Ingeniería Mecatrónica

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Tostadora de café semiautomática con capacidad de producción de 2kg/h para el Municipio De Jardín, Antioquia

Rincón Gil, Edgar Virgilio | 2022

RESUMEN: Este trabajo consiste en el diseño, desarrollo y construcción de una tostadora de café, con el objetivo de ser implementada en el municipio de Jardín, Antioquia. En las primeras etapas se realiza la formulación del problema por medio de la cual se evidencia la situación actual de la región y como una máquina tostadora portable apoyaría a la economía de las fincas caficultoras del municipio en estudio. A lo largo del trabajo se utilizaron conceptos del texto Engineering Design de George Dieter y Linda C. Schmidt, para la etapa de diseño. Se abordaron conceptos de sistemas mecánicos para el diseño estructural y funcionamiento de los mecanismos, conceptos de control para la caracterización del sistema y diseño de controladores para obtener un funcionamiento semi autónomo. Inicialmente, en la etapa de diseño conceptual se realizó una serie de simulaciones en los softwares de Inventor para el diseño de mecanismos y Proteus y Tina-TI para el montaje de los circuitos electrónicos. Más adelante se realizó la adquisición de datos con ayuda de Matlab, se desarrolló el código del microcontrolador PIC en el software PIC C compiler; para el diseño y simulación del controlador establecido se usaron las herramientas de Matlab, dado que permitía realizar la comparación de la planta real versus el comportamiento teórico esperado según la función de trasferencia hallada. Finalmente, se logró implementar la planta en un ambiente controlado y obtener dos tipos de tueste, tostado medio y tostado medio alto.

Aplicativo para el entrenamiento en el uso de productos de apoyo

Méndez Mejía, Santiago | 2022

RESUMEN: Los productos de apoyo son una herramienta fabricada con el fin de facilitar la interacción entre las personas que los utilicen (en su mayoría personas con discapacidad) y su entorno, pues estos son productos, equipos, instrumentos, tecnología y software desarrollado para prever, equilibrar, inspeccionar, moderar o neutralizar deficiencias, limitaciones en la actividad y restricciones en la participación. Generalmente y como productos de uso constante necesitan de un entrenamiento para entender su funcionalidad y uso, pero el problema radica en que como en su mayoría se usa para personas con cualquier tipo de discapacidad y ellos encuentran barreras en la comunicación, estos entrenamientos suelen hacerse a sus familiares, lo cual sigue impidiendo que aumente la autonomía de estas personas y no cuenten totalmente con su derecho de inclusión. En este trabajo se busca realizar un aplicativo de escritorio, para el entrenamiento en el uso de productos de apoyo, enfocados en las actividades de la vida diaria, especialmente diseñado con el fin de que las personas con algún tipo de discapacidad puedan comprender la información sobre el producto de apoyo que le suscriba el personal capacitado según sea su caso, pues se realizará en lenguaje inclusivo, respondiendo a cada necesidad, según los diferentes tipos de discapacidad, esto con el fin de contribuir a la autonomía, al buen manejo de la información y a facilitar el trabajo de los profesionales encargados de esta área.

Sistema de rehabilitación para mano basado en robótica suave

Toro Ossaba, Alejandro | 2022

RESUMEN: Este trabajo presenta el desarrollo de un prototipo de órtesis de mano basado en robótica suave. Inicialmente se expone la necesidad actual y el público objetivo de este tipo de actuadores, se presenta el objetivo general junto a los objetivos específicos y se muestran algunos antecedentes. Posteriormente se tiene un marco teórico, que permite ver a profundidad algunos de los temas aplicados en el trabajo de grado. Luego de esto, se explica la metodología que se aplicará a lo largo del desarrollo, junto a sus entregables. Después se realiza el diseño metodológico, que empieza con una investigación preliminar que permite llegar a los requerimientos reales del actuador, seguido de un diseño y selección de concepto. Seguido de esto se tiene el diseño de detalle, en donde se muestran los planos para la realización y manufactura del dispositivo. Estos incluyen los planos para los circuitos eléctricos, el diseño de lazo de control y el código utilizado para su implementación en el microcontrolador, los modelos para la impresión y manufactura de los actuadores de silicona y la selección de materiales de fabricación. Después, se presenta la órtesis completa funcionando en un ambiente controlado. En esta etapa de resultados se muestran imágenes que muestran y evalúan los movimientos y posiciones obtenidos con sus gráficas del control. Por último, se concluye sobre la utilidad de estos sistemas para suplir algunas de las necesidades actuales, y su particular relevancia en los sistemas de rehabilitación gracias a su capacidad de trabajar junto a los humanos sin lastimarlos. También la obtención de un primer prototipo funcional con resultados satisfactorios, junto a su proceso de manufactura detallado que abre las puertas a que en el futuro se realice un desarrollo más profundo de este. Finalmente se discuten recomendaciones para mejorar este prototipo en un trabajo futuro.

Diseño de un banco de pruebas de esmerilado de rieles ferroviarios

Wilches Peña, Luis Vicente | 2022

RESUMEN: Durante las últimas décadas se han reportado frecuentes daños superficiales en rieles para ferrocarriles, debido a desgaste acelerado luego de ser procesados mediante esmerilado. Este proyecto está enfocado en el diseño de un dispositivo que instrumentaliza una sección de riel sometida a un proceso de esmerilado bajo condiciones de laboratorio. La información producida es adquirida y procesada, mediante el uso de convertidores análogos digitales (ADC). Las medidas tomadas pueden ser de utilidad para comprender la relación entre parámetros de esmerilado como la velocidad de corte y la de avance con las variaciones microestructurales registradas cerca del área de corte. Esta información también podría proveer nuevos puntos de vista acerca de la naturaleza del daño superficial reportado en rieles de ferrocarril procesados por reperfilado.

Actualización del equipo de posicionamiento satelital SPS para un helicóptero militar caso Sikorsky UH-60 de la Fuerza Aérea Colombiana

Flórez Zuluaga, Jimmy | 2022

RESUMEN: Con la implementación de nuevas tecnologías de instrumentación para la aviación, ha surgido la necesidad de adaptar herramientas como el dispositivo de posicionamiento satelital (SPS) que pretende transmitir parámetros de vuelo de las aeronaves a centros de mando y control para brindar las directrices que hacen posible el cumplimiento de la misión de la Fuerza Aérea Colombiana, manteniendo la agilidad y la precisión en las operaciones.  Los nuevos desarrollos han impulsado a la Fuerza Aérea Colombiana a optar por la integración o actualización de sistemas instrumentados en las aeronaves como los del helicóptero UH-60 de los que se obtienen parámetros como velocidad, rumbo y posición pero que aún hoy no cuentan con el registro de medidas como ángulos de inclinación o aceleraciones hacia los centros de procesamiento, mando y control que resultan representar los pilares de la preservación de los equipos, tripulaciones e incremento de la seguridad operacional de la aviación militar en Colombia.  El presente trabajo tiene como propósito identificar y actualizar los nuevos requerimientos de instrumentación y desarrollar estrategias a través de las cuales se logre el análisis de la calidad de vuelo de la aeronave UH-60 implementando sistemas electrónicos de recolección de datos en la herramienta de posicionamiento satelital (SPS) y potenciando sus capacidades mediante mejoras como el rediseño del espacio de conexión del módulo de alimentación del dispositivo permitiendo un cambio de las baterías sin necesidad de apagar el sistema.

Implementación de estrategias de gestión energética en trenes de potencia de vehículos híbridos eléctricos.

Manrique Espíndola, Tatiana | 2022

RESUMEN: El desarrollo de tecnologías de movilidad híbrida es importante para la solución de la problemática de contaminación atmosférica que se tiene actualmente. En este trabajo de grado se realiza la adecuación de un banco de pruebas de vehículos híbridos en la que se encuentran la potencialización de la seguridad del banco y el diseño de piezas mecánicas y de circuitos de acondicionamiento de señales. Después de la implementación de las adecuaciones se realiza un análisis de las características del tren de potencia y se selecciona una estrategia de gestión energética adecuada para el banco. Finalmente se identifican los modelos del tren de potencia y se diseñan e implementan los controladores de los actuadores necesarios para poder implementar la estrategia de gestión energética. Como resultado se obtiene el diseño de los controladores de bajo nivel necesarios para implementar la estrategia de gestión energética seleccionada, la validación experimental del controlador de velocidad y una simulación del sistema híbrido con los controladores de velocidad y torque.

Boya oceanográfica para el monitoreo de ecosistemas acuáticos

Giraldo Vásquez, Mario Alejandro | 2022

RESUMEN: Este trabajo presenta dos diseños de boya oceanográfica, que para la validación de estos se realizaron diferentes simulaciones en softwares de modelado 3D y análisis de esfuerzos. Además, se realizaron prototipos funcionales buscando un bajo costo de fabricación, y para ello de uso un material compuesto de una matriz polimérica, siendo ABS la base y usando resina epoxica como matriz para mejorar sus propiedades mecánicas y fisicoquímicas. Con los prototipos se realizaron pruebas reales en entornos controlados como lo son un lago, y hasta en el entorno real de estudio que es el mar de la costa colombiana, especialmente el mar de la ciudad de Santa Marta.

Comparación de estrategias de control MPPT en sistemas PV bajo condiciones de sombreado parcial

Manrique Espíndola, Tatiana | 2022

RESUMEN: Uno de los grandes problemas actuales de la humanidad es el energético, y es que mientras que existe una demanda creciente por este recurso, las fuentes tradicionales como los combustibles fósiles se están agotando, por lo que hallar otras fuentes de energía es algo primordial. La energía solar es una alternativa casi infinita, que puede aprovecharse mediante módulos fotovoltaicos (PV, por sus siglas en inglés). Si bien la luz solar es gratis, los paneles solares son relativamente costosos, por tanto, es menester extraer la máxima energía de estos. Existen diferentes técnicas para alcanzar el punto de máxima potencia (MPPT, por sus siglas en inglés). Sin embargo, no siempre se mantiene estático ya que cambia a causa de las condiciones de sombreado parcial (PSC, por sus siglas en inglés) sobre los módulos. El presente trabajo de grado presenta la comparación de distintas estrategias de control MPPT sobre un sistema PV de 40 W bajo PSC, implementando un diseño propio de un convertidor tipo Buck y analizando las curvas de potencia contra voltaje (PV) y corriente contra voltaje (IV) del sistema, proporcionando aportes como la caracterización experimental de un arreglo en el banco de pruebas, el diseño de un convertidor Buck especifico y las pautas para desarrollarlo en otros arreglos, la evaluación en simulación de estrategias de control MPPT; y la propuesta de un protocolo de pruebas para la implementación experimental de las estrategias de control MPPT.

Sistema robótico de entrega automatizada de alimentos con selección y ejecución inteligente de trayectorias

Cock Ramírez, Jorge Andrés | 2022

RESUMEN: La demanda de fuerza de trabajo de los establecimientos de comida en periodos de alto flujo es una necesidad presente en muchos sitios a lo largo del mundo. Por ello, se hace necesario buscar alternativas para maximizar el cubrimiento de tareas, principalmente de la entrega y recolección de alimentos. Entonces, se propone el diseño e implementación de un sistema robótico de entrega automatizada de alimentos con selección y ejecución inteligente de trayectorias. Se evalúan las herramientas de búsqueda de trayectorias y el algoritmo seleccionado es A*, el cual es modificado con el fin de siempre generar la ruta óptima. Para los operarios y usuarios, se crea un sitio web basado en Flask y se elabora una aplicación de escritorio con Tkinter. Por otro lado, la máquina de estados del robot se codifica en un ESP32 que genera un servidor local. Entonces, se implementa un controlador deadbeat y un controlador PI para la regulación de velocidad de los motores, sin embargo, solo el controlador PI presenta resultados satisfactorios. Asimismo, el dispositivo utiliza un algoritmo de seguimiento de línea exitoso mediante un controlador PI. Finalmente, el sistema robótico presenta un 75% de recorrido de rutas exitosas junto a un 91% de cambio de nodo exitoso para una superficie irregular y un 100% en ambos indicadores para una superficie regular.

Integración de un sistema de protección electrónica y una interfaz humano-máquina (HMI) para la evaluación de estrategias de control y visualización de variables de la planta de PH de la Universidad EIA

Manrique Espindola, Tatiana | 2022

RESUMEN: Se describe y hacen los cambios necesarios a la instrumentación de la planta de pH de la Universidad EIA, además de realizar circuitos para la protección de ciertos elementos principales de la planta. Se desarrolla la identificación de la dinámica de la planta con métodos de dos puntos y comparando su rendimiento entre ellos. Y como estrategia de control se usará gainscheduling ya que explota métodos de diseño de control lineal, por lo que se utilizaran rangos de operación donde se puede garantizar que en cada punto de funcionamiento, el sistema de retroalimentación tiene las propiedades de estabilidad y rendimiento deseadas. Para cada rango de operación se sintonizará un controlador PI por el método de Cohen y Coon, también comprobando su eficiencia para los rango de incontrolabilidad recomendados.

Evaluación y caracterización de discontinuidades empleando Ensayos No Destructivos (END) en soldaduras realizadas por FSW

Hoyos Pulgarín, Elizabeth | 2022

RESUMEN: Recientemente en el marco regional se ha venido introduciendo el proceso de soldadura Friction Stir Welding (FSW), este proceso se plantea como una alternativa para resolver las problemáticas asociadas tanto al cambio de estado como las discontinuidades que presenta la junta soldada en procesos de soldadura por arco, debido a su reciente implementación y el potencial crecimiento en industrias locales, se requiere definir estrategias para la detección de discontinuidades en las juntas soldadas para FSW. En este trabajo se plantea una metodología basada en los principios en un Ensayo No Destructivo (END) para detectar los defectos en soldaduras FSW, que garantice soldaduras de buena calidad en la industria local, impulsando así la implementación de esta técnica con numerosas ventajas. Para establecer dicha metodología primero se hace una revisión en la literatura de los END para FSW, en esta se determinan las ventajas, desventajas y algunos reportes aplicativos, para la elección se toma en cuenta la disponibilidad del ensayo a nivel local y capacidad de este de determinar una gran variedad de discontinuidades internas, posteriormente se tiene un acercamiento preliminar con radiografía y ultrasonido convencional para determinar si son opciones factibles de implementación y al descartarlos por no brindar los resultados deseados se realizan radiografías digitales y ultrasonido Phased Array por medio de proveedores nacionales y, a partir de los datos suministrados se analizan y procesan para estimar un área y/o volumen de las anomalías halladas. Con este trabajo se establece una metodología para la evaluación y caracterización de discontinuidades empleando Ensayos No Destructivos (END) en soldaduras realizadas por FSW.

Construcción de un simulador de conducción de camión para prácticas en entorno simulado. Caso: usuarios de la Empresa Practicar

Muñoz Montoya, Santiago | 2022

RESUMEN: El presente trabajo se desarrolló con el objetivo de brindar a los estudiantes del CEA practicar, ubicado en la ciudad de Medellín Colombia, un acercamiento a las evaluaciones prácticas de conducción de camión. Se busca un entorno en donde no se ponga en riesgo la integridad física de la persona evaluada, ni de los demás conductores de la ciudad; pero que aun así permita a la persona recrear las maniobras necesarias para conducir este tipo de vehículos, así como recibir los estímulos de la actividad. Para conseguir lo expresado anteriormente, se trabajó con base en la metodología propuesta por Dieter y Schmidt, en la que se parte de un diseño conceptual que expresa ideas, pasando por una etapa básica en la que se estructuran los conceptos hasta llegar al diseño detallado en el que se tiene especificado el producto, para proceder a la fabricación.

Plataforma de hardware tipo enjambre robótico de baja escala para evaluación de estrategias de control y comunicación. Modalidad: exploratorio

Rozo Osorio, David | 2022

RESUMEN: La robótica de enjambre es un área de la robótica que busca simular el comportamiento de los insectos sociales (abejas, hormigas, entre otros) haciendo que los robots colaboren colectivamente para resolver una tarea. Dentro de la industria hay variadas aplicaciones como en la agricultura donde se usan para el monitoreo de la salud de las plantas hasta el cosechamiento de las mismas o incluso, en la industria espacial donde se ha planteado por parte de la NASA, el uso de enjambres de robots para la construcción de espacios habitables (casas) en planetas como Marte o satélites como la Luna. Sin embargo, a pesar de haber avances en la industria, la investigación y desarrollo de enjambre robóticos solo se queda en el mundo académico de las Universidades o laboratorios de robótica de países desarrollados como Estados Unidos, China o países que pertenecen a la Unión Europea. En cuanto a países como Colombia, el desarrollo de la robótica de enjambre, incluso en el ámbito académico, es prácticamente imperceptible y por lo tanto, no hay posibilidades de aplicar esta área de la robótica a industrias como la agricultura o la construcción. El presente trabajo tiene como objetivo el desarrollo de una plataforma de hardware tipo enjambre robótico de baja escala para la evaluación de estrategias de control y comunicación mediante algoritmos de optimización. Para lograrlo se hará una investigación exhaustiva con respecto a estrategias de comunicación y control en enjambres robóticos, se seleccionarán los componentes adecuados para el desarrollo de al menos tres robots que compondrán el enjambre robótico, se desarrollará un algoritmo de control y comunicación y una interfaz de usuario para el control del enjambre y, por último, se evaluará el rendimiento del enjambre mediante pruebas al algoritmo de control y comunicación.

Desarrollo de un sistema de control control basado en visión de máquina para la plataforma robótica SCARA de la Universidad EIA

Moreno Hincapié, Gustavo Andrés | 2022

RESUMEN: La Universidad EIA desarrolló un robot del tipo SCARA, el cual, pese a su gran aporte en diseño y construcción, y a sus atributos básicos, tiene una deficiencia funcional en su forma de manejo, ya que no recibe ningún tipo de realimentación de su posición con respecto a los objetos en su entorno. De esta forma, quien utilice el robot debe estar siempre atento a los comandos que debe introducir para evitar sobre-impulsos, inestabilidades o colisiones con otros objetos. Además, como el manejo del robot es manual-visual, tienden a ocurrir imprecisiones que, como consecuencia, ralentizan el proceso. El objetivo de este proyecto es implementar un sistema basado en reconocimiento de objetos por visión artificial, que permita expandir las funcionalidades del robot sin necesidad de conocer a detalle el funcionamiento del sistema, para poder manejarlo sin realizar algún daño al sistema o al entorno. Esta mejora se permitirá realizar procesos más complejos, que a su vez abren la posibilidad de incursionar a nuevos procesos de investigación.

Sistema automático de dosificación de alimento para vacas lecheras

Buriticá Restrepo, Camilo Alberto | 2022

RESUMEN: El proceso de diseño incluido en este documento aborda la metodología planteada en el libro diseño y desarrollo de productos de Karl Ulrich y Steven Eppinger en la cual se deben abordar actividades como: la identificación de necesidades o requerimientos de usuario, la generación, selección y prueba de conceptos, el diseño, construcción de prototipos y finalmente el establecimiento de un diseño robusto, sin embargo, el proyecto se implementa hasta la construcción de un prototipo y validación de funcionamiento de este. El desarrollo de este documento se centra en el diseño de detalle del sistema, el cual se divide en cuatro etapas fundamentales: el diseño mecánico, la implementación electrónica, la lógica de programación y el desarrollo de una interfaz gráfica. Para esta última se decide desplegar una interfaz web en la cual las variables de alimentación generadas por el sistema puedan ser visualizadas por medio de internet, permitiendo así englobar este proyecto en torno al internet de las cosas

Diseño de prototipo de sistema mecatrónico para el conteo de Cartonplast: caso Compañía de Empaques S. A

Acosta Calle, Steven | 2022

RESUMEN: Con más de 75 años de experiencia en ofrecer soluciones de alta calidad a los sectores agropecuario, industrial, de construcción e infraestructura, a base de fibras naturales y resinas de plástico la compañía de empaques S.A. con sede central en Medellín, Antioquia, Colombia, se ha consolidado como una empresa líder en la fabricación de cartón plástico, producto que fabrican a partir de pellets de poliprolino (pp) reciclado de otros productos de la empresa y de pellets de polipropileno (pp) virgen. Como una etapa final del proceso de fabricación del cartón plástico es necesario realizar el conteo de las unidades producidas listas para su comercialización, proceso que actualmente se lleva a cabo de manera manual. Con el objetivo de aportar a la tecnificación de la industria colombiana. Este proyecto de grado describe el diseño, elaboración y puesta en marcha de un sistema semi-autonomo que permita el conteo del cartón plástico fabricado en la empresa.

Sistema de hibridación para una moto utilizando la metodología EMR

Rincón, Edgar Virgilio | 2022

RESUMEN: En el presente trabajo de grado se desarrolla un modelo de una moto híbrida de arquitectura serial y paralela por medio de la representación EMR (Energetic Macroscopic Representation), donde se siguen los pasos del diseño de concepto de la metodología de George Dieter (Dieter & Schmidt, 2012): En primer lugar, se aborda la definición del problema y la búsqueda de información para encontrar los requerimientos de usuario y de ingeniería más relevantes. Seguido de esto, la generación de conceptos, para proponer una representación EMR de cada arquitectura, después, simularlas en lazo abierto utilizando los componentes del proyecto P03 “kit de hibridación” de ENERGÉTICA 2030, y así, seleccionar cuál de estas cumple mejor los requerimientos definidos. Acto seguido, diseñar para dicha arquitectura un control MCS (Maximum Control Structure) basado en la inversión de la EMR, cuyo objetivo es que, al simularse en condiciones iniciales predefinidas, pueda realizar un drive cycle como el WLTP (Worldwide Harmonised Light Vehicles Test Procedure) y visualice el comportamiento de las variables de interés como: las corrientes, el torque del motor de combustión y del motor BLDC, las potencias y el consumo energético. Posteriormente, con la evaluación y selección de conceptos se dimensionan los elementos de la moto seleccionada, para aportar a futuras investigaciones que busquen construir un kit de hibridación. La comparación y validación del modelo con la realidad, se realiza en una prueba de ruta en modo eléctrico con la moto híbrida paralela NKD 125 del proyecto P03 de ENERGETICA 2030. De esta manera confirmar si los resultados de la simulación le brindarán información confiable a personas que buscan conocer como responderá la moto ante un drive cycle definido.

Sistema mecatrónico para el monitoreo de plantas vegetales ubicadas en campo e identificadas como un activo digital

Cock Ramírez, Jorge Andres | 2022

RESUMEN: La trazabilidad de un recurso es una propiedad deseada y en algunos casos una prioridad para gran número de cultivos agrícolas. Dejando de lado la naturaleza perecedera de estos activos, llevar un seguimiento detallado de la producción entrega un entendimiento útil sobre los procesos que se ejecutan. Este es el caso no solo de un país como Colombia sino en general para casi cualquier lugar donde se desempeñen este tipo de actividades. Existen algunos cultivos en particular donde es importante medir con mayor precisión la cantidad sobreviviente de plantas e incluso frutas y demás componentes vegetales que hacen de producto para la principal actividad que la empresa o la sociedad en particular desarrollen, ejemplos de esto pueden ser los tulipanes, cuya producción en Colombia fue equiparable con Holanda para el año 2018 (Ladino, 2018) y las orquídeas que tuvieron una dominancia alta dentro de la capacidad de exportación durante el periodo de 2020. (Labrador, 2020) Otro detalle valioso es la venta de flores a través de plataformas web, alcanzando máximos en el año 2021 con destino a Corea del Sur. (Bello et al., 2021) Es posible establecer un sistema basado en tecnologías disruptivas de la industria 4.0 como lo son la Cadena de Bloques (Blockchain) y los dispositivos utilizados para el Internet de las Cosas (IoT) de modo que permita aumentar la trazabilidad de un recurso en particular representado directamente de forma segura y transable como un activo digital. (Ferrag et al., 2020) Este documento propone un sistema que podrá ayudar a diferentes cultivos del sector agrícola a llevar la trazabilidad de una determinada especie, que en principio se plantea para especies de flores donde se requiera tener especial seguimiento sobre el comportamiento de las flores, prestándose para otros casos de uso que se exploran al final del documento. Se diseña y construye un prototipo que integrando estas tecnologías consigue tomar datos directamente en campo y llevarlos directamente a un formato de activo digital conocido como token no fungible (NFT), es decir, registros únicos en la Blockchain. Obteniendo además recompensas monetarias durante el proceso en un acto conocido como minería, abriendo las puertas a la conocida web 3.0,(Chun-Ting et al., 2020) tecnologías descentralizadas que prometen y tienen el potencial para convertirse en sistemas transparentes para la gestión de la información. (Nguyen et al., 2020) De este modo se integra una solución inalámbrica para altas áreas de cobertura que podrá aumentar la fiabilidad a la hora de adquirir y estudiar la producción agrícola en determinado sector. El diseño sigue algunos de los lineamientos que tiene la metodología de Ulrich sobre diseño conceptual para cada subsistema. Este documento presenta el diseño y la construcción de un prototipo para un sistema que involucra la adquisición y monitoreo de datos para un conjunto de plantas vegetales, este sistema presenta la innovación del uso de Blockchain para la representación de cada planta como un activo digital, esto con el fin de explorar los potenciales casos de uso que puede tener dicha tecnología en el sector agrícola, tomando en cuenta consideraciones del contexto nacional colombiano. El sistema se encuentra integrado por un conjunto de soluciones basadas en dispositivos IoT utilizando transferencia inalámbrica de datos para largo alcance tal como redes LoRaWAN, las cuales son compatibles con una Blockchain en particular llamada Helium.

Sistema de recuperación de la energía cinética y potencial generadas por la actividad humana del desplazamiento físico

Cock Ramírez, Jorge Andrés | 2022

RESUMEN: En la actualidad existen diferentes métodos para la generación de energía eléctrica, como lo son centrales nucleares, hidroeléctricas, o la quema de combustibles fósiles, siendo estas las más conocidas y utilizadas, pero también las más contaminantes y responsables en gran medida del cambio climático y efecto invernadero, por esta razón es imprescindible encontrar nuevos métodos que permitan generar energía de una manera más limpia, y para esto es necesario saber que en nuestras actividades diarias como caminar, dormir, respirar y demás, existen energías que se pierden, lo cual es el punto de partida para el presente trabajo, el cual se enfoca concretamente en la recolección de la energía que se genera al caminar gracias a la fuerza y vibración que se produce al tocar el suelo en cada paso. Para lograr lo mencionado será necesario diseñar y construir un dispositivo, el cual permita recolectar dicha energía, en el caso específico de este trabajo, esto será posible gracias a sensores piezoeléctricos, los cuales tienen la propiedad de captar diferencias de voltaje a partir de vibraciones. Para esto será necesario elegir un piezoeléctrico apropiado para la captación de energía, además de una estructura que aproveche al máximo las vibraciones producidas por las personas al caminar.

Implementación de estrategias de control avanzado basadas en MPC para tomar decisiones sobre el uso eficiente de la energía fotovoltaica en la Universidad EIA.

Giraldo Vásquez, Mario Alejandro | 2022

RESUMEN: En este trabajo de grado se proponen dos estrategias de control predictivo basado en modelo o Model Predictive Control (MPC) para evaluar el comportamiento de la microrred instalada en la EIA para diferentes escenarios de cargas resistivas, agregando un índice de evaluación del consumo de energía como criterio de gestión energética. El objetivo de control del MPC es manipular el convertidor elevador de voltaje para la implementación de un seguimiento del punto de máxima potencia «Maximum Power Point Tracking» (MPPT). En términos generales, el MPPT es el encargado de permitir que el arreglo fotovoltaico entregue a la carga su máxima potencia ante los diferentes cambios del entorno. En una conexión del sistema fotovoltaico fuera de la red «off grid», el MPPT es la interfaz entre el módulo solar, el banco de almacenamiento de energía y el inversor. En este sentido, se proponen dos estrategias para el seguimiento de máxima potencia: la primera, conocida en la literatura como Perturbar y Observar (P&O), y la segunda, una técnica basada en control predictivo, que en su respectiva sección se presentará la comparación en desempeño de ambas. Las estrategias de control se implementan en un modelo detallado de la microrred instalada en la Universidad EIA, sede Palmas, el cual fue elaborado en Simulink. Este sistema modelado se probó en condiciones ideales contante (STC) y en condiciones variables reales de irradiancia, en ambos casos la simulación de los paneles en Simulink se comparó con la generación real, lo cual arrojó buenos resultados, demostrando así, que se tiene un comportamiento similar a los paneles instalados en la EIA.