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Recent Submissions
Sistema de control para producción de hidrógeno verde sin conexión a red.
(Universidad de Concepción, 2024) Squella Pérez, Martín Ignacio; Espinoza Castro, José Rubén
En este trabajo se establece el sistema de control para un sistema de producción de hidrógeno a partir de generación fotovoltaica sin la posibilidad de conexión a la red. La finalidad de este control es asegurar la confiabilidad y el correcto funcionamiento del sistema. Considerando que los electrolizadores de membrana de intercambio de protones logran una mejor operación cuando el suministro de corriente tiende a ser más constante, el sistema de control se encarga de mantener dentro de lo posible un suministro de corriente lo más constante posible, gestionando el esquema de producción de hidrógeno a partir de la disponibilidad del recurso solar. Para poder producir hidrógeno incluso en las noches se necesita de un banco de baterías, de manera tal de poder desacoplar la generación solar del proceso de electrólisis. Esto a su vez conlleva a que la conexión entre el arreglo fotovoltaico, las baterías y el electrolizador se realice mediante dos etapas de conversión, siendo la primera etapa la encargada del control de seguimiento del punto de máxima potencia del arreglo fotovoltaico y la segunda la encargada de controlar el suministro de corriente al electrolizador, regulando en consecuencia la producción de hidrógeno. Cada una de estas etapas está basada en módulos de convertidores Dual Active Bridge conectados en forma entrelazada y en potencia parcial, esto último con el objetivo de asegurar una alta eficiencia y calidad de onda bajo las condiciones de bajo voltaje y alta corriente en las cuales opera el electrolizador. Ahora bien, debido a que los parámetros de las componentes de los convertidores no son idénticos, también se necesita de una estrategia de control que reparta el flujo de potencia entre los convertidores de manera que las componentes posean estreses térmicos equitativos dentro de cada etapa de conversión. Adicionalmente, se debe establecer un mecanismo de encendido y apagado de los convertidores en caso de reparación, de manera tal de que el sistema pueda seguir operando con las unidades restantes. En síntesis, se establecen los esquemas de control para un sistema de producción de hidrógeno off-grid, el cual a partir de los resultados obtenidos permite conseguir una eficiencia de conversión global superior al 90%. Además, se prueba que este sistema de control permite equilibrar los flujos de potencia entre módulos en paralelo, realizar encendidos y apagados controlados de estos, y hacer una gestión energética de todo el sistema.
Desarrollo de algoritmo de detección de eventos de riesgo para grúas horquillas basado en Deep Learning y Transfer Learning.
(Universidad de Concepción, 2024) Radrigán Figueroa, Luciano Ignacio; Godoy Medel, Sebastián
Esta investigación tiene como objetivo diseñar e implementar un algoritmo basado en Deep Learning y Transfer Learning para la detección de eventos de riesgo en grúas horquillas, empleando una cantidad limitada de datos. La metodología se estructuró en varias etapas: (1) recopilación y etiquetado de videos según la normativa OSHA 3949; (2) preprocesamiento de datos, incluyendo técnicas de aumento de datos e imágenes; (3) entrenamiento de modelos supervisados para la clasificación de eventos de riesgo; (4) adaptación mediante Transfer Learning de modelos pre-entrenados, optimizando su generalización; y (5) evaluación y validación comparativa frente a herramientas estandarizadas como NVIDIA DeepStream SDK y Amazon Rekognition Custom Labels.
El algoritmo propuesto alcanzó un F1-score superior al 0.95, superando el umbral de 0.85 establecido para su aceptación. En comparación, Amazon Rekognition obtuvo por sobre un un F1-score 0.95, mientras que NVIDIA DeepStream SDK logró un 0.83. El modelo desarrollado demostró una mayor eficiencia en el uso de datos para el reentrenamiento y menor tiempo de inferencia en sistemas embebidos, destacando por su menor peso y capacidad para operar en entornos con recursos limitados.
Un aspecto crítico fue la capacidad del modelo para generalizar, una necesidad fundamental en el contexto industrial, donde la recopilación de datos etiquetados, especialmente sobre actividades de riesgo, es costosa y limitada. Estas actividades no pueden replicarse intencionalmente debido a las implicaciones de seguridad, lo que plantea desafíos únicos para el diseño de modelos robustos. El uso de Transfer Learning fue clave para superar esta limitación, permitiendo al modelo aprender patrones generales de conjuntos de datos preexistentes y adaptarse eficazmente a nuevas condiciones operativas con pocos datos específicos. Este enfoque no solo mejoró la precisión, sino que también redujo los costos y el tiempo de desarrollo.
Asimismo, las pruebas en sistemas embebidos validaron el desempeño del modelo en entornos reales, asegurando su capacidad para operar en tiempo real. Esto resulta crítico para aplicaciones industriales donde la detección rápida y precisa de eventos de riesgo puede prevenir accidentes y optimizar la seguridad y la eficiencia operativa.
Influencia del tamaño de partícula de filler cálcico derivado de conchas de almeja en mezcla cementicias de mortero.
(Universidad de Concepción, 2024) García Montecinos, Benjamín Antonio; Valin Fernández, Meylí; Merino Quilodrán, Luis
Este estudio se enfocó en evaluar el uso de polvo de conchas de almeja como filler en mezclas de mortero, considerando diferentes granulometrías y tiempos de molienda para determinar su influencia en la resistencia a la compresión y a la flexo-tracción. Los resultados obtenidos destacaron que el tiempo de molienda es un factor crucial en el comportamiento mecánico de las mezclas, identificando que una molienda de 1,5 horas ofrece un balance óptimo entre la homogeneidad del material y la eficiencia energética.
En cuanto a la resistencia a la compresión, se observó que las mezclas con un 2,5% y 5% de agregado de polvo de conchas de almeja presentaron incrementos en algunos casos, mientras que en otros hubo disminuciones, dependiendo de las condiciones de molienda. La dosificación MAF-1,5h-2,5% fue la que logró la mejor resistencia a la compresión a los 28 días, destacándose por encima de las otras mezclas y del patrón. Por otro lado, la mezcla MAF-1,0h-2,5% también mostró un buen rendimiento, alcanzando un aumento en la resistencia en las 3 edades, siendo este el mejor resultado del estudio.
En términos de resistencia a la flexo-tracción se identifica que al usar una molienda de 1 h en ambos porcentajes de agregados la resistencia a la flexión por tracción mejora a partir de los 14 días.
Desde una perspectiva medioambiental, el uso de conchas de almeja contribuye positivamente al manejo de residuos marinos y promueve prácticas de construcción más sostenibles. El aprovechamiento de este recurso natural no solo reduce la cantidad de desechos, sino que también disminuye la presión sobre los recursos no renovables y las emisiones derivadas de la extracción y procesamiento de materiales tradicionales.
El análisis económico de la producción de polvo de conchas de almeja reveló que, al usar esta alternativa como filler, es posible reducir costos en comparación con el uso agregados plastificantes. Se estimó que el costo total de producción incluye los procesos de secado, chancado y molienda, y se demostró que la opción más económica es la molienda durante 30 minutos, seguido de la molienda de 1 h, lo que permite un ahorro en tiempo de uso de maquinaria y costos energéticos.
En conclusión, el uso de polvo de conchas de almeja como filler en morteros presenta ventajas económicas y medioambientales, y, con una correcta optimización de la granulometría y tiempo de molienda, es posible obtener un mortero con buen rendimiento mecánico. Este estudio sienta las bases para futuras investigaciones y aplicaciones, resaltando el potencial de los residuos marinos como componentes funcionales y sostenibles en la industria de la construcción.
Significados que le atribuyen las duplas psicosociales de Programas de reparación de Maltrato y Abuso sexual Infantil, a la Alianza Terapéutica que construyen con usuarios/as víctimas de abuso sexual.
(Universidad de Concepción, 2024) Luengo Lavados, Fernando Javier; Jarpa Arriagada, Carmen Gloria
Análisis de los factores de riesgo en salud por la presencia de nitrato en APRS de las Regiones de Ñuble y Biobío.
(Universidad de Concepción, 2024) González Ravanal, Miguel Alexis; Baeza Freer, Ana; González Sánchez, Patricia
El aumento de las concentraciones de nitrato en las fuentes de agua producto del exceso de aplicación de fertilizantes nitrogenados en la agricultura como principal fuente de contaminación, es un problema en diversas partes del mundo que está afectando a la salud de su población presentando como afecto agudo la metahemoglobinemia, una patología potencialmente mortal que afecta principalmente a niños menores de 6 meses, la cual dificulta el transporte de oxígeno. Además, existe evidencia en la literatura que la exposición al nitrato a largo plazo, en concentraciones muy inferiores a la normativa, podría estar relacionado con la incidencia de algunos tipos de cáncer.
El objetivo general de este estudio es analizar la información necesaria para determinar factores de riesgo de padecer metahemoglobinemia en localidades rurales de las regiones de Ñuble y Biobío.
Por ser un estudio preliminar y de caracter descriptivo exploratorio, la metodología consistió la recopilación de información del territorio en temas de concentración de nitrato en los sistemas de Agua Potable Rural (APR), factores de vulnerabilidad del territorio y examinar factores que generen un potencial riesgo a la salud, según el modelo de evaluación de riesgo a la salud para contaminantes no cancerígenos de la EPA.
Como principales resultados se identificó: la discontinuidad en la frecuencia de los análisis de nitrato, donde el 53% de los APR no tenía ninguna medición y 43% tenían en promedio menos de una medición anual en el periodo 2016-2019; Se identificó a la zona de la depresión intermedia una fuerte presencia de uso de suelo agrícola y localización de industrias de ganadería intensiva; Por último se identificó que la concentración de nitrato en el agua es el principal factor de riesgo de exposición de riesgo, donde a concentraciones 40% inferiores a la norma (20 mg/L) ya se expone a un riesgo significativo de padecer metahemoglobinemia a niños menores de un año.
Las principales conclusiones llegadas en este estudio fueron: existe un desconocimiento del riesgo a la salud por nitrato en agua de las comunidades rurales abastecidas por un APR, lo cual proviene de importantes dificultades en la generación y gestión de información de calidad de agua en los APRs de la Región del Ñuble y Biobío, además de una importante brecha con respecto a la frecuencia de análisis. También se concluyó que la zona de la depresión intermedia es donde se presentan las condiciones más favorables para el aumento del nitrato en fuentes de agua para consumo humano, debido a las múltiples presiones antrópicas y condiciones hidrogeológicas del territorio. Finalmente, indicar que este estudio logra visibilizar una realidad de brechas y carencias en la generación de información sobre la presencia de nitrato en las fuentes de agua de los APRs de la Región del Ñuble y Biobío, situación que es similar a todas las otras regiones del país.