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Diseño e implementación de robot explorador semiautónomo con celdas solares y tracción con orugas
(Universidad de Concepción., 2001) Oliva Peralta, José Arturo; Valenzuela Latorre, Aníbal
El uso de las tecnologías digitales se convierte cada vez más en una herramienta fundamental, incorporándose al mercado cada vez con mayor fuerza el uso de dispositivos y sistemas embebidos. En el caso de la robótica aplicar este tipo de soluciones resulta de particular interés, pues permiten reducir en gran medida el costo computacional, además de permitir la realización de tareas de manera paralela. Es por este motivo que se decidió llevar a cabo el presente diseño empleando una tarjeta basada en tecnología FPGA. El principal objetivo de esta memoria de título es la realización tanto del diseño como la implementación de la estructura mecánica básica del prototipo, su sistema eléctrico-electrónico a niveles de potencia y lógico, requiriendo para ello una interacción con dispositivos, como por ejemplo sensores y motores que permitirán la ejecución e interacción con el entorno. Todo lo anterior incorporando los correspondientes procesos de validación, calibración y testeo. La metodología empleada para el desarrollo de la solución se dividió en tres partes fundamentales. Teóricas, incorporando aquí los modelos, bases de diseño, para permitir evaluar el posterior proceso de diseño. El desarrollo se estableció en primera instancia con la estructura mecánica, posteriormente el diseño de cada uno de los subsistemas, tales como: potencia, alimentación, sensorial y de lógica, considerando en cada una de las etapas la simulación para validar el diseño y un proceso de prueba y calibración de cada uno de ellos de manera independiente. Finalmente, la concentración de cada uno de estos subsistemas conformando la totalidad del diseño y su puesta a prueba, verificando que el sistema opere de manera adecuada. En base al diseño implementado se evaluó controlar el sistema de manera remota en LA y se incorporó un controlador PID digital interno, el cual permitiría controlar en LC enviando remotamente las referencias de posición. Como resultado final se obtuvo un sistema basado en una tarjeta de desarrollo con tecnología FPGA Spartan 3e, sobre la cual se diseñaron las distintas estructuras de drivers para cada una de las componentes. Empleando la fusión de éstas se logró un robot móvil capaz de conectarse con un equipo remoto a través de una conexión inalámbrica, siendo este último la base de control que permitirá enviar rutinas, parámetros de control y monitorear el móvil.
Modelación y control no lineal de un sistema de transmisión de potencia VSC-HVDC
(Universidad de Concepción., 2004) Torres Lépez, Miguel Andrés; Espinoza C., José.
En el presente trabajo se realiza un estudio teórico de un sistema de transmisión de potencia HVDC basado en convertidores fuente de voltaje de dos niveles. Específicamente, se estudia el caso de un enlace monopolar point-to-point entre dos sistemas trifásicos que eventualmente operan a distintas frecuencias de red. Se desarrollan dos modelos del sistema, el primero es un modelo en ejes reales que incluye la técnica de modulación SPWM, con la ayuda de este modelo se realiza el diseño de los componentes pasivos del sistema para una condición nominal de operación. El segundo modelo es una representación del espacio de estados en ejes dq, el que sólo describe los fenómenos asociados a la componente fundamental de las variables eléctricas de cada lado alterno. Basado en este último modelo se obtienen las expresiones que determinan los puntos de operación del sistema, con las cuales es posible estudiar las regiones de operación del mismo. Posterior al análisis en lazo abierto, se propone una estrategia de control no lineal basada en el método de linealización entrada salida que permite regular el nivel de tensión en el enlace y manejar en forma desacoplada los flujos de potencia activa y reactiva en el sistema; el sistema de control basado en el modelo dq es probado mediante simulación con el modelo en ejes reales. Finalmente se presentan los resultados de simulación, los que demuestran un buen desempeño del sistema de control en cuanto a los objetivos de diseño, además de reducir el acoplamiento dinámico y eliminar el acoplamiento estático entre las variables en ejes d y q del sistema.
Control predictivo con restricciones para una planta de molienda SAG
(Universidad de Concepción., 2004) Garrido Quintana, César Arnaldo; Sbárbaro Hofer, Daniel
En este trabajo se desarrolla y presenta la modelación, simulación y control de una planta de molienda semiautógena SAG. Se han utilizado datos de la planta concentradora Colón de la División el Teniente de CODELCO para la conciliación de los modelos estáticos programados. La programación de los modelos y la simulación de los mismos, se ha desarrollado en el ambiente SIMULINK de MATLAB. Los modelos estáticos desarrollados para los diferentes equipos pertenecientes a la planta SAG han sido iterados de manera de obtener una simulación dinámica y realizar el desarrollo de la estrategia de control propuesta en el trabajo. En cierta medida se ha simplificado algunas cosas en el desarrollo de la memoria, como la consideración de algunas variables de proceso para el control del proceso. Sin embargo las variables consideradas en el control son aquellas que están disponibles en planta, lo que se respalda en la recopilación de información realizada en la Planta SAG1 de la Concentradora Colón de la División El Teniente de CODELCO. El algoritmo de control desarrollado, es de tipo Predictivo con Restricciones Basado en Programación Lineal (LPMPC). Esta solución permite manejar al sistema en una zona estable y óptima de manera global sin violar restricciones de proceso siguiendo el objetivo principal que es maximizar el beneficio económico, o dicho de otra forma, maximizar el mineral procesado. Los resultados obtenidos permiten concluir que es posible trabajar en la zona estable del Molino maximizando el mineral procesado y sin violar restricciones, además considerando la arquitectura de la estrategia de control, el controlador predictivo podría ser implementado dentro de un algoritmo de control que esté en funcionamiento como un Control Experto que le entregue el set point de la variable a controlar (Nivel de Llenado
Estudio de convertidores multicelda en cascada ante desbalances
(Universidad de Concepción., 2005) Baier Fuentes, Carlos Rodrigo; Espinoza Castro, José Rubén
En este documento se entregan los aspectos fundamentales y detallados del funcionamiento de dos tipos de accionamientos basados en convertidores multicelda en cascada cuando están conectados a fuentes con problemas de desbalances. Ambas topologías estudiadas son similares y tienen la misma cantidad de niveles, difieren en que las celdas de la primera topología son de entrada trifásica y salida monofásica y la segunda topología tiene celdas monofásicas de entrada y de salida. Los análisis ante desbalances se realizan para todo el sistema, partiendo por los transformadores multipulso y siguiendo por los arreglos de celdas en la salida del convertidor. Los desbalances pueden provocar efectos no deseados en los accionamientos. Para ambos convertidores se proponen estrategias de diseño para mejorar su respuesta al desbalance como perturbación. En el convertidor con celdas de entradas trifásicas y salidas monofásicas se propone el rediseño del condensador de enlace para que pueda soportar un desbalance en la peor condición de operación del sistema, mientras que en el convertidor con celdas de entradas y salidas monofásicas la compensación ante desbalance se logra con un control prealimentado que detecta el nivel de desbalance en la red y entrega la entrada necesaria a las celdas de manera de minimizar el efecto del desbalance en la carga y en la red.
Segmentación de imágenes por textura
(Universidad de Concepción., 2006) Pinto Leal, Alejandra Carolina; Amthauer Cárcamo, Eligio
A través de un procesamiento de imágenes de formato .bmp y en tonos de grises se buscan índices de texturas que permiten segmentar la imagen según el criterio entregado por la matriz de co-ocurrencia. Esta matriz considera a la textura como un arreglo de píxeles, llamadas primitivas cuya relación es la variación espacial de los tonos de grises. El objetivo de la segmentación es reconocer clases que en el futuro sirven para el reconocimiento de objetos que se encuentran en la imagen. Las imágenes de texturas tratadas en este trabajo corresponden a imágenes artificiales agrupadas en Periódicas y No Periódicas e imágenes reales agrupadas en Sar, Seudo Periódicas, No Periódicas y finalmente a unas obtenidas a través de una cámara digital. Sobre todas ellas se aplican los algoritmos estadísticos de Homogeneidad, Contraste, Disimilaridad, Media, Varianza, Entropía y Energía. Además se incluye un último índice, el de Rugosidad que no es trabajado a partir de la matriz de co-ocurrencia, sino que a partir de la imagen cruda. Dentro de los resultados obtenidos fue que no todas las imágenes deben ser segmentadas a partir de la matriz de coocurrencia, el criterio para discriminarla es el tamaño de sus primitivas. Otro resultado que deriva de esto es que el tamaño de la ventana de procesamiento es muy importante en el tiempo porque este crece exponencialmente a medida que aumenta al tamaño de la imagen a procesar. El mejor de los índices de segmentación resultó ser la Media, a continuación le siguen: Disimilaridad, Desviación Estándar, Contraste, Homogeneidad, Entropía, Energía y Rugosidad
Controlador MIMO basado en identificación neuro-difusa
(Universidad de Concepción., 2006) Bahamonde Reyes, Carlos Roberto; Segoviano, Carlos
En esta memoria se propone el estudio de técnicas de modelación y control basadas en lógica difusa del tipo Takagi-Sugeno, para sistemas no lineales multivariables y en particular la identificación de un sistema “TITO” (Two input-Two output) no-lineal. La modelación del sistema es llevada a cabo en tres etapas. En la primera de ellas, se utiliza una entrada aleatoria para la identificación del sistema y la modelación es realizada en su fase inicial con aprendizaje no supervisado off-line. En la segunda fase se excita la planta con una entrada sinusoidal y también con aprendizaje off-line. Finalmente se aplica la misma entrada sinusoidal pero se realiza la adaptación on-line de los parámetros y se evalúa el desempeño de estas tres etapas. De las simulaciones realizadas se puede apreciar que la identificación del modelo arroja muy buenos resultados y que la modelación en la etapa de validación mejora notablemente con el uso de un algoritmo de identificación con adaptación de los parámetros. El control neuro-difuso es diseñado en base a controladores lineales locales, los que actúan dependiendo de la zona del espacio de entrada en que se esté operando. Estos controladores locales están basados en el modelo difuso inverso del proceso, los parámetros tanto del antecedente como del consecuente son adaptados con aprendizaje supervisado, o sea “online” con el proceso. Por último se evalúa el desempeño del controlador neuro-difuso en el mismo sistema propuesto para modelación y además en una aplicación de una Planta de Separación Gas-Líquido. Se puede observar de las simulaciones que el controlador posee una gran robustez y adaptación a los cambios del sistema, además puede lidiar de gran forma con el acoplamiento existente entre las salidas y con el alto grado de no-linealidad que poseen estos sistemas MIMO. Esto es debido a que el modelo tiene características adaptables a través de sus parámetros los que permiten compensar los cambios en los parámetros del sistema y el efecto de las perturbaciones, lo que no es posible alcanzar con técnicas de control convencionales ya que están pensadas para sistemas lineales con comportamiento invariante en el tiempo.
Control robusto de un UPQC trifásico
(Universidad de Concepción., 2006) Landaeta Novoa, Leonardo Mauricio; Espinoza Castro, José Rubén
En el presente informe de Memoria de Título se desarrolla una estrategia de Control Robusto para un UPQC (Unified Power Quality Conditioner) trifásico, basando su diseño en un adecuado modelo matemático que caracteriza la operación del equipo y que asegura el correcto funcionamiento de la estructura ante determinadas variaciones de parámetros y carga, y distorsiones del voltaje de la red. El UPQC está compuesto por dos convertidores fuente de voltaje, y es posible demostrar matemáticamente que la estrategia de control a proponer sobre la estructura total puede considerar la operación y control de ambos convertidores de manera independiente y sin acoplo. Es así como se propone una estrategia de control mixto basado en un LQR (Linear Quadratic Regulator) con acción Integral y un control PI (Proporcional Integral) de lazos SISO (Single Input Single Output). La estructura de control propuesta asegura el correcto desempeño del equipo ante variaciones en el voltaje de red, en el factor de potencia de carga y en parámetros del modelo del equipo. En particular, resultados en simulaciones computacionales corroboran una correcta operación ante variaciones del factor de potencia de carga y en la amplitud de la tensión de red en rangos entre 0.7 ~ 0.9 y entre 0.92 ~ 1.05 p.u. respectivamente. Para validar la operación conjunta de la estructura con la estrategia de control mixto, se incluyen resultados de simulación obtenidos en el software PowerSim.
Control de sincronía para motores a combustión en UAV bimotor
(Universidad de Concepción., 2007) Mardones Neculqueo, Cristian Marcelo
El presente informe de Memoria de título presenta el desarrollo metódico que se ha seguido para implementar un sistema de control que permita la sincronización entre los motores de combustión interna que impulsan a un UAV bimotor. Además de lograr la sincronización, el controlador es capaz de obtener diferencias de velocidad entre ambos motores con el objetivo de prestar apoyo al vuelo del avión bajo ciertas situaciones de falla. El desarrollo de este proyecto implicó en sus primeras etapas un análisis teórico del avión, de la teoría aeronáutica y de su sistema de control de vuelo, además de una mirada a la construcción de los UAV. Luego de realizado el análisis teórico se diseñaron las estrategias control de los motores, para lo cual se debió obtener de forma experimental el modelo dinámico de un motor a combustión. Con tales datos se diseño un lazo de control que, antes de implementarlo, fue simulado bajo ambiente Matlab. La implementación del controlador fue realizada en dos plataformas de laboratorio distintas; una basada en una FPGA como dispositivo para la programación del controlador y la otra basada en un dsPIC (microcontrolador). Gran parte del desarrollo de este proyecto involucró la implementación del sistema de control; se debieron resolver problemas como el diseño de un sistema de sensado de RPM para motores de combustión en el UAV, fabricación de una plataforma de laboratorio y programación de la FPGA y el dsPIC. Los resultados obtenidos con las dos plataformas de prueba son satisfactorios; se evidencia que la implementación de controladores tipo Proporcional-Integral, tanto en la FPGA como en el dsPIC, entregan resultados esperados de estabilidad y tiempos de respuesta para el lazo de control diseñado. Para ambos casos el error en S.S. no supera los 60 [rpm] y el tiempo de respuesta es del orden de 2 [s], valores aceptables para un sistema de motores a combustión, que basa su accionamiento en sistemas mecánicos y que tiene motores con rango de velocidad entre 2000 [rpm] y 12000 [rpm].
Análisis técnico económico del diseño de los bancos resistivos de las locomotoras schalke
(Universidad de Concepción., 2007) Astudillo Gatica, Pablo Esteban; Morán Tamayo, Luis Alejandro
El estudio de esta memoria de título, nace a partir de las fallas ocurridas en las resistencias de frenado de la locomotora de producción SCHALKE 130 Toneladas, del nivel ferroviario ferrocarril Tte. 8, que aparecen debido a las exigencias de frenado impuestas por el sistema de automatización del ferrocarril. De esta forma este análisis da a conocer el diseño del banco resistivo y la capacidad de disipación de energía que posee la locomotora, con ello se muestra el problema ocasionado por el sistema de frenado del tren. Se muestra la modificación efectuada al software de la locomotora, que contempló la mejora en la conversión de los datos para estimar la carga efectiva de las resistencias de frenado, contemplando además el aumento del freno de los carros en función a distintas opciones de operación del tren. Finalmente se dan a conocer alternativas que pueden mejorar el sistema de freno del tren, reduciendo los costos producto del deterioro prematuro de los elementos que proveen el frenado de los convoyes.
Implementación en una FPGA de un separador de señales basado en el análisis de componentes independientes.
(Universidad de Concepción., 2008) Escalona Martínez, Ricardo Felipe; Figueroa Toro, Miguel Ernesto
Actualmente existen algoritmos de separación de señales desarrollados a través del análisis de componentes independientes, que se aplican a diferentes áreas y a través de los cuales se obtienen resultados excelentes. La implementación de estos algoritmos se lleva a cabo a través de herramientas software que no permiten desarrollar de forma rápida la separación de las señales sensadas; un ejemplo de lo anterior, es la extracción de la señal del feto desde el electrocardiograma de la mujer embarazada, donde es necesario la obtención de la información, idealmente en tiempo real.
Emulador de circuitos adaptivos análogos sobre un FPGA
(Universidad de Concepción., 2008) Herrera Peña, Daniel Esteban; Figueroa Toro, Miguel Ernesto
La implementacion de algoritmos de procesamiento adaptivo de señales y aprendizaje de máquina en VLSI análogo de señal mixta se dificulta por las características no ideales del hardware utilizando para diseñar las unidades funcionales de los algoritmos.Estas características incluyen: no linealidades variación de parámetros,fuga de carga y dependencias con la temperatura en el circuito.Dado que el proceso de diseño e implementación de circuitos VLSI es largo y costoso,es necesario disponer de una heramienta que permita la evaluación y emulación del desempeño del algoritmo implementado antes de pasar a la etapa de fabricación.Simuladores de circuitos como SPICE permiten evaluar algunos de estos factores,pero,debido al bajo novel al que estas herramientas simulan los circuitos,sus tiempos de ejecución son largos y prohíben la evaluación de sistemas de mediana y gran escala. En esta Memoria de Título, se realiza el estudio,evaluación y análisis general de un algoritmo de aprendizaje y procesamiento adaptivo de señales que presentan propiedades atractivas de aprebdizaje y procesamiento en VLSI.se describe la operación y las principales caracteristicas de algunas de las unidades ariméticas y procesamiento utilizadas en VLSI análogo y de señal-mixta. Se estudia una herramienta software existe que simula estos circuitos.Y se desarrolla una herramienta hardware en verilog HDL y matlab, que permite incorporar los efectos de hardware en la emulación de algoritmos, permitiendo la evolución y interacción de sistema de mediana y gran escala, facilitando el estudio de nuevas implementaciones y posibles mejoras en los circuitos para contrarestar los efectos no deseados del hardware
Herramientas de diseño jardín de infiltración de aguas lluvias urbanas-aplicación a un área urbana particular (Santiago, Chile).
(Universidad de Concepción., 2008) Arteaga Muñoz, Claudia Alejandra; Dussaillant, Alejandro
El crecimiento urbano trae consigo la pérdida de superficies permeables, provocando la disminución de la permeabilidad de los terrenos y el colapso de los sistemas colectores de aguas lluvias por el aumento de la escorrentía superficial. El manejo tradicional de aguas lluvias no mitiga estos efectos. Para contrarrestar el daño se han desarrollado técnicas alternativas, las que están enfocadas en reproducir el ciclo hidrológico natural previo a la intervención humana. En esta categoría se encuentra el Jardín de Infiltración, definido como una depresión poco profunda vegetada, que recibe las aguas lluvias provenientes de una superficie impermeable y que permite aumentar la recarga de agua subterránea.
UPQC basado en topologías multi-celdas operando con diferentes niveles de tensión DC
(Universidad de Concepción., 2009) Espinosa Neira, Eduardo Enrique; Espinoza Castro, José Rubén
El tema de la calidad de suministro involucra dos partes. La primera de ella es la que considera al cliente el cual da la característica de corriente, debido a que ésta depende de la carga generando corrientes armónicas y/o potencia reactiva. La segunda parte involucra al distribuidor el cual es el encargado de proveer el voltaje hacia la carga, teniendo problemas del tipo de caída de voltaje, sag, y de alzas de voltaje, swell. Un filtro activo que es capaz de mitigar estos problemas es el UPQC, también conocido como el filtro activo universal, teniendo la capacidad de mejorar la calidad de suministro eléctrico. Este filtro activo es el resultado de la combinación de un compensador serie y paralelo, en conexión back to back, lo cual permite que compartan el mismo en la enlace DC. Este trabajo se basa en el análisis y control de un UPQC multicelda con diferentes niveles de enlace DC. Estos distintos niveles de voltajes son determinados en función de encontrar un THD mínimo en la forma de onda total del voltaje, que está dada por la suma del voltaje a la salida del inversor que compone cada celda del compensador paralelo. Para esto se utilizó una forma de onda cuadrada modificada, en la cual se manipula su amplitud y su ángulo de disparo. La ventaja de esta forma de onda es su baja frecuencia de conmutación, 150[Hz], permitiendo reducir las pérdidas, y su elevado número de niveles que tiene la forma de onda total dado por 2•N+1, siendo N el número de celdas. La topología utilizada para ilustrar los resultados cuenta con 4 celdas monofásica-monofásica permitiendo obtener una forma de onda de 9 niveles con un THD del 8.83 %. Al realizar una comparación con 4 celdas monofásicas conectadas en cascada y moduladas mediante SPWM unipolar, además de utilizar phase shifted en la carrier, con una frecuencia de conmutación de 150[Hz] por celda se obtiene un THD del 10.45%. Esto muestra que la modulación utilizada presenta mejor resultado que una técnica de modulación convencional, además de lograr una reducción en las pérdidas por conmutación.
Captura de datos de un sistema de combustión utilizando un radiómetro
(Universidad de Concepción., 2009) Luengo Contreras, Lorenzo Alberto; Sbárbaro Hofer, Daniel
El presente trabajo presenta un estudio e implementación de un sistema de captura de datos de un quemador utilizando como principal sensor un radiómetro, también conocido como espectrofotómetro. Se describen en detalle los trabajos realizados para el montaje de la instrumentación en el quemador, como del conexionado de los instrumentos para la captura de datos. A partir de los datos adquiridos mediante este instrumento se obtuvieron correlaciones para obtener información sobre el estado de la combustión de petróleo diésel convencional, como también biodiesel. Con este objetivo se analizaron previamente algunos aspectos teóricos, como el método de dos longitudes de onda, el cual se utilizó para realizar una estimación de la temperatura de llama y algunos métodos de eliminación de línea base. A partir del análisis de los métodos encontrados en la literatura, se propuso una metodología híbrida que combina características de los métodos citados. Se implementó el software (desarrollado sobre la plataforma LabVIEW R ) que fue utilizado para registrar los datos para su posterior análisis, utlizando Matlab R , como también un sistema de procesamiento y visualización en línea. Finalmente, se muestran algunos resultados obtenidos, como la eliminación de línea base utilizando el filtro propuesto en base a la transformada wavelet, como también estimaciones de CO2 a partir de datos radiométricos. Los resultados obtenidos con la aplicación del filtro propuesto son satisfactorios, obteniéndose una mejor estimación de la línea base teniendo como referencia los filtros de media móvil, mediana móvil y Savitsky-Golay de primer grado. Las estimaciones de CO2 obtenidas a partir de las mediciones radiométricas permiten tener una primera aproximación de las emisiones gaseosas de la combustión, aunque la precisión de la estimación no es completamente satisfactoria.
Análisis del manejo de los recursos hídricos del río Chillán.
(Universidad de Concepción., 2009) Toro Muñoz, Patricio Rubén; José Vargas B.; Arumi Rivera, José Luis
La cuenca del río Chillán ha sido estudiada a través de diversos proyectos de investigación, asistencia técnica, tesis y proyectos de titulación realizados en la Universidad de Concepción. Todo lo anterior hace posible contar con una base de datos suficiente para poder realizar estudios más complejos y aplicar metodologías que requieran mayor número de datos. En el presente texto se estudió la hidrología del río Chillán, así como también se creó un catastro de bocatomas para riego, las que se encuentran en gran número en la parte media de la cuenca. Se obtuvieron los caudales correspondientes a cada una de ellas, ya que actualmente la gran mayoría de las bocatomas no cuenta con estructuras que permitan regular con exactitud la captación. Se evaluó el manejo de las bocatomas en los siguientes escenarios: Una época de sequía lo suficientemente severa como para que el recurso hídrico sea insuficiente para satisfacer las demandas, en cuyo caso se presenta una manera de gestionar el sistema de manera de obtener una distribución proporcional del recurso, y con la construcción de un embalse para riego que contribuiría a aliviar la escasez de agua en los casos de sequía. La metodología utilizada consiste en el análisis de los registros fluviométricos de las estaciones ubicadas a lo largo del cauce, revisión bibliográfica, creación de un modelo mediante el programa computacional MODSIM de la Universidad del Estado de Colorado, visitas a terreno y consultas a la Dirección General de Aguas. Con el modelo creado se simula el comportamiento del sistema en diferentes escenarios, comparándose los resultados obtenidos con los registros de las estaciones fluviométricas ubicadas en el río. Durante la época de riego los caudales se ven notoriamente disminuidos, sobre todo en los meses de estío, sin embargo con un manejo adecuado del sistema de riego es posible enfrentar relativamente bien la escasez de recursos, manteniendo una distribución proporcional de agua. La construcción de un embalse para riego en la parte alta de la cuenca, también se vislumbra como una alternativa para las épocas de sequía, ya que además de suministrar agua suficiente, también permite mantener un caudal mínimo.
Clasificación de espectros de maleza.
(Universidad de Concepción., 2009) Vilches Wolf, Rodrigo Alejandro; Amthauer Cárcamo, Eligio
En el siguiente documento se presentan métodos de clasificación de espectros de maleza, para los cuales se considera un resumen previo de la teoría que involucra a lo que se conoce como percepción remota. Posteriormente se analizan las características radiométricas de la maleza, enfocándose a la eliminación de los errores posibles de encontrar en la medición. Luego se procede a la adquisición de los datos, los cuales fueron realizados con el radiómetro CROPSCAN MSR16R y posteriormente al análisis de los mismos, en donde se obtiene la separabilidad de las especies involucradas y de los posibles métodos a usar. La información fue utilizada en el diseño de los clasificadores, de los cuales se obtuvieron tres métodos de clasificación: clasificación por rectas medias, índices de vegetación e índices de vegetación más bandas espectrales.
Estrategias de control para estabilización de navíos
(Universidad de Concepción., 2009) Mendoza Lira, Felipe Humberto; Segovia Vera, Juan Pablo
Este trabajo resume la modelación del movimiento del barco, los principales dispositivos y esquemas de control utilizados en la estabilización de navíos. Entre los dispositivos se incluye las superficies de control como timón (rudder), aletas (fins) y tanques anti-roll tipo U (anti-roll U-tank). Se presenta las forma de evaluar los efectos del movimiento producido por el oleaje a través del índice de mareo MSI que relaciona las aceleraciones y frecuencias del movimiento vertical con el porcentaje de personas que vomita tras un determinado tiempo de exposición, también se presenta el índice de interrupciones MII que relaciona la fuerza lateral con el número de veces que esta causa deslizarse, pérdida de equilibrio o distracción. Se implementa un algoritmo MPC (Model Predictive Control) específicamente un control basado en optimización cuadrática con restricciones que permite ser utilizado tanto para la amortiguación del balanceo mediante el timón y/o aletas. Se muestran los resultados comparativos entre las distintas configuraciones evaluando sus desempeños en modelos desarrollados en Simulink de Matlab®. Entre estas configuraciones están: el uso sólo de timón, el uso de aletas, el uso de tanques anti-balanceo tipo U pasivos y el uso de timón junto a aletas móviles. Se desarrolla un modelo de realidad virtual para visualizar tanto las acciones de control como sus efectos en un una animación en 3D. Los principales resultados de este trabajo son el simulador como una herramienta para evaluar los principales dispositivos utilizados para la amortiguación del balanceo, una comparación entre éstos permite conocer las capacidades o eficiencia de cada uno. En la implementación del control MPC de la manera presentada permite ser utilizado en distintas configuraciones (estabilización por el timón, por aletas o timón y aletas) sin modificaciones en el algoritmo. Por último el uso de un observador con la inclusión de un bias en el ángulo de guiñada (desvío de la proa del buque hacia un lado u otro del rumbo en que se navega), permitió una observación de los estados con buenos resultados filtrando el ruido presente debido al oleaje
Proyecto de acreditación del laboratorio de hormigón UDEC, bajo NCH-ISO 17025.OF 2005. Procedimientos técnicos, equipamiento e incertidumbre.
(Universidad de Concepción., 2009) Llanos Araya, Mario Oscar; León González, César; Bucarey Cuevas, Arnoldo
En un mercado tan competitivo como el actual, es de suma importancia destacarse de la competencia, una forma de hacerlo es que los productos o servicios otorgados al cliente cumplan con las necesidades, especificaciones y que estén bien realizados, es decir, que sean productos de calidad total. Pero no basta con conseguirla, sino que también se debe acreditar. Es por ello que esta memoria tiene como objetivo generar parte de la documentación necesaria para que el Laboratorio de Hormigón de la Universidad de Concepción logre la acreditación otorgada por el Instituto Nacional de Normalización. El método de trabajo utilizado comprende en primer lugar una recopilación bibliográfica acerca del tema, teniendo como texto fundamental la norma referente a laboratorios de ensayo, NCh-ISO 17025.Of2005 “Requisitos Generales para la Competencia de los Laboratorios de Ensayo y Calibración”. Esta guía contiene todos los requisitos que deben cumplir los laboratorios de ensayo si desean demostrar que poseen un sistema de gestión, son técnicamente competentes y son capaces de generar resultados técnicamente válidos. Posteriormente, definir los ensayos mínimos a acreditar establecidos por el convenio INN MINVU, realizando una revisión exhaustiva de la normativa referida a cada ensayo. Los resultados del trabajo, teniendo en cuenta que el sistema de calidad se sustenta en una estructura documental, son parte del Manual de Procedimientos, documento que contiene una descripción precisa de cómo deben desarrollarse las actividades dentro del laboratorio, específicamente los procedimientos referidos a equipos e incertidumbre. Además, se desarrolla un sistema de registros de verificación de equipos que sirven de documentación probatoria. Como observación, se puede destacar que la obtención de la acreditación del Laboratorio de Hormigón, se encuentra ligada a la excelencia de éste y es por ello que es primordial renovar equipos, adquirir otros y mejorar e implementar condiciones de seguridad, entre otros. Se puede concluir que se han logrado los objetivos planteados inicialmente, siendo un aportando tangible a la Acreditación del Laboratorio de Hormigón de la Universidad de Concepción con la confección de dos Procedimientos Técnicos referidos a Equipos y Trazabilidad.
Diseño de estrategias de control para espesadores
(Universidad de Concepción., 2009) Guzmán Bahamonde, Gabriela Catalina; Segovia Vera, Juan Pablo
Se realiza una breve descripción del problema físico y modelación mediante una ley de conservación fuertemente degenerada. Se presenta un método numérico para obtener soluciones aproximadas de problemas provenientes de un proceso continuo de sedimentación -consolidación de suspensiones dentro de un Espesador-Clarificador, obteniendo óptimos resultados tanto en modo batch como modo continuo, asemejando el modelo al comportamiento real del proceso. Estos procesos se utilizan para lograr la separación de una suspensión de pequeñas partículas suspendidas en un líquido viscoso, en sus componentes sólido y líquido bajo la acción de la fuerza de gravedad, ayudados de la acción de un polímero llamado floculante, cuya función principal es aumentar la velocidad de sedimentación formando mayores masas o flóculos de partículas que caen hacia el fondo del Espesador más rápidamente. Estos procesos se usan ampliamente en la industria minera, por ejemplo para recuperar el agua de las suspensiones que salen de los procesos de flotación, recuperación de agua en procesos de la minería, purificación de aguas domiciliarias, entre otros procesos. A partir de la resolución numérica del proceso aplicada, se realiza un análisis en lazo abierto de éste para ver el comportamiento principal es que para el tipo de material que se está trabajando, la adhesión de floculante no genera grandes cambios en la concentración de descarga ni en el proceso en general, no siendo un parámetro considerable para controlar el proceso. Para el caso de la concentración de descarga se observa que existe un alto grado acoplamiento de este parámetro con el flujo de descarga. Finalmente se implementó una estrategia de control de tipo Fuzzy de Masa, altura y Presión, obteniendo resultados positivos a cambios de referencia para los tres casos, comportándose el sistema como un sistema de primer orden. Para el caso de control de masa éste se comporta como un control de altura y al revés. Para el control de presión se concluye que éste logra el objetivo logrado, pero abriendo una serie de cuestionamientos respecto a si la presión que se esta controlando es la presión de fondo que se quiere controlar, ya que no existen ecuaciones claras o mucha información que explique el comportamiento o impacto de la presión en el proceso. Considerando lo anterior mencionado el modelo numérico y los controles implementados para el proceso de Sedimentación consolidación logra un acercamiento satisfactorio a la realidad, no olvidando que las consideraciones de éste fueron ideales.
Diseño, levantamiento y construcción tablero de madera tensado para el puente km 3.6.
(Universidad de Concepción., 2009) Vásquez Barriga, Juan Pablo; Dechent Anglada, Peter
Esta memoria está enmarcada en el proyecto “Desarrollo de bases para la implementación de alternativas de construcción y reparación de puentes en caminos secundarios, ocupando materias primas ecológicas y sustentables”, Adjudicada a la Universidad de Concepción por el Fondo de Innovación tecnológica del Ministerio de Obras Públicas, el que considera en esta etapa, la construcción de un tablero de madera tensado con el propósito de masificar esta tecnología debido a los buenos resultados obtenidos del puente Cautín construido el año 2004. Debido a esta razón el Departamento de Ingeniería Civil junto con la Dirección de Vialidad de la Novena Región ha seleccionado 2 puentes en el Sector Coipúe-aviación, ubicados en la localidad de Freire para reemplazar el actual tablero de madero tradicional por un tablero de madera tensado. En esta región existen una gran cantidad de puentes de madera tradicional en la cual su vida útil no supera los 3 años, en los cuales se deben hacer mantenciones periódicamente debido principalmente a las solicitaciones climáticas y de tráfico. Es por esta razón se el tablero de madera tensada transversal surge como una alternativa válida debido a lo que implica el gasto permanente de mantención de los puentes de madera tradicional, además otra ventaja comparativa de los puentes de madera tensada es su vida útil de 40 años, con lo que se muestra que la inversión es rentable. Junto con esto se tendrá como labor el diseño y construcción del tablero de madera tensada en el cual se aplicarán nuevas tecnologías tales como, el tipo de impregnación de la madera en CCA+cera y carpeta de rodado que se investigan paralelamente con esta memoria, para encontrar la alternativa óptima en el plano ecológico y económico, es decir, minimizar costos a largo plazo utilizando materias primas ecológicas y sustentables. A través de esta memoria se pretende continuar mejorando dicha tecnología de puentes que se comenzó a aplicar en Chile con el Puente Cautín y ha traído buenos resultados, como lo ha sido en países como Estados Unidos y Canadá, realizando un diseño completo y detallado de los tableros de madera tensados y de los elementos necesarios para la construcción de éstos, un programa de seguimiento, un análisis comparativo con otras alternativas y se describirá un adecuado control de calidad de los elementos que componen dicho tablero y procedimientos durante su ensamble.

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