Aula Tecnológica TECNALIA en la EIB TECNALIA Teknologia

AulaTecnológicaTECNALIAenlaEIBTECNALIATeknologiaGela,BIE

Presentacióncurso2021-2022

6deOctubrede2021–SaladeConferenciasdelaEIB,AlamedadeUrquijos/n.Bilbao2020koUrriaren6a-BIEkoHitzaldiAretoa,UrquijoZumarkaleaz.g.Bilbo

La información sobre los proyectos propuestos está disponible en la página web de la Escuela. https://www.ehu.eus/es/web/ingeniaritza-bilbo/enpresa-gelen-proiektuen-aurkezpena

PropuestadeProyectoAulaTECNALIA2021-2022

16/7/2021 1

Validaciónexperimentaldelcomportamientodeuntransformadordecalorporabsorciónconcaudalesexternosvariables

AULATECNALIAENLAUPVDENOMINACIÓNCOMPLETADELPROYECTOCaracterización experimental del comportamiento de un transformador de calor por absorción con caudales externos variables, análisis de resultados y comparación de los mismos con modelos analíticos.TUTORENTECNALIAJosé Luis Corrales Ciganda

DEPARTAMENTOyTUTORENLAUPVDepartamento: MÁQUINAS Y MOTORES TÉRMICOS Tutor/a: IvánFloresAbascal PERFILDEL/ACANDIDATO/APreferiblemente:MásterenIngenieríaindustrial–especialidadtecnologíasenergéticas

IdiomasInglésOtrosconocimientos

• Conocimientos básicos de programación (preferiblemente experiencia con Python) • Capacidades Office y manejo de base de datos • Dominio de los fundamentos de la termodinámica y la transferencia de calor y masa • Capacidad analítica

DESCRIPCIÓNDELPROYECTOEl objetivo del proyecto es la caracterización de una bomba de calor de absorción activada térmicamente, también conocida como transformador de calor. Este tipo de bombas de calor se emplea principalmente para la recuperación de calor residual de procesos industrial y la revalorización al elevar mediante un ciclo de absorción de una solución salina de bromuro de litio y agua el nivel de temperatura del calor recuperado. Bajo la supervisión equipo del Laboratorio de Tecnalia Azpeitia se realizarán ensayos del prototipo siguiendo un plan a definir con el objetivo de obtener la caracterización del equipo con caudales variables de los fluidos caloportadores de los circuitos externos que aportan el calor, lo distribuyen y los disipan. El sistema de adquisición y control del banco de ensayos deberá ajustarse para obtener los resultados experimentales con una incertidumbre de medida aceptable. Todos los resultados deberán analizarse para evaluar la plausibilidad de los resultados obtenidos desde un punto de vista energético. Los resultados obtenidos deberán compararse con modelos generados por simulaciones previamente realizadas y explicar las desviaciones obtenidas. Tareas:

• Realización de ensayos del prototipo de transformador de calor en el banco de ensayos existente • Adaptación del sistema de adquisición de datos y control del banco de ensayos a los ensayos a realizar • Adaptación de la herramienta de análisis de datos desarrollada en Python a los datos obtenidos con el banco

de ensayo • Ensayo y caracterización de la capacidad y eficiencia térmica del prototipo a caudales variables y distintas

temperaturas de funcionamiento• Comparación de los resultados obtenidos experimentalmente con los valores previstos por modelos

termodinámicos

Medios necesarios: • Capacidad de desplazamiento a las instalaciones de Tecnalia Azpeitia • Los softwares necesarios estarán a cargo de Tecnalia (EES, etc.).


16/7/2021 1

DiseñodesistemadedisipacióneléctricadegeneradoresasíncronosarrastradosporexpansordesistemaORC

AULATECNALIAENLAUPVDENOMINACIÓNCOMPLETADELPROYECTODiseño, desarrollo e implementación de un sistema de disipación eléctrica de la energía eléctrica generada por los generadores asíncronos arrastrados por los expansores de la bancada de ORC instalada en Tecnalia (Azpeitia).

TUTORENTECNALIAXabier Peña

DEPARTAMENTOyTUTORENLAUPVDepartamento: Tecnología Electrónica Tutor/a: Iñigo Martínez de Alegría PERFILDEL/ACANDIDATO/APreferiblemente:MásterenIngenieríaindustrialodetelecomunicaciones–especialidadelectrónica/ingenieríaeléctrica


• Conocimientos básicos de programación (preferiblemente experiencia con Matlab/Simulink, PSIM) • Capacidades Office y manejo de base de datos • Conocimiento de los fundamentos de electrónica de potencia • Capacidad analítica

DESCRIPCIÓNDELPROYECTOEl objetivo del proyecto es el diseño, desarrollo e implementación de un sistema de disipación eléctrica de la energía eléctrica generada por los generadores asíncronos arrastrados por los expansores de la bancada de ORC instalada en Tecnalia (Azpeitia). Dicha bancada consta de 2 expansores de tipo scroll que arrastran cada uno de ellos un generador de tipo asíncrono. Se ha de disipar la energía eléctrica generada por dichos generadores para caracterizar el comportamiento de la unidad ORC. Esto implica que se ha de dimensionar el sistema de disipación mediante resistencias eléctricas, así como el sistema de gestión y control de los generadores. Lo que implica aspectos relativos al dimensionamiento de los componentes y la programación del sistema de gestión de los generadores asíncronos, monitorización y control. Tareas:

• Dimensionamiento del sistema de disipación térmica necesario• Diseño de la estructura del software de gestión electrónico de los generadores asíncronos• Diseño del sistema de monitorización de generación y demanda eléctrica• Implementación del sistema y ensayo en banco de pruebas de Azpeitia

Medios necesarios:

• Capacidad de desplazamiento a las instalaciones de Tecnalia Azpeitia • Los softwares necesarios estarán a cargo de Tecnalia y del Dpto. de la UPV/EHU.


21/07/2021 1

ESTUDIOPROSPECTIVODELADESCARBONIZACIÓNDELAINDUSTRIAVASCAMEDIANTETECNOLOGÍASDEHIDRÓGENO

AULATECNALIAENLAUPVDENOMINACIÓNCOMPLETADELPROYECTOESTUDIO PROSPECTIVO DE LA DESCARBONIZACIÓN DE LA INDUSTRIA VASCA MEDIANTE TECNOLOGÍAS DE HIDRÓGENO TUTORENTECNALIADiego García Gusano

DEPARTAMENTOyTUTORENLAUPVDepartamento: SUPREN (Ingeniería Química) Tutor/a: Victoria Laura Barrio Cagigal (Profesora titular) PERFILDEL/ACANDIDATO/APreferiblemente:MásterenIngenieríaindustrial–especialidadtecnologíasenergéticasoingenieríaquímicaIdiomasInglésOtrosconocimientos

• Tecnologíasdehidrógeno• Sistemasenergéticos• Energíaenindustria• Recursosenergéticos• Capacidadanalítica

DESCRIPCIÓNDELPROYECTOEl objetivo de la práctica será el de evaluar el sector industrial de Euskadi desde un punto de vista energético y de emisiones de gases de efecto invernadero, GEI, al tiempo que se analizan posibles soluciones tecnológicas basadas en el hidrógeno para su aplicación en las diferentes sub-industrias de Euskadi. Así, partiendo de un análisis sectorial general, se irán identificando nichos de prioridad para las diversas soluciones de aplicación del hidrógeno dentro de cada subsector. Por ejemplo, se analizará la aplicación de tecnologías de hidrógeno en la descarbonización de la producción de acero de Euskadi mediante reducción directa como una potencial opción de futuro. De igual modo, se analizarán otras industrias donde el hidrógeno podría jugar un papel relevante como son la química-petroquímica, la cementera, la papelera, etc. De dichos análisis se determinarán aquellos nichos prioritarios de despliegue de las tecnologías del hidrógeno en la industria vasca debido a su aplicabilidad, competitividad en costes e implicaciones en reducción de emisiones GEI y gasto energético. Con ello se procederá a modelar en un software de evaluación energética de escenarios prospectivos el comportamiento de dichas soluciones para el horizonte 2050. Finalmente, fruto de dicho modelado prospectivo se habrán de obtener conclusiones tecno-económicas y ambientales sobre los potenciales y oportunidades que suponen las diversas tecnologías del hidrógeno para su aplicación en la descarbonización de la industria vasca. Tareas:

• Análisis de las fuentes de información a escala de la CAPV para el sector industrial • Análisis de las demandas y tecnologías generación de hidrógeno en industria • Desarrollo de análisis de escenarios de demanda de hidrógeno a 2050 para la industria vasca • Modelización de escenarios futuros (2050) de demanda y producción de hidrógeno para la industria vasca

orientados a la descarbonización sectorial Medios necesarios:

• Ordenador portátil. • Los software necesarios estarán a cargo de Tecnalia (LEAP, etc.)


21/07/2021 1

CompetitividadderenovablesyalmacenamientodescentralizadoenelMixEléctrico:Prospectivaa2050

AULATECNALIAENLAUPVDENOMINACIÓNCOMPLETADELPROYECTOEnergíasrenovables,almacenamientodescentralizadoysuimpactoenelMixEléctrico:Prospectivaa2050TUTORENTECNALIAPatxi Hernandez Iñarra

DEPARTAMENTOyTUTORENLAUPVDepartamento: ENEDI Tutor/a: Alvaro Campos Celador PERFILDEL/ACANDIDATO/APreferiblemente:MásterenIngenieríaindustrial–especialidadtecnologíasenergéticasIdiomasInglésOtrosconocimientos

• Energíasrenovables• Tecnologíasalmacenamientotérmicoyeléctrico• Mercadoeléctrico• Análisisdedatos

DESCRIPCIÓNDELPROYECTOEn esta práctica se trata de evaluar, principalmente desde un punto de vista económico, la viabilidad de la descentralización de la generación renovable y el almacenamiento. Inicialmente se tratará de realizar escenarios de cómo va a evolucionar el mix eléctrico en España, como resultado de la integración de distintas tecnologías renovables (principalmente eólica y solar fotovoltaica), y de tecnologías de almacenamiento y gestión de la energía (centrales bombeo, baterías, hidrógeno). Se trabajará con modelos de simulación horaria del mix eléctrico nacional, partiendo de la situación actual (procesando los datos de Red Eléctrica Española) , y estudiando diferentes escenarios donde se consideren tanto variaciones en la demanda eléctrica (por ejemplo, con relación a la progresiva electrificación de la movilidad), como diferentes mixes de generación. Para definir los escenarios se partirá de los diferentes marcos y escenarios a nivel estatal , principalmente el PNIEC y la Ley de Cambio Climático y Transición Energética, así como la estrategia de almacenamiento energético y la Hoja de Ruta del Hidrógeno. Se utilizará el software ENERGYPLAN, para el que ya existen unos modelos básicos del mix energético y eléctrico en España, con escenarios a 2050 en los que se pueden evaluar la penetración horaria de las diferentes tecnologías. Una vez realizado este análisis “macro” de la evolución del sector , el análisis se centrará en cómo pueden competir en estos escenarios tecnologías para generación y almacenamiento descentralizado de energía, tanto a nivel de edificio como de distrito/barrio. El análisis se centrará en algunas tecnologías concretas, como por ejemplo producción fotovoltaica para autoconsumo con bombas de calor y almacenamiento térmico, para las que se hará un análisis horario de aplicación en un caso de estudio (edificio o barrio en Bilbao). A partir de ahí, se sacarán conclusiones acerca de la viabilidad económica de estos sistemas, en relación a las características del mix eléctrico en los diferentes escenarios analizados. Tareas:

- Recopilación datos del Mix Eléctrico de España - Escenarios de evolución del Mix a 2050 con la herramienta ENERGYPLAN - Evaluación económica de tecnologías de generación y almacenamiento descentralizado

Medios necesarios:

• Ordenador portátil. • Los software necesarios estarán a cargo de Tecnalia (ENERGYPLAN)


21/07/2021 1

MODELIZACIÓNHIDRODINÁMICAPARAENSAYOSAESCALADEENERGÍASMARINAS

AULATECNALIAENLAUPVDENOMINACIÓNCOMPLETADELPROYECTOModelización hidrodinámica para ensayos a escala de energías marinas TUTORENTECNALIAJoannes Berque Imanol Touzón

DEPARTAMENTOyTUTORENLAUPVDepartamento: Ingeniería Energética Tutor/a: Jesus Maria Blanco Ilzarbe PERFILDEL/ACANDIDATO/APreferiblemente:interésenlateoríadedinámicadefluidosyenlasenergíasrenovablesmarinas.


• Matlab

DESCRIPCIÓNDELPROYECTO Los ensayos en tanque de olas con modelos físicos siguen siendo una etapa crítica y costosa en el diseño deestructurasmarinas. Para nuevos conceptos en energías renovablesmarinas, el coste de estos ensayos es unabarreradifícildefranquear,y,portanto,unfrenoimportantealainnovaciónylamejoradecompetitividad.

En los últimos meses, TECNALIA ha ideado una solución que potencialmente podría abaratar esos ensayos demanerainnovadora(solución“wavebox”).Setratadereproducirelcampocinemáticodelasolasenunfluidodeuna manera novedosa. Aspectos críticos a evaluar en esta solución incluyen la previsión de la calidad de lareproducción del campo cinemático de olas reales, y la evaluación del grado de realismo de las fuerzashidrodinámicasqueresultaríanenuncuerpoflotandoenestecampo.

Unaparteimportantedeestaevaluaciónconsisteenresolverlasecuacionesdemovimientoparaunfluidoenuncontenedor en aceleración, así como sumodelizaciónnumérica. El proyectopretende avanzar enunoo ambosaspectos. Tareas:

• Estado del arte de ensayos hidrodinámicos, orientado al escalado enmodelizar el comportamiento deestructurasenuncampodeoleaje

• Estudio de la cinemática de un campo de oleaje marino, resumen de los aspectos de relevancia a sureproducciónparaensayos

• IncorporacióndefuerzasinercialesparalasecuacionesdeNavier-Stokesenunfluidoenuncontenedoryunreferencialenaceleración.Evaluacióndeesasfuerzasenelcasoconcretodemodelizaruncampodeolarealistaenun“wavebox”dedimensionesreducidas.

• Flujosdeenergíaen los límites: fuentesy sumiderosdeenergíaen los límitesdel fluidoa travésdeuncicloderotación.Presupuestoenergéticodelfluido,enelreferencialdeGalileo(inercial)yeldelacajaen


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rotación. Evaluación de los efectos de la viscosidad y de la generación y disipación de vorticidad en elfluido.

• Propagaciónenergéticaenelfluido:derivacióndelaecuacióndedispersióndeondasgravito-capilaresenel referencial en rotación, con enfoqueen las frecuencias de rotaciones y dimensionesdel “wavebox”.Cálculodelosflujosenelfluidodelaenergíacinética,depotencialdegravedadydetensióndesuperficieen el referencial de Galileo y el en aceleración. El trabajo podría empezar con la formulación en unreferencialenaceleracióndelasecuacionesdeltransportedeenergíaderivadasporTulin(2007).

• Evaluacióndelaexcitacióndemodosdeagitacióndelasuperficielibre(gravedadygravedad-capilaridad),con enfoque en las dimensiones para aplicaciones amercados específicos de ensayos hidrodinámicos.Dimensionesysolucionesparaminimizarlaexcitacióndeestosmodos.

• Modelizaciónnuméricaconelementosfinitos.Segúnlosresultadosdelastareasprecedente,incorporarono las fuerzas capilares. Aspectos interesantes incluyen comparar la formulación Euleriana y laLagrangiana,enunreferencialgalileanoyelaceleradodel“wavebox”.

• Enfuncióndelgradodeavance,diseño,construcciónyensayosdeunprototipoaescalla1/100(~10cm),empleandoArduinooequivalente


21/07/2021 1

CiberseguridadenlasRedesEléctricas.AseguramientodelaSeguridad.AULATECNALIAENLAUPVDENOMINACIÓNCOMPLETADELPROYECTOCiberseguridad en las Redes Eléctricas. Auditoría continua de ciberseguridad en los equipos electrónicos. TUTORENTECNALIAIñaki Angulo

DEPARTAMENTOyTUTORENLAUPVDepartamento: Ingeniería Telemática Tutor/a: Eduardo Jacob PERFILDEL/ACANDIDATO/APreferiblemente:MásterenIngenieríadeTelecomunicaciones


• Conocimientos básicos de ciberseguridad DESCRIPCIÓNDELPROYECTOCon la aparición de nuevas vulnerabilidades cada vez se hace más necesario realizar auditorías continuas para tratar de garantizar que los equipos electrónicos utilizados en los entornos industriales cumplen con los requisitos definidos por las políticas de ciberseguridad de las empresas. Las auditorías continuas son una herramienta muy interesante ya que aportan una visión global del estado de la ciberseguridad de la infraestructura de una empresa para hacer frente a vulnerabilidades existentes y futuras que puedan ir apareciendo. El organismo americano NIST (National Institute of Standards and Technology) ha elaborado un conjunto de estándares, denominados SCAP orientados a facilitar el desarrollo de mecanismos automáticos de aseguramiento de la seguridad de los equipos y sistemas. Se trata de un conjunto de especificaciones para expresar y manipular información relacionada con la seguridad sobre fallos y configuraciones, de una forma estandarizada. Por otra parte, el CIS (Center for Internet Security) ha elaborado un conjunto de guías donde se recogen los requisitos de ciberseguridad aplicables a varios tipos de componentes software, así como los procedimientos para realizar la auditoría de su cumplimiento. Las guías del CIS, como se ha mencionado, describen los requisitos de ciberseguridad para una gran variedad de componentes software que pueden ir instalados en los equipos tales como sistemas operativos, bases de datos, servidores de aplicaciones o servidores web entre otros. Las auditorías basadas en las guías del CIS tratan de verificar que, por ejemplo, en los equipos no existan particiones o componentes software innecesarios o con problemas de seguridad, o que los componentes de software están debidamente configurados. El objetivo del proyecto es conocer los estándares SCAP y las guías del CIS para establecer procesos automáticos de auditoría de seguridad en los equipos industriales utilizados en las redes eléctricas tales como IED, SCU, SCADAs, etc. Los distintos desarrollos y resultados del proyecto serán validados en el Laboratorio de Ciberseguridad de Redes Eléctricas de Tecnalia. Tareas:

1. Analizar el conjunto de estándares SCAP y CIS para conocer su contenido y las posibles utilidades que pueden tener en la evaluación continuada de la seguridad de un equipo.

2. Definición de un proceso de auditoría continua de la ciberseguridad utilizando los estándares SCAP y las guías del CIS

3. Caracterización de los componentes software de un dispositivo industrial (a seleccionar en el proyecto). 4. Selección e integración de herramientas de auditoría continua para la auditoría de un dispositivo industrial. 5. Pruebas de validación en el Laboratorio de Ciberseguridad de Redes Eléctricas de Tecnalia.


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CiberseguridadenlasRedesEléctricas.AplicaciónIEC61850AULATECNALIAENLAUPVDENOMINACIÓNCOMPLETADELPROYECTOCiberseguridad en las Redes Eléctricas. Aplicación del estándar IEC 61850 para la configuración de los equipos y sistemas de ciberseguridad en las instalaciones eléctricas. TUTORENTECNALIAIñaki Angulo

DEPARTAMENTOyTUTORENLAUPVDepartamento: Ingeniería Telemática Tutor/a: Eduardo Jacob PERFILDEL/ACANDIDATO/APreferiblemente:MásterenIngenieríadeTelecomunicaciones


• Conocimientos básicos de ciberseguridad • Redes y protocolos de comunicaciones TCP/IP • Herramientas DevOps (Chef, Ansible, Puppet, etc.)

DESCRIPCIÓNDELPROYECTO El aumento de ciberataques en las instalaciones eléctricas está motivando el despliegue de equipos y sistemas orientados no solo a proteger dichas instalaciones sino también a la detección de actividad maliciosa que pudiera estar desarrollándose en ellas. Firewalls, segmentación de redes, sistemas de detección de intrusos o los honeypots, son algunos de los mecanismos que ya se están desplegando en este tipo entornos. El estándar IEC 61850 de automatización de subestaciones eléctricas incluye un lenguaje, denominado SCL, para la descripción de las subestaciones. Este lenguaje permite definir la topología eléctrica completa de la subestación, la arquitectura de las comunicaciones, las capacidades de los distintos equipos de control instalados en la subestación, y la información que se intercambias entre ellos. El propósito inicial de esta información es la de favorecer la interoperabilidad entre los equipos de control de diferentes fabricantes. Sin embargo, la información aportada por este lenguaje también puede ser utilizada para configurar las políticas de protección de los firewalls, así como las reglas de detección de intrusos específicas para cada subestación. Este proceso de configuración suele ser complejo ya que requiere, por un lado, un conocimiento específico de instalación y mantenimiento de subestaciones; y por otro, requisitos de ciberseguridad específicos a cada una de las subestaciones. Esta diversidad en las capacidades requeridas por el personal a cargo de la operación de las subestaciones provoca que, en muchas ocasiones, la configuración de las medidas de ciberseguridad se realice de forma genérica y en muchos casos de forma incorrecta. El objetivo del proyecto es utilizar la información contenida en los ficheros SCL de una subestación para la automatización del proceso de configuración de los distintos componentes y sistemas de ciberseguridad existentes en una subestación eléctrica. Los distintos desarrollos y resultados del proyecto serán validados en el Laboratorio de Ciberseguridad de Redes Eléctricas de Tecnalia. Tareas:

1. Análisis de los ficheros de configuración IEC 61850 2. Extracción parámetros de configuración de la ciberseguridad 3. Generación de políticas y reglas de configuración de la ciberseguridad. 4. Automatización del proceso de configuración mediante herramientas de DevOps.


21/07/2021 1

GemeloDigitalbasadoenmodelosfísicosdelsistemadeconversióndepotenciadeaerogenerador

AULATECNALIAENLAUPVDENOMINACIÓNCOMPLETADELPROYECTOGemelo Digital basado en modelos físicos del sistema de conversión de potencia de aerogenerador TUTORENTECNALIAAinhoa Pujana

DEPARTAMENTOyTUTORENLAUPVDepartamento: Ingeniería Eléctrica Tutor/a: Pablo Eguía PERFILDEL/ACANDIDATO/APreferiblemente:MásterenIngenieríaIndustrial,EléctricoyMasterenIntegracióndelasEnergíasRenovablesenelSistemaEléctrico


• Conocimientos de modelización en Simulink - Matlab • Conocimientos básicos de Machine Learning

DESCRIPCIÓNDELPROYECTO

La energía eólica es una fuente de energía con un gran crecimiento en la actualidad y los fabricantes involucrados en ella están mejorando continuamente cualquier tecnología relacionada con ella. La razón principal de ello es la necesidad de reducir de costes con el objetivo de mejorar el coste de la energía (LCOE: Levelized Cost of Energy) y las tecnologías digitales pueden ser un recurso adecuado para conseguirlo.

En los últimos años, los conceptos de modelos virtuales o gemelos digitales han experimentado un gran crecimiento. Cobran especial interés los gemelos digitales que se desarrollan sobre tecnologías de modelado físico, partiendo de un conocimiento profundo del comportamiento funcional y de fallo de los activos que replican. Dichos modelos físicos son enriquecidos con técnicas de inteligencia artificial y aprendizaje máquina que tratan con datos reales, simulados o sintéticos para crear modelos de simulación digital que se actualizan y cambian a medida que cambian sus contrapartes físicas. El objetivo del proyecto es el desarrollo del gemelo digital de los principales componentes del tren de potencia del aerogenerador y sus controles, como pueden ser el generador eléctrico y el convertidor de potencia, que permitirá optimizar la operación y el mantenimiento (O&M) de dichos componentes. El gemelo digital generado estará basado en modelos físicos que representen el comportamiento de dichos componentes tanto en condiciones de funcionamiento de normalidad como en condiciones de fallo, permitiendo también la generación de datos sintéticos de eventos posibles pero cuyos datos reales no están disponibles. Tareas:

1. Análisis de datos reales de operación de aerogenerador / parque eólico 2. Generación de modelos físicos del tren de potencia de aerogenerador 3. Calibración del modelo físico con datos reales y generación de datos sintéticos de fallo (GANs, data

augmentation) 4. Diagnóstico de condiciones de normalidad o futuro fallo (prognosis) 5. Modelos de estimación de índice de vida


19/07/2021 1

Estudiodesistemasdegeneracióndeenergíaembarcadosbasadosenamoniacouotrosportadoreslíquidos

AULATECNALIAENLAUPVDENOMINACIÓNCOMPLETADELPROYECTOEstudio de sistemas de generación de energía embarcados basados en amoniaco u otros portadores líquidosTUTORENTECNALIAJon Zúñiga

DEPARTAMENTOyTUTORENLAUPVDepartamento: MÁQUINAS Y MOTORES TÉRMICOS Tutor/a: Zigor Uriondo Arrue PERFILDEL/ACANDIDATO/APreferiblemente:MásterenIngenieríaindustrial–especialidadtecnologíasenergéticas


• Energía en sector transporte • Capacidades Office • Capacidad analítica

DESCRIPCIÓNDELPROYECTO Durante el último siglo, los motores propulsados por combustibles fósiles han conquistado el sector del transporte. Sin embargo, la expansión de estos motores y el uso de dichos combustibles ha traído consecuencias ambientales como el calentamiento global y enfermedades para la salud relacionadas con la calidad del aire. Es por este motivo, que en la actualidad se están realizando grandes desarrollos en el ámbito de los combustibles alternativos y de las tecnologías asociadas para su uso. Entre las diferentes posibilidades, el hidrógeno aparece como una alternativa prometedora para las aplicaciones de transporte basada en tres aspectos clave: reducción de emisiones de GEI, seguridad energética y reducción de la contaminación atmosférica local. Por otro lado, el amoniaco, también se presenta como una alternativa interesante, ya que además de ser un portador muy eficiente de hidrógeno, también evita la emisión de CO2 durante su combustión. Es en este contexto, donde se pretende desarrollar el trabajo entre la UPV y el equipo del Departamento de Tecnología de Membranas e Intensificación de procesos de Tecnalia en Donostia. El trabajo se centrará en el estudio de sistemas de generación embarcada de hidrógeno y alimentación a pila de combustible. Las tareas principales serán las siguientes: Tareas:

• Revisión bibliográfica de sistemas de generación embarcada de H2 y alimentación a pila de combustible (Trabajo no necesariamente presencial)

• Comparación con otros sistemas de propulsión. (Trabajo no necesariamente presencial) • Estudio experimental de descomposición de amoniaco u otros Hydrogen carriers. (Trabajo en las

instalaciones de Donosti) Medios necesarios:

• Acceso a bases bibliográficas y revistas científicas • Capacidad de desplazamiento a las instalaciones de Tecnalia Donostia


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Análisisdelpotencialdetécnicasdecontrolpredictivasasistemassolareshíbridos(fotovoltaico-termodinámicos)

DENOMINACIÓN DEL PROYECTO Análisis del potencial de técnicas de control predictivas a sistemas solares híbridos (fotovoltaico-termodinámicos).

CENTRO PROMOTOR DEL PROYECTO Y TUTOR Tutor: Asier Sanz

DEPARTAMENTO y TUTOR EN LA ESCUELA DE INGENIEROS Departamento: Matemática Aplicada Raquel Fuente

PERFIL DEL/A CANDIDATO/A Titulación Máster en Ingeniería Industrial, Ingeniería de Telecomunicación u otros. Consultar otros Grados/Másteres universitarios. Idiomas Inglés Otros conocimientos (no imprescindibles) Programación en entornos: Python, Matlab, Excel, TrnSys, etc.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Introducción: La gran mayoría del consumo energético de la sociedad europea se localiza en los edificios. Sean residenciales, industriales o del sector terciario (hospitales, centros deportivos, hoteles, residencias, edificios públicos, etc.) estas necesidades energéticas son por lo general en forma de electricidad y calor, tanto para satisfacer necesidades de agua caliente sanitaria (ACS) como calefacción. En un próximo escenario en donde los edificios europeos deberán presentar una demanda energética prácticamente nula, o nearly zero energy demand (NZED), la mayor parte de la energía consumida en los mismos deberá ser generada de forma local por medio de recursos renovables. Desafortunadamente, a día de hoy no existe tecnología renovable alguna que permita proporcionar una solución integral y simultánea a esta necesidad de un modo técnico-económicamente competitivo. Sin embargo, la energía solar es una fuente de energía disponible en todos y cada uno de los edificios a lo largo y ancho del planeta, por lo tanto, ¿por qué no transformarla localmente para cubrir ambas necesidades de energía? La tecnología solar fotovoltaica es cada vez más empleada como fuente de generación de electricidad y su instalación en el entorno urbano es cada vez más común. La bomba de calor también se ha identificado como una de las tecnologías más prometedoras para la gestión térmica de los edificios, y su variante solar termodinámica emplea la energía solar para incrementar sus beneficios. Por lo tanto, si las tecnologías solar fotovoltaica y solar termodinámica resultan individualmente una opción actualmente competitiva para generación de electricidad y calor, ¿por qué no combinar ambas en una solución híbrida? La unión de dichas tecnologías en un mismo colector PVTd (Photovoltaic-Thermodynamic) permite la generación de electricidad y calor de forma simultánea y en una especie de simbiosis cada tecnología es capaz de


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operar de forma óptima sin entorpecer rendimiento de la otra, aumentando el uso anual del recurso solar. Otra variante de este concepto son los sistemas solares fotovoltaicos que asisten de forma eléctrica a bombas de calor (PV+HP por sus siglas en inglés), que permiten de forma análoga a las anteriores satisfacer demandas tanto eléctricas como térmicas, pero a través de colectores más simples. La aportación de estas energías renovables de origen solar para satisfacer las necesidades energéticas de los edificios está comenzando a resultar una realidad técnico-económicamente competitiva en el sur de Europa y se postula como una de las grandes oportunidades de futuro. Uno de los principales retos del sector es poder operar los sistemas basados en bombas de calor de forma simbiótica a los sistemas solares, logrando una operación optima del conjunto que maximiza el recurso solar mientras que se disminuye el balance energético con la red eléctrica. La piedra angular sobre la que se aborda la problemática son los sistemas de control. En la actualidad las soluciones existentes se fundamentan en consignas básicas y programación/temporización de puesta en marcha. Objetivo: Por todo ello, se presenta la siguiente propuesta de proyecto dentro del aula Tecnalia. El objetivo principal del mismo es analizar el potencial de técnicas de control predictivas a sistemas solares híbridos (fotovoltaico-termodinámicos). Más en detalle, se propone trabajar en soluciones de control que incorporen predicciones de comportamiento a 24h vista, que permitan modular las dinámicas operación de bombas de calor, empleando elementos de almacenamiento energético (baterías y depósitos de inercia). Tareas: Para ello se parte de tareas previamente ejecutadas:

• Revisión del estado del arte de sistemas de control para sistemas solares híbridos. • Identificación de tipos controles existentes, así como de la definición de nuevas propuestas, para su estudio

en detalle. • Análisis del potencial para cada una de las estrategias de control, mediante simulación para diferentes

escenarios. Este trabajo se realizará incrustando las estrategias objeto de estudio en modelos existentes disponibles en Tecnalia.

• Determinación de la generación solar hibrida y grado de cumplimiento respecto a las necesidades energéticas para diferentes casos de estudio.

• Obtención de conclusiones. • En caso de que las técnicas desarrolladas resulten prometedoras, se propondría integrarlas en algunos de los

sistemas reales en operación propiedad de Tecnalia.

Propuesta de Proyecto Aula TECNALIA 2021-2022

19/6/2019 1

Título del Proyecto

AULA DENOMINACIÓN DEL PROYECTO Aplicación de técnicas de IA en mecanizado

TUTOR EN TECNALIA Alain Gil/Amaia Alberdi/Txomin Ostra

DEPARTAMENTO y TUTOR EN LA UPV-EHU Departamento de Ingenieria Mecanica. Tutor: Haizea Gonzalez (sin

confirmar)

PERFIL DEL/A CANDIDATO/A

Idiomas: Inglés

Otros conocimientos: Python DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El boom de la digitalización permite disponer de un volumen de datos que provienen de máquinas herramienta en

su etapa operativa. El análisis de estos datos puede ayudar a obtener mejoras en el ámbito del mantenimiento de

las máquinas, pero también mejoras en los procesos de fabricación que realizan las máquinas herramienta. El

objetivo del proyecto consiste en desarrollar algoritmos o técnicas basados en Inteligencia Artificial, que permitan

analizar datos procedentes de centros de mecanizado, que faciliten procesos más productivos, desatendidos y

robustos.

TAREAS:

- Preparar un data-set de datos provenientes de centros de mecanizado.

- Proponer diferentes enfoques y métodos para el análisis de los datos.

- Programar los scripts de análisis.

- Analizar los resultados y conclusiones.

- Difusión de resultados.

Propuesta de Proyecto Aula TECNALIA 2021‐2022

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Estimación de fuerzas superficie‐rueda para la activación de ADAS durante

maniobras de emergencia AULA Ingeniería de Bilbao. DENOMINACIÓN DEL PROYECTO Estimación de fuerzas superficie‐rueda para la activación de ADAS durante maniobras de emergencia TUTOR EN TECNALIA Jose A. Matute. Área de Automoción. División de Industria y Transporte. DEPARTAMENTO y TUTOR EN LA UPV‐EHU Asier Zubizarreta. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática. PERFIL DEL/A CANDIDATO/A Idiomas: Inglés, Castellano, Euskera. Otros conocimientos: Habilidades de programación en Matlab/Simulink, Python, y/o C++. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El control del movimiento de vehículos automatizados durante maniobras de conducción extremas (por ejemplo, evitar de colisiones frontales sobre superficies húmedas) requieren algoritmos de control complejos escalables a distintas plataformas (bicicletas, coches, camiones, etc.) asegurando la integridad del vehículo y sus pasajeros. Entre las diferentes estrategias de control existentes dentro del ámbito de la conducción automatizada, el Control Predictivo basado en Modelos (MPC, por sus siglas en inglés) es ampliamente utilizado debido a su capacidad de incluir restricciones en los estados presentes y futuros, permitiendo así la definición de límites relacionados a seguridad y confortabilidad. Una implementación exitosa de MPC depende de la selección de modelos apropiados que permitan una conducción confiable en tiempo real. En este sentido, teniendo en cuenta que una alta influencia de la dinámica vehicular se debe a las fuerzas y momentos generados de la interacción superficie‐rueda, el presente proyecto de fin de máster evaluará el comportamiento de un seguidor dinámico de trayectorias que utilizará como parámetros de entrada las fuerzas sobre las ruedas del vehículo (longitudinales y laterales), calculadas a partir de uno o más modelos simplificados de rueda (por ejemplo, linear, brush, elastic foundation, Dugoff, etc.). Igualmente, para la identificación de parámetros de los modelos de rueda (offline/online) será necesaria la implementación de técnicas avanzadas de machine learning (por ejemplo, regresión lineal multivariable, redes neuronales, etc.). Justificación: El Grupo de Conducción Automatizada de Tecnalia Research and Innovation (BRTA) trabaja en el desarrollo de sistemas de ayuda a la conducción (ADAS) y en conducción autónoma (ADS). Actualmente, los esfuerzos más notables en el área tienen como objetivo el desarrollo de sistemas de conducción incapaces de causar accidentes considerando escenarios de complejidad variable (carriles dedicados, espacios confinados, urbanos, e interurbanos). La ejecución de algoritmos de control requiere de soluciones con un alto grado de confiabilidad, seguridad, facilidad de diagnóstico y restitución de la operatividad en caso de fallos. Objetivo General: Diseño y verificación de modelos simplificados de rueda que permitan mejorar la estimación de la dinámica de vehículos automatizados y el seguimiento de trayectorias durante la ejecución de maniobras de conducción en situaciones extremas. Fases del proyecto:

1. Revisión del estado del arte relacionado a dinámica vehicular, control de movimiento, machine learning. 2. Generación de modelos de rueda simplificados que puedan ser utilizados en maniobras de control. 3. Recopilar datos de simulador que puedan ser utilizado para identificación de parámetros de rueda. 4. Entrenar modelos para la identificación de parámetros de entrada a los controladores. 5. Evaluar el desempeño de modelos de rueda ejecutando pruebas de simulación. 6. Documentación.


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Análisis del módulo de CAM y simulación de NX y Ansys para Fabricación Aditiva: Aplicación al caso de aporte alta deposición mediante

tecnologías DED (WAAM o LMD)

CENTRO PROMOTOR DEL PROYECTO Y TUTOR TECNALIA. Alfredo Suarez/Eider Aldalur

DEPARTAMENTO y TUTOR EN LA ESCUELA DE INGENIEROS

Departamento: Ingeniería Mecánica. Tutor/a: Aitzol Lamikiz

PERFIL DEL/A CANDIDATO/A

Idiomas Inglés

Otros conocimientos Ingeniería mecánica, fabricación aditiva.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Introducción:

El proceso de aporte de material selectivo, conocido por su nombre en inglés Material Deposition

o Direct Energy Deposition (DED) se lleva empleando desde hace más de 15 años para el

recubrimiento y reparación de componentes de alto valor añadido. Una de las aplicaciones más

relevantes de estos procesos es la reparación de componentes fundidos mediante fundición a la

cera pérdida. Estos componentes suelen ser complejos y con un coste muy elevado como para ser

rechazados directamente. Es por ello por lo que se analizan los defectos en cada pieza y se analiza

la posibilidad de aplicar métodos de reparación como los del grupo DED, añadiendo material en

aquellas zonas en las que se detecte una falta y acabando posteriormente la zona reparada.

La principal desventaja es que los procesos DED son todavía muy desconocidos y complejos en lo

que a ajustes de parámetros se refiere. Por otro lado, se requiere una alta fiabilidad ya que es

necesario ejecutar este proceso correctamente y sobre una pieza concreta y única, por lo que no

se pueden realizar pruebas de puesta a punto para cada caso.

De esta forma, en los últimos años, se han desarrollado una serie de soluciones de cálculo de

trayectorias y simulación específicos para estos procesos de fabricación aditiva. Se trata de

soluciones que todavía no se han evaluado lo suficiente como para que se consideren fiables y en

muchos casos son todavía versiones beta sin consolidar. Sin embargo, se trata de avances que en

muy poco tiempo han introducido algoritmos de cálculo de alto interés como predicción de

distorsiones, campo térmico, probabilidad de aparición de defectos, etc.


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Objetivos:

El objetivo principal del proyecto es analizar herramientas de software para la programación y

simulación de procesos de aporte directo DED (incluyendo tanto procesos basados en láser como

arco). En este sentido, se propone continuar en la línea de proyectos de pasadas ediciones, pero

desde el punto de vista de la simulación y programación de operaciones de aporte de material.

Así, se proponen los siguientes objetivos específicos:

‐ Analizar sistemas de planificación y programación de operaciones mediante CAM específico para operaciones de aporte directo de material.

‐ Profundizar en las capacidades de las herramientas de simulación en la estimación de parámetros y fenómenos específicos de procesos de aporte directo.

‐ Validar las capacidades del módulo de simulación Ansys Additive Suite.

Tareas:

‐ Comprender los procesos de aporte directo basados en láser y arco, incluyendo

capacidades del proceso, parámetros y defectología asociada.

‐ Estudiar el módulo de fabricación aditiva del sistema NX y sus prestaciones fundamentales, aplicando el estudio a los procesos de aporte directo.

‐ Estudiar el módulo de simulación Ansys Additive Manufacturing y analizar la posibilidad

de simular operaciones de aporte de material en condiciones industriales. ‐ Validar experimentalmente la metodología mediante la fabricación de un demostrador

empleando las herramientas de software analizadas.

Medios necesarios:

Software NX y Ansys, Tecnología DED (WAAM y LMD) para fabricación aditiva, centro de mecanizado, equipamiento para la medición y análisis de la pieza test.


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Análisisdealgoritmocriptográficopararomperclaveentiempopolinomialyelanálisisdesuperformanceeimplementaciones

AULAEIBDENOMINACIÓNDELPROYECTOAnálisisdealgoritmocriptográficopararomperclaveentiempopolinomialyelanálisisdesuperformanceeimplementacionesTUTORENTECNALIAXabierLarruceaDEPARTAMENTOyTUTORENLAUPV-EHUDepartamento:DepartamentodeIngenieríadeComunicaciones.I2TGroup-InvestigacióneIngenieríaTelemática[porconfirmar]Tutor:EduardoJacob[porconfirmar]PERFILDEL/ACANDIDATO/ATitulaciónGradoenIngenieríaInformáticadeGestiónySistemasdeInformaciónGradoenIngenieríaenTecnologíadeTelecomunicaciónGradoenIngenieríaElectrónicaIndustrialyAutomáticaEspecialidadCiberseguridadIdiomasInglésOtrosconocimientosLenguajesdeprogramaciónPython,Java,C,C++EntornosdedesarrolloEclipse,NetbeansSeguridadinformáticaDESCRIPCIÓNDELPROYECTO/OBJETIVOS/ACTIVIDADES

En el ámbito de la ciberseguridad, las tecnologías cuánticas juegan un papel fundamental [1]. El desarrollo de“largequantumcomputers”,juntoconeldesarrollodelacapacidadcomputacional,puedetenerconsecuenciasenlaciberseguridad[2].Estos“largequantumcomputers”ponenenriesgoprotocolosampliamenteutilizadoscomoRSA,DSA,ECDSAyaqueresolveríanproblemasfactorizacionydel“discretelog”[2].Resultanecesarioabordarelriesgo potencial de que adversarios dispongan de ordenadores que comprometan los sistemas actuales. Elconcepto deQuantum cyber security se refiere al campode estudio de todos los aspectos que impactan en laseguridad y privacidad de las comunicaciones y computaciones causadas por las tecnologías cuánticas [2]. Estecampo de estudio abre la puerta a tres tipos de investigaciones dependiendo del acceso a las tecnologíascuánticas. Enprimer lugar, seencuentran los sistemasquenodisponendeaccesoaestas tecnologías, pero losadversarios tienen acceso a tecnología cuántica. Este tipo de investigaciones se centran en el concepto deseguridad postcuantica. En segundo lugar, se encuentran los sistemas que tienen acceso de alguna manera atecnologías cuánticas disponibles hoy en día. En este segundo tipo nos enfocamos en lograr funcionalidades


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clásicas,perosomoscapacesdemejorarlaseguridadoeficienciadelosprotocolosmásalládeloqueesposibleclásicamentemedianteelusodedispositivoscuánticosdeúltimageneración.Finalmente,eltercertiposecentraen sistemas donde la seguridad y privacidad de los protocolos son posibles a través de la existencia decomputadores cuánticos. Las comunicaciones se verán fortalecidas mediante el uso de estas tecnologías. Lacomunidad científica ha identificado recientemente retos y oportunidades relacionados con cómo acercarse einiciarseenestemundo[3],ydóndeseidentificalanecesidaddedesarrollarnuevascapacidades.Dentrodelprimertipodeinvestigacionesanteriormentemencionadas,lasinvestigacionesseorientanafortalecerloscriptosistemasactualesconel findeque losordenadorescuánticosnopuedanromper loscriptosistemas.Eldesarrollodealgoritmosquantum-resistantseajustabienalainfraestructuraITexistente[4],yenestesentidosehan propuesto soluciones orientadas a mejorar el esquema de firmas [5]. Existen varios esquemas que por elmomento no se han roto como Code-based, Hash-based, Lattice-based y Multivariate [4]. Los Code-based [6](error correction) como el McEliece utilizan corrección de errores para generar las claves públicas y sonrelativamente rápidas ya que la complejidad del algoritmo no es muy alta, y existen variantes de McElieceutilizando códigos Goppa. Los Lattice-based dependen de la dificultad en resolver problemas matemáticos. Engeneral, los esquemas basados en lattice encajan bien con la estructura IT actual. Uno de los esquemas másprometedores es el NTRU que ya ha pasado a la tercera ronda del NIST. En este sentido se están aplicando adiferentes entornos como en el sector médico y redes WBANs[7], o en encriptación de identidades para elalmacenaje en cloud [8]. Los esquemas basados en Hash son utilizados para la identificación y firma yautenticación.Aunqueesunenfoquemuyatractivo,lossistemasactualesrequierenclavesprivadasdeunsolousoo limitan su reutilización.Además, los cifradosbasadosengrupos tambiénestán siendo consideradosen la erapostcuántica [9]. Finalmente, algoritmos one-time pad (OTP) son los únicos en proporcionar un alto grado deseguridad[4]El análisis de la performance [10] es crítico y en este sentido sepresentanenfoques ligerosdeprotocolopost-quantum1-out-noblivioustransfer(OT),basadosenNTRU[11].Dehecho,esquemascomolosnúmerosMersennerepresentanunnuevotipodecryptosistemassegurosyqueestánpropuestosenelprocesodeestandarizacióndelNIST [12]. Con el objetivo de mejorar de alguna manera la implementación de los sistemas se propusieronimplementaciones a nivel de hardware [13]. Las aplicaciones de los algoritmos postcuánticos son múltiples yrecientementesehancontempladosuusojuntoablockchain[14]einclusosehanpropuestocriptosistemasparaBlockchain[15].Algunos de los problemas de los algoritmos postcuánticos están siendo tratados. En este sentido, probar lageneracióndenúmerospseudoaleatoriosparaaplicacionescuánticas sehapropuestocomoalternativa [16],aligual que esquemas basados en isogenias para las firmas de identidad [17]. Como parte de las contribucionesrelevantes en isogenies se ha propuesto utilizar el ultimo supersingular isogeny Diffie-Hellman (SIDH) para elintercambiodeclavesentrecriptosistemaspostcuánticos [18].Engeneral, lasarquitecturassegurasdependerándelosenfoquescriptográficosemergentes[19].Eneláreadelacriptografíacuánticasehaempezadoainvestigaren la utilización de quantum annealers como nuevo paradigma para el diseño criptográfico [20], peromuchosdiseñossebasanencircuitos.

Objetivoprincipaldelatarea:

ElretodedisponerdeunalgoritmoquerompaclaveentiempopolinomialfuesatisfechoporShor.Sinembargo,su implementación está en entredicho por las capacidades y limitaciones de los ordenadores cuánticos. Latipología de ordenador cuántico puede influir en la aproximación utilizada para la implementación de dichoalgoritmo.Esporesoquesenecesitainvestigarenlasdiferentesimplementacionesexistentesparalosdiferentesentornoscuánticos.Resultado

• ImplementacióndeNRTUenuncasobásicoyestudioderendimiento.• Informedealgoritmocriptográficopolinomialpararomperclaves,rendimientoeimplementaciones

REFERENCIAS


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[1] O. S. Althobaiti and M. Dohler, “Cybersecurity Challenges Associated With the Internet of Things in a Post-Quantum

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[20] F. Hu et al., “Quantum computing cryptography: Finding cryptographic Boolean functions with quantum annealing by

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https://doi.org/10.1016/j.physleta.2019.126214.


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TrustedExecutionEnvironmentAULASanMamés:EduardoJacobDENOMINACIÓNDELPROYECTOTrustedExecutionEnvironmentTUTORENTECNALIAOscarLageDEPARTAMENTOyTUTORENLAUPV-EHUGradooMastereninformática,telecomunicacionesPERFILDEL/ACANDIDATO/AIdiomas:InglésOtrosconocimientosConocimientosdeprogramacióneinterésporlaciberseguridadycriptografíaDESCRIPCIÓNDELPROYECTOEl objetivodel proyectoes analizar y experimentar condiferentes TrustedExecutionEnvironments (TEE) conelobjetivo del procesamiento segurode información sensible. La tipología deprocesamiento a realizar podría seralineadacontecnologíasdeprivacy-preservingcomputing(criptografíahomomórfica,S-MPC,etc.).Elresultadodelproyecto combinará el plano teórico con el práctico, dividiendo el proyecto en un primer análisis de TEES yoperaciones/algoritmos ejecutables en los mismos, y una experimentación práctica de uno o varios de losalgoritmosseleccionados.

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Aula Tecnológica TECNALIA en la EIB TECNALIA Teknologia