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Recent Submissions
Parque solar con conexión AC serie de unidades generadoras para maximizar la generación de potencia en condiciones de falla.
(Universidad de Concepción, 2024) Muena Ortiz, Matias Enrique
La aplicación de energía fotovoltaica como forma de alimentación es cada día más utilizado en la industria al ser energía renovable y de naturaleza no contaminante. Su uso va en aumento principalmente por la reducción del valor de los equipos y de los costos de instalación que han experimentado estos últimos años. Al ser modelados como fuentes de corriente directa (DC), es necesario el uso de inversores para las cargas comunes como lo son cargas RL o la propia red eléctrica. Si se desea mejorar la calidad de señal, es posible aumentar la cantidad de inversores, reduciendo el contenido armónico y aumentando su resolución al existir más niveles de voltaje alcanzables. Existen varias topologías de inversor multinivel (MLI) en el mercado, una de las más usadas es el topología multinivel con celdas H conectadas en cascada (CHB). Una de sus ventajas es el costo menor en comparación a otras topologías, como también la flexibilidad para incrementar el número de niveles. Esto igual trae consigo contras, como que el modelado se vuelve mucho más complejo y que el sistema es más susceptible a fallas al haber mayor cantidad de elementos. Por esto, siempre se está en la búsqueda de optimizarlos en el ámbito de las fallas, ya que estas pueden degradar el comportamiento de motores o, incluso, producir el paro total del sistema. Uno de los mayores problemas al fallar una celda es la disminución de la potencia a la salida, junto a un desbalance de voltaje en la carga. Para suplir ese desbalance, la solución actual es eliminar las dos celdas restantes de esa pierna, produciendo otra disminución aún mayor de la potencia total. El presente trabajo muestra dos soluciones algorítmicas al problema de compensar la potencia perdida. Se basan en aumentar el número de paneles por celda necesarios inicialmente, para así, ante una falla, modificar la moduladora de una u otra manera, manteniendo la condición de operación. El primer algoritmo modifica la moduladora de la fase con falla en amplitud, mientras que el segundo modifica las moduladoras de fases sin fallas en amplitud y fase. El esquema propuesto se verifica mediante simulación en el software PLECS, utilizando distinto número de celdas para la comparación entre algoritmos, como también distinta cantidad de fallas. Los resultados muestran un menor número de paneles solares necesarios para suplir fallas en el algoritmo 2, llegando incluso a no necesitar más paneles que los mínimos requeridos para trabajar a condición normal de operación, como también un mejor aprovechamiento de los recursos cuando se aumenta el número de celdas por fase.
Desarrollo de modelo de colorimetría en el SWIR.
(Universidad de Concepción, 2024) Puentes Espinoza, Matías Ignacio; Arias Parada, Luis Emiliano
En el contexto del avance del desarrollo de imágenes en el espectro infrarrojo y la ciencia de la colorimetría, se identificó la oportunidad de aprovechar las propiedades del SWIR, a través de la colorimetría.
En el presente informe para Memoria de Título “Desarrollo de modelo de colorimetría en el SWIR” se estudiaría a fondo la colorimetría, donde se buscará obtener un modelo para conseguir color en el SWIR, aprovechando de esta manera las características de este espectro, tales como visión en condiciones de neblina, visión del contenido de recipientes de algunos materiales, análisis del estado de agricultura, entre otros.
Para abordar esta investigación, primero se estudiará de forma exhaustiva cada concepto de colorimetría, donde luego se montará un set-up óptico para obtener imágenes en el espectro estudiado. Con esto se realizarán diferentes experimentos, analizando y procesando estas imágenes.
Como resultado, se logró desarrollar un modelo de colorimetría en el SWIR, lo que permitió reconstruir, a partir de imágenes monocromáticas en el SWIR, imágenes a color mediante Síntesis Aditiva de Color, obteniendo así propiedades destacadas de Colorimetría e Infrarrojo. Las imágenes obtenidas correspondieron a elementos cuya reflectancia en el SWIR difiere del rango VIS, cuyo color se obtuvo del diagrama de cromaticidad calculado para el sistema óptico diseñado. Lo expuesto en este trabajo y sus resultados muestran un avance metodológico en la evolución de la obtención de imágenes a color, a partir de imágenes en el infrarrojo.
Regulación de frecuencia y balance de potencias en microredes que incluyen generación eléctrica en base a energía solar.
(Universidad de Concepción, 2024) Beltrán Coloma, Renzo; Espinosa C., José
Las microredes AC son sistemas de generación y transmisión de energía, empleando fuentes renovables y convencionales, y que operan con o sin conexión a la red de distribución principal. En su funcionamiento en modo isla, sin dicha conexión, la frecuencia del sistema completo se ve afectada ante cambios en la carga cuando están presentes componentes con inercia mecánica, siendo los lazos de control implementados en los convertidores estáticos quienes tienen la labor de compensar estas desviaciones. En la actualidad los métodos de control aplicados se encuentran orientados en la obtención de los parámetros de los controladores mediante numerosos métodos. En este trabajo se detalla el diseño de una microred que combina una planta de generación solar con un generador trifásico a la cual se somete a cambios significativos en la carga con el objetivo de implementar un lazo de control capaz de compensar la variación de la frecuencia y balancear la potencia suministrada por los sistemas de generación logrando una compensación de 1 Hz de la señal de frecuencia siendo 1 segundo más rápida que la operación normal.
Evaluación de la técnica DEM para estudio de altura de columnas altas en minería de block caving.
(Universidad de Concepción, 2024) Castro Gallardo, Bryan Enrique; Gómez Puigpinos, René; Castro Ruiz, Raúl
Las operaciones de Block Caving se están volviendo más desafiantes a medida que la minería se lleva a cabo a mayores profundidades, en rocas más competentes y con requerimientos de producción más elevados. Dado esto existe la tendencia de aumentar la altura de columna para este tipo de operaciones, tendencia que presenta ventajas como la reducción de los costos de preparación minera y desventajas como altos esfuerzos por sobrecarga. Este aumento en la altura de columna tiene un efecto en el flujo de material granular, por lo tanto, es necesario estudiar el comportamiento del flujo gravitacional a altura de columnas altas (<500 [m]). Siendo los métodos de elementos discretos (DEM) una herramienta importante para el estudio de flujo gravitacional dado que permite un análisis en detalle de las micro y macro interacciones entre partículas.
Para realizar el estudio de flujo gravitacional en altura de columnas altas (<500 [m]) mediante DEM, se lleva a cabo un plan experimental. Esto se realizará mediante un modelo numérico basado en un modelo físico de escala 1:200 mediante el software Ansys Rocky. El plan experimental considera experimentos de tiraje aislado y tiraje múltiple con una granulometría utilizada en el modelo físico. El experimento de tiraje aislado consiste en cuantificar la geometría de flujo, mientras que el de tiraje uniforme se busca cuantificar la geometría de pilar remanente.
Para realizar los experimentos, primero se calibra el modelo numérico. Para ello, se calibra el material utilizado en el modelo físico mediante ensayos de caja de corte y ángulo de reposo con el software Rocky DEM. Una vez realizada la calibración del material, se lleva a cabo los experimentos de tiraje aislado y múltiple.
Se realizaron simulaciones con altura de columna de 200 [m], tanto para los experimentos de tiraje aislado y tiraje múltiple uniforme. En el tiraje aislado, la calibración no fue exitosa debido a la alta energía cinética inicial y que no se logró utilizar los parametros de calibración debido a los altos tiempos de simulación. En el experimento de tiraje múltiple, al aumentar la masa extraída, el pilar remanente disminuye gradualmente. Comparando ambos métodos de extracción, el tiraje aislado genera un pilar remanente mayor.
Se concluyó que no es posible realizar un estudio de altura de columnas altas, siendo la altura máxima posible para estudiar de 200 [m]. En el experimento de tiraje aislado dado que no se logra la calibración debido a alta energía cinética y tiempos de simulación, esto da a conocer la importancia del ángulo de fricción interna para la calibración. Para el experimento tiraje múltiple el tamaño del pilar remanente por tiraje aislado es mayor debido a que su ángulo de flujo es más agudo.
Algoritmos de clasificación de emociones en base a registros multicanal.
(Universidad de Concepción, 2024) Alvial Sánchez, Alonso Gonzalo; Pino Quiroga, Esteban; Urrutia Martínez, Mabel
La presente memoria de título forma parte del proyecto FONDECYT 13220040, EMOCREA: descubre y recrea tus emociones en entornos de realidad virtual mediante técnicas neurocientíficas y de inteligencia artificial, cuyo objetivo es determinar las categorías emocionales más salientes para su posterior entrenamiento en medios educativos. El objetivo general de esta memoria es clasificar emociones a partir de señales fisiológicas, como GSR, PPG, respiración y temperatura corporal, las cuales son de carácter mínimamente invasivo y de fácil adquisición. La motivación de este trabajo radica en la importancia de clasificar emociones humanas con precisión, con aplicaciones directas en el ámbito educativo. Para ello, las señales fisiológicas ofrecen un enfoque más certero y objetivo en comparación con métodos como las expresiones faciales.
La metodología incluyó un experimento con 111 estímulos visuales clasificados en clústeres para evocar emociones. 64 participantes, con una media de edad de 15 años, calificaron cada estímulo en 3 categorías: aproximación, compromiso e identidad, utilizando una escala de 1 a 9. De estos, se seleccionaron 54 registros tras verificar la calidad. El procesamiento abarcó filtrado de ruido, normalización y segmentación de señales.
Se realizó un análisis estadístico de los datos conductuales obtenidos por cada participante, tanto de las respuestas proporcionadas durante el experimento como de los tiempos de respuesta. Adicionalmente, se aplicó un análisis de ANOVA para identificar diferencias significativas entre los datos. En los casos donde estas diferencias fueron significativas, se realizó un análisis posterior para identificar los clústeres entre los cuales las diferencias eran mayores.
Las señales fueron analizadas mediante algoritmos de Machine Learning, entre ellos árbol de decisión, regresión lineal, Naïve Bayes y SVM. Cada modelo fue evaluado utilizando métricas de pre dictibilidad positiva +P y sensibilidad Se, calculadas a partir de matrices de confusión. Los resultados mostraron que la efectividad de los modelos varió según la señal y el clúster de clasificación, alcanzando un desempeño aproximado del 33.8% en predictibilidad positiva y un 33.48% en sensibilidad, para los 3 clústeres.
En conclusión, el algoritmo desarrollado no logró clasificar emociones de manera efectiva utilizando características fisiológicas. Sin embargo, se identificaron desafíos importantes, como la sincronización de señales y el manejo del ruido en los datos, que representan áreas clave para futuras investigaciones.