de polvo y agua

(4) Sensor de impacto

(5) Modulo cásete de comunicación y posicionamiento activo

(6) Porta cásete alojador de modulo activo con conexión a sistema de control principal

(7) Anillo de fijación para cinta de S.O.S (al tirar de esta se activa señal S.O.S.) , prototipo inicial.

(8) Pestañas de anclaje de modulo de comunicación activa en porta cásete (9) Presión hacia detrás para liberar el modulo de comunicación activa

(10) Cinta de extracción de modulo de comunicación activa del porta cásete, prototipo inicial.

(1 1) Cinta de comunicación de alarma S.O.S, prototipo inicial.

(12) Tirar hacia debajo de la cinta para extraer el modulo de comunicación activa

(13) Tirar hacia abajo para activar una alarma S.O.S. , prototipo inicial.

(14) Modulo de control principal de sistemas

(15) Conductores de conexión de alimentación y periféricos

(16) Conector de alimentación de batería principal (batería de lámpara), en prototipo final es de tipo llave (se conecta al colocar la lámpara en el casco) (17) Sensor de medición de calidad del aire (detección de contaminantes en el aire)

(18) Pulsador de reseteado de alarmas y lanzamiento de SOS (en prototipo final)

(19) Led verde (perro guardián, muestra los tés OK del sistema)

(20) Led rojo de aviso de alarma o llamada

(21) Botón pulsador con dos opciones para envió de SMS de la unidad de comunicación activa

(22) Botón pulsador con dos opciones para envió de SMS de la unidad de comunicación activa

(23) Botón de menú de la unidad de comunicación activa

(24) Pantalla display led para visualización de SMS

(25) Conector para comunicación con sistema de control principal

(26) Sistema de localización pasivo

(27) Led de alta luminosidad de aviso a brigada de rescate Taro", prototipo final

(28) Sensor de movimiento de dos ejes, prototipo final

A continuación, se describen las realizaciones preferentes de las figuras. Como se ha comentado, las figuras 1-7 corresponden al prototipo inicial del casco, mientras que las figuras 9-14 corresponden al prototipo final tras las pruebas realizadas en mina. Se describe en primer lugar el prototipo inicial: Sistema de detección de impacto (4)

Si se produce un impacto sobre la envolvente del casco se captará la vibración por el sensor (4), esta señal se detectara por el sistema de control (4), se evaluara en intensidad y si es suficientemente grande, se conectara los leds de la visera y el vibrador (vibración continua) para poner en sobre aviso al usuario (pre alarma), si este no cancela mediante el pulsador (18) antes de 6 segundos (pulsación de más de 2 seg.), el sistema lanza a el punto de acceso más cercano el aviso de alarma de impacto, el AP que recoge la instalación lo transmite a la red de fibra óptica de bajo mina y esta lo transporta al exterior hasta llegar al cuarto de control, en el PC del cuarto de control observaran que el dispositivo numero 1256 (por ejemplo) ha detectado una alarma de impacto no reseteada por el usuario, el cuarto de control tendrá su situación actual exacta y podrá mandar a los equipos de rescate.

Sistema de detección de gases (17)

Si el sensor (17) detecta aire contaminado, el sistema de control notificará al usuario mediante el funcionamiento del vibrador de cabeza (vibraciones corta, larga, corta...) y la intermitencia cíclica de los leds rojo verde de la visera (pre alarma), la unidad se puede programar para que si la circunstancia persiste el sistema lance el aviso de alarma de gases (aire contaminado) al cuarto de control exterior, el AP que recoge la señal la transmite a la red de fibra óptica de bajo mina y esta lo transporta al exterior hasta llegar al cuarto de control. En el PC del cuarto de control observaran que el dispositivo numero 1256 (por ejemplo) ha detectado una alarma de gases no reseteada por el usuario, el cuarto de control tendrá su situación actual exacta y podrá actuar en consecuencia.

Nota: Si la unidad detecta gases no esta preprogramada para enviar aviso a exterior, avisara al operario mediante los leds de la visera siempre que la atmosfera no sea adecuada (para que se ponga la mascarilla), es decir no se puede anular este aviso que solo cesara cuando el sensor detecte una atmosfera no perjudicial

El usuario también podrá comunicar con el cuarto de control (mediante un mensaje con la unidad (5) contenida en el casco), tras resetear la alarma, informando que su unidad electrónica ha detectado gases en la zona de trabajo.

Sistema de localización v gestión de comunicación activa (5)

El sistema tiene varios dispositivos de localización y gestión de comunicación encapsulados en la unidad (5):

Localización activa:

El sistema contiene un emisor wifi (5) mediante el cual comunica con los APs de la instalación de bajo mina, estos serán los encargados de enlazar los paquetes recibidos con el software exterior situado en el cuarto de control, Nuestro dispositivo comunica así la posición actual a tiempo real, de este modo, sabremos la localización de cada trabajador y podremos saber ante un percance (incidente o accidente) donde están los usuarios, que trabajadores se pueden haber visto implicados, etc. u obtener históricos laborales de movimientos en días, meses, etc., estudiar eficiencia en trabajos, etc.

Comunicación activa:

Mediante un sistema de comunicación tipo SMS contenido en el cásete (5) del casco y utilizando la tecnología wifi descrita anteriormente los operarios y cuarto de control podrán comunicarse mediante envío de mensajes de texto, podremos de este modo (mediante los pulsadores (21), (22), (23) del modulo (5)) comunicar con el centro de control exterior, o bien recibir instrucciones del mismo de la siguiente forma: ·/ El Sistema de control del casco recepciona el mensaje y emite un sonido a la vez que avisa mediante vibración (2) (vibraciones cortas) y leds al usuario. El operario saca la unidad de comunicación contenida en el alojamiento (6) tirando hacia detrás de la pestaña (8) (sentido de la flecha (9)), y a su vez tirando de la cinta de extracción de cásete (10) o de este (sentido de la flecha (12), con el cásete en la mano (este continua funcionando por tener batería auxiliar), leeremos el mensaje en una pantalla y contestaremos al mismo mediante los pulsadores (21),(22). (23).

s Una vez termina la comunicación, el operario no tendrá más que insertar de nuevo en el porta cásete del casco la unidad. Para ello se colocara y deslizará hacia dentro en el porta cásete (al llegar al final esta se queda conectada al casco y anclada).

Ejemplo:

Tras la caída de un rayo (por ejemplo) y quedarse la subestación apagada, la mina se encuentra sin energía eléctrica, no se tienen comunicaciones por radio, solo la fibra óptica (que precisa muy poco consumo) funciona con los generadores de emergencia con lo que se posibilita la comunicación por los dispositivos CESI:

Cuarto de control manda un mensaje de texto a todos los usuarios para comunicarles la situación y ordena la salida ordenada de los operarios por no tener ventilación principal activa

Cada operario sacará la unidad de comunicación contenida en el alojamiento (6) tirando hacia detrás de la pestaña (8) (sentido de la flecha (9)), y a su vez tirando de la cinta o el cásete (10) (sentido de la flecha (12), con el cásete en la mano (este continua funcionando por tener batería auxiliar), leeremos el mensaje en una pantalla y contestaremos al mismo mediante los pulsadores (21), (22), (23).

En el cuarto de control aparecerá un mensaje emergente diciendo que el operario 5869 (por ejemplo) ha recibido el mensaje

Una vez termina la comunicación, el operario no tendrá más que insertar de nuevo en el porta cásete del casco la unidad. Y cumplirá con la instrucción dada.

Sistema de localización pasiva (26)

Este sistema de seguridad RFID dispuesto en cada unidad CESI se conforma por un micro dispositivo de frecuencia ultra alta con antena de aluminio. Sus características principales son las siguientes: Parámetro técnico

Frecuencia portadora 860MHz - 960MHz

Protocolo de comunicación ISO18000-6C (GEN de la clase 1 del EPC 2)

Capacidad de datos 96bit/512bit

Retención de los datos 10 años

Borrar-Escriba 1000,000times

Material de la encapsulación PET+AL

Dimensión de la encapsulación Modificado para requisitos particulares

Temperatura de funcionamiento - 30°O+50°C

Temperatura de almacenaje - 40 e C~+eO e C

Estos dispositivos serán detectados por las brigadas de rescate mediante una antena con alimentación independiente suministrada por medio de baterías. Esta antena no tendrá cable alguno y se conectara vía wifi a un PC portátil, en el cual se registrarán los dispositivos (operarios) localizados frontalmente por la misma. Con este sistema de seguridad, se ha dotado al casco de un respaldo notable para los incidentes o accidentes en los que el tiempo se dilate, por ejemplo enterramientos de personas por tiempo superior al estimado de vida de las baterías, gases que impidan la visión (humos) o fuegos que destruyan las instalaciones de comunicaciones en mina.

Debido a que las baterías tanto de la fuente principal (lámpara), como la secundaria (del sistema de localización activo) se pueden agotar si se utilizan por un periodo largo de tiempo (se quedan atrapados mineros en una galería), se tiene en el casco un sistema de localización pasivo, esto es, sistema que no precisa energía eléctrica para funcionar ni instalación de comunicaciones exterior, con lo que este sistema siempre emitiría el numero de usuario y su posición al paso de un detector llevados por los cuerpos de rescate. También en un incendio, en el que la fibra óptica se vea afectada y se dude si se tienen tras las llamas o humos a operarios, la brigada de rescate podría testear si existen unidades y de quienes se trata.

Como se ha comentado, el prototipo inicial que se ha descrito fue mejorado tras la realización de pruebas en mina abierta y cerrada. A continuación, se describen las modificaciones que incluye el prototipo final.

1. Cambio de localización de leds v pulsador Para evitar el deterioro por agua barro o golpes en los dispositivos del casco leds, interruptor y sensor de gases (17,18, 19,20) ( figura 3 y figura 4), en el prototipo final se disponen según la figura 9 y figura 10, además para el caso de los dos leds (19 y 20) se instala un microled de dos colores SMD en vez de dos leds separados.

2. Cambio de conector de alimentación principal

El conector principal de alimentación (16) en un principio situado en la parte frontal del casco (figura 3), con este sistema las lámparas tenían que tener un cable con la hembra de dicho conector que se enchufaría tras colocar la lámpara.

Para evitar la modificación en las lámparas de mina, las conexiones externas propensas a suciedad, etc. Se dota a la unidad cesi del mismo conector que tienen los cargadores de las lámparas, es decir que al colocar la lámpara sobre el casco, este quedara totalmente conectado eléctricamente mediante un conector tipo llave figura 11 y 12

Conexión:

• Se conecta al colocar la lámpara sobre el casco, tras introducir la lámpara en un perno tipo llave y girar la misma 90°, en la parte final quedara el contacto cerrado y se conectara la lámpara a la unidad

C.E.S.I.

Ventajas:

• Se suprime la necesidad de cables auxiliares, modificaciones en lámparas y conectores independientes.

· Con la colocación de la lámpara en el casco se conecta automáticamente de manera segura y con conexión robusta.

3. Supresión de cintas de extracción de cásete v cinta de envío de SOS (el SOS se envía mediante pulsación de botón)

Las cintas (10 y 11), (figura 7) dispuestas para la extracción del cásete (5) y para el lanzamiento de S.O.S. voluntario, se suprimen. Este cambio es debido al posible enganche y deterioro de las mismas.

La cinta (10) de extracción de cásete (figura 7) se suprime y la unidad de comunicación es recolocada en la parte delantera del casco. El prototipo final queda según las figuras 9 o 10, donde se muestra la situación en la parte delantera del casette (5) y su portacasette (6).

La cinta (1 1) destinada para lanzamiento de S.O.S se suprime y se programa la unidad para que el lanzamiento de alarma voluntaria S.O.S se realice mediante la pulsación del interruptor (18) situado según la (figura 9 o 10).

4. Cambio de ubicación de cásete localización v comunicación activa Para facilitar la extracción del cásete (5) localizado con anterioridad en la parte trasera del casco según (la figura 2) se cambia la colocación de este quedando en el prototipo final en la parte frontal según la (figura 9 o 10) 5. Instalación de iluminación "FARO" en la parte superior del casco

Se instala un sistema para la visualización de un casco alarmado por parte de la brigada de rescate. Para que la unidad alarmada se vea desde lejos en la oscuridad de la mina y la localización por parte de la brigada de rescate (que acude ante una alarma) sea inmediata, se instala una luz led (27) de alta luminosidad en la parte superior del casco (figura 11 y 12), de este modo al lanzar una alarma al exterior el sistema encenderá intermitentemente este led y el led rojo de la visera (20) (figura 9) (parte inferior de la visera), por si el operario y su unidad se encontraran desmayados (con el led casco boca abajo).

6. Instalación de Sistema de detección de persona inmóvil Se dota al casco de un detector de movimiento (28) dispuesto según la figura 13. Si se produce inmovilidad total por un tiempo definido mayor de 36 segundos, se produce una pre-alarma de vigilancia intensiva del microprocesador (se encenderá un micro led rojo en la placa de control), tras ello si la inmovilidad persiste al llegar al minuto se lanza una segunda pre- alarma a la visera parpadeando un led rojo durante 10 segundos y activando el vibrador, si el operario no anula el aviso en este tiempo (mediante el pulsador (18) de la visera) el sistema lanza un S.O.S al exterior, tras este lanzamiento se encenderá de forma intermitente la luz "faro" roja de la parte posterior y la luz roja de la visera.

Si el operario dejara de moverse por padecer un infarto o desmallo (por ejemplo), el sistema de control lo detectaría y tras un preaviso a este (en caso que no se anule la prealarma mediante la pulsación del interruptor (18) por estar inconsciente), este lanzaría automáticamente un SOS a cuarto de control exterior. El cuarto de control tras recibir el S.O.S. mandaría a rescatar al operario.