Memorias

Tras realizar distintas labores en el canal de television digital abierta Televida ubicado en la ciudad de Chillán, se han detectado varios problemas repetitivos en relación al manejo de las cámaras de video y se presenta una constante necesidad de tener una gran cantidad de personas para hacer cada una de las grabaciones. La conexion y desconexion frecuente de dispositivos provoca que los terminales se suelten, se generen grietas en la soldadura y finalmente fallen los cables de audio o video (muchas veces mientras se transmite en vivo). El mínimo de personal requerido por puesto de trabajo implica tener al menos un asistente y un camarógrafo por cada cámara lo que hace que se requiera de 7 u 8 personas para cada jornada de trabajo. En ocasiones se filma y transmite en vivo mientras que en otras se graban programas para su posterior transmisión. En varias oportunidades ha sido necesario hacer relevos debido a que los camarógrafos y asistentes están de pie y en movimiento continuo durante largas jornadas de 3 a 4 horas. Para solucionar todos estos problemas, en el presente trabajo se plantea el análisis, diseño y y construcción teórica de un cabezal robótico que podrá ser controlado de manera remota y local mediante un joystick ubicado en la sala de control y/o a través de una plataforma web para permitir el fácil acceso desde smartphones, tablets o computadoras. Esto eliminará la mayoría de los factores y variables que puedan provocar errores o fallas en cualquier transmisión o grabación de eventos además de disminuir drásticamente el personal requerido para realizarlas permitiéndole a 1 sola persona capacitacida controlar hasta 4 cámaras sin dificultades.

El presente trabajo de título apunta a la investigación en una de las áreas más importantes de la automatización, como lo es la instrumentación industrial. Se profundiza en la investigación de equipos dedicados a la medición de flujo, por lo que se estudian distintos tipos de tecnologías de medición, en donde se indica el principio de funcionamiento, ventajas y desventajas de las técnicas de medición. Se enfatiza el estudio del instrumento de medición por efecto Coriolis, por ser este el equipo patrón del laboratorio móvil contrastador de flujómetros de la empresa ELECTROMÁTICA LTDA. Se abarcan conceptos elementales relacionados al procedimiento del banco contrastador, en donde se examina el método de contrastación con el objetivo de estudiar la calibración de instrumentos medidores de caudal o flujo. Se identifican aspectos claves que influyen en la determinación de un equipo patrón y su trazabilidad. Los resultados e investigación de este trabajo de título se enfocan en documentar el procedimiento de contrastación y los aspectos técnicos del equipamiento con el fin de que se cumpla con normativas nacionales e internacionales que permitan la certificación de los resultados y procedimientos en un futuro.

Los convertidores estáticos tipo puente H con conexión cascada, representan una excelente alternativa al momento de extraer energía solar, sin embargo estos no están exentos de problemas. Tal es el caso del desbalance energético entre módulos, que producen asimetrías entre los convertidores conectados, derivando así en una mala calidad de la energía suministrada, dado a que se ocasionan perdidas en la definición de los niveles a la salida del inversor, lo que puede conllevar al mal funcionamiento. Es por dicha situación que este trabajo se enfoca en equilibrar la energía en los convertidores y para ello se propone una nueva arquitectura de control, la cual se compone de un lazo de control interno, mediante la implantación de un controlador resonante, con la finalidad de controlar la corriente inyectada a la red. Por otra parte se utiliza un lazo externo, que tiene la misión de controlar el voltaje DC de cada H-bridge. Finalmente la estrategia planteada implementa un control equilibrador encargado de distribuir la energía mediante la modificación de la amplitud de la señal moduladora, donde los resultados obtenidos se estudiaran y validaran mediante simulaciones.

Este trabajo de título surge como necesidad y alternativa de solución al problema de desuso de equipamiento Festo Didactic disponible en el laboratorio de control. La principal razón para dar pie a la realización de este proyecto radica en que; con esto se ayudará al alumnado del establecimiento de educación superior Universidad del Bío-Bío a ampliar su gama de conocimientos y aprendizaje en las áreas de neumática y electroneumática, dando posibilidad a comprender como manipular y operar de mejor forma, segura y correcta, los implementos disponibles para su aprendizaje. Además de estudiar los elementos de neumática y electroneumática, también se busca facilitar al docente la aplicación de esta área de estudio haciendo más fácil la posibilidad de impartir materias de esta índole, poniendo a su disposición un documento que contendrá todo lo necesario para impartir dichas materias. Como se comentaba anteriormente, a lo largo de este documento expondremos el conocimiento de la neumática, electroneumática y softwares utilizados en estas áreas, complementando con la teoría y ejercicios prácticos correspondientes a cada uno de ellos. En la extensión del documento se presenta el material disponible en el laboratorio de control que será fundamental en el desarrollo de este estudio; complementaremos esta información con su respectiva descripción e información técnica proporcionada por el fabricante. También haremos un estudio completo en torno al controlador SPC200 y su software complementario WinPisa utilizado para manipular el brazo posicionador servo neumático Festo.

En este informe de título se describe el procedimiento realizado para la creación de un sistema de adquisición de datos de bajo consumo para realizar estudios de confort térmico en edificaciones. Estos estudios son realizados por el centro de investigación de las tecnologías de la construcción CITEC. En una primera etapa se establecerá el tipo de placa microcontroladora con la cual se desarrollará el sistema, luego de haber escogido la placa se procederá a hacer un estudio acabado de su funcionamiento, analizando su programación y estructura. La placa seleccionada fue Intel Galileo, ya que es nueva en el mercado, está disponible para trabajar con ella y se necesita determinar sus capacidades. Durante la realización del sistema se experimentó con tres lenguajes de programación y dos sistemas operativos. Se utilizaron lenguajes de programación como Arduino, C# y Python y con respecto a los sistemas operativos se utilizó Windows y Linux, escogiendo a Linux como el S.O y Python lenguaje de programación respectivamente para el desarrollo del sistema de adquisición de datos. Una vez escogidos el S.O y el lenguaje de programación se procedió a realizar la comunicación entre la placa y los dispositivos adquisidores. Posterior a realizar la comunicación entre la placa y la maleta se continuó con la integración de los requerimientos propuestos para el sistema, tales como definir tiempos de inicio y termino de los experimentos, tiempo de muestreo, realizar el estudio en presencia o no de internet y enviar correos electrónicos notificando a los encargados de los experimentos cuando el sistema inicia y termina la adquisición y además cuando se termina el estudio se envía automáticamente un archivo adjunto con los datos adquiridos durante el periodo de muestreo. Finalmente se debió definir una batería con la cual se energizara la placa teniendo en consideración el tiempo de realización de los estudios y el consumo de la placa en mA, para así dejarlo independiente de la electricidad proporcionada por la red eléctrica.

En este seminario se presenta el diseño e implementación de un banco de prueba, para realizar mantención preventiva y correctiva a los variadores de frecuencia, en el laboratorio de la empresa Electromática Service SPA, con el propósito de mejorar el actual sistema de mantención. El banco de prueba consiste en el montaje de un variador de frecuencia en mantención a un motor asíncrono de 7,5 [kW], el cual está acoplado a otro motor asíncrono de 15 [kW], que representa un proceso, esta carga está directamente conectada a un variador de frecuencia regenerativo, con el fin de obtener control y estabilidad en el sistema, por otro lado también se aprovecha de regenerar parte de la potencia requerida. Esta estructura con regeneración permitirá el ensayo de equipos de mayor potencia. Para lo descrito anteriormente, se realiza un estudio y la descripción de las características generales de todos los equipos, dispositivos y motores involucrados, se detalla la conexión y configuración a través del software de los variadores de frecuencia (Drive Windows), PLC (RsLogix500) y HMI (Crimson). Además se define el tipo de acoplado óptimo, en función del esfuerzo mecánico en la transmisión del eje, producido por los motores eléctricos. El modelo, simulación y análisis de resultados del banco de prueba, se realiza por medio del software Matlab- Simulink, con el objetivo de analizar el comportamiento dinámico de las variables, verificar la estabilidad y proyectar las capacidades en potencia del proyecto. Por último se realiza la implementación del banco de prueba, se lleva a cabo utilizando los motores y equipos disponibles en el laboratorio de la empresa. Para la automatización del proceso se utiliza el PLC Allan Bradley SLC 500, además se desarrolla el diseño de una pantalla HMI, para la configuración y supervisión de parámetros, conectado en red con el PLC a través del protocolo Ethernet/IP.

El crecimiento de la población mundial ha incidido directamente en la cantidad de energía demandada. En particular, energías basadas en combustibles fósiles han sufrido una constante y sostenible alza, lo que hace que cada vez sea menos conveniente su utilización. Por otro lado, Chile es un país privilegiado respecto de la disponibilidad de energías eternas, como solar, eólica, undimotriz, térmica, entre otras. En este contexto, de cada vez más importancia de las energías renovables, es que la conversión de energía es más relevante, esto debido a que las energías renovables poseen algo en común: su intermitencia. La conversión de la energía se hace a través de los convertidores estáticos, dispositivos que se han desarrollado durante las últimas décadas y han permitido la extensión de las energías eternas a la industrialización moderna. Es por ello, que este trabajo de título se desarrolla en torno a fomentar el desarrollo e investigación sobre el uso de las diversas energías renovables no convencionales, específicamente la energía solar fotovoltaica, aportando en el desarrollo de la electrónica de potencia, probar nuevas estrategias de control, ya sea en simulación y/o implementación, lo que abre al estudiante a un mundo de posibilidades para aportar a la ciencia, la tecnología y la ingeniería. El estudio propuesto se enfoca principalmente en el diseño, simulación e implementación de un control óptimo en la topología Neutral Point Clampled (NCP), donde esta topología se caracteriza por ser multinivel, reduciendo así, la distorsión armónica de los voltajes y corrientes y además ser capaz de manejar una mayor cantidad de potencia. El control propuesto permite optimizar el uso de la energía en los cambios de referencia al usar una realimentación de estados óptima basada en el modelo linealizado del convertidor. Además, se implementa un observador de estados LQG que concede beneficiarse de variables de realimentación sin ruido que representen las variables internas y usarlas en el control, al mismo tiempo de ser capaz de reducir la cantidad de sensores en el sistema y estimando las variables no medidas. En este trabajo se detalla la justificación matemática, seguido de simulaciones que corroboran el desarrollo antes expuesto y además se realiza una implementación en el laboratorio LACCEER verificando que es posible llevar a la realidad el control propuesto. Todos los resultados de esta tesis son detallados y analizados mostrando las ventajas de la propuesta de control.

El presente trabajo de título tiene por objetivo diseñar un algoritmo genético paralelo para la resolución de problemas de optimización combinatoria. Para cumplir con el objetivo general es necesario contar con un problema de decisión complejo (NP-Hard), en este trabajo se selecciona el problema de localización de nodos presente en las redes inalámbricas. Una vez definido el problema a resolver se desarrollan los principales componentes del algoritmo genético como: la codificación utilizada, la función de fitness, los operadores genéticos, etc. Finalmente se realiza una comparación entre el algoritmo propuesto y su versión secuencial. Para el desarrollo de este trabajo título se realiza una exhaustiva búsqueda bibliográfica, que permite tener una visión actualizada sobre las características y problemas presentes en las redes inalámbricas, los distintos tipos de algoritmos genéticos, los frameworks que permiten la implementación de metaheurísticas evolutivas y por último una descripción de la computación de alta performance. El problema de localización de nodos se resolvió por medio de tres algoritmos genéticos, el primero de ellos es un algoritmo genético secuencial, el segundo es un algoritmo paralelo Maestro/Esclavo y el tercero es un algoritmo basado en un modelo de islas. Para los tres algoritmos desarrollados se implementaron la misma función objetivo y operadores genéticos. Como los algoritmos genéticos son de naturaleza estocástica, para la comparación entre ellos es necesario realizar un elevado número de ejecuciones independientes sobre el problema planteado. Una vez obtenidos los resultados de las respectivas ejecuciones se realiza un análisis estadístico que permite verificar si los resultados obtenidos (fitness) provienen de poblaciones distintas o iguales. Luego se realiza una comparación del tiempo de procesamiento entre los distintos algoritmos utilizando el Speedup y la eficiencia. Los algoritmos modelos de islas son los que obtienen los mejores resultados en función del tiempo de procesamiento. Respecto a los valores de fitness promedio obtenidos los algoritmos secuencial y los basados en modelos de islas son los que obtienen los mejores resultados.

Este trabajo hace parte del proyecto Fondef ID16I10206 “Sistema de apoyo a la toma de decisiones para la cosecha de frutas basado en Internet de las Cosas”, desarrollado en conjunto con la Universidad de la frontera y la Universidad de Talca. Dentro del contexto del proyecto, este documento describe el diseño e implementación de una red de sensores inalámbricos para el monitoreo de productos agrícolas. La plataforma permite adquirir datos de sensores directamente empotrados en la caja de cosecha, almacenarlos localmente y trasmitirlo a un servidor con el objetivo estar disponible para cualquier dispositivo en la red. A lo largo del documento se describe la implementación del hardware del sistema de monitoreo, así como su estructura de red basado en un esquema tipo celular. Se propone un prototipo basado en módulos inAir9 que implementa la tecnología Lora, específicamente el chip SX1276. Para la interacción entre nodos se utiliza un protocolo de comunicación inalámbrica fundado en el protocolo PCF, Diseño que es parte de este desarrollo. Para la transmisión final de los datos se utilizaron los módulos Tp Link CPE510. Para el diseño de la puerta de enlaces se utilizó una Raspberry Pi y para la implementación de código el software Qt Creator en el sistema operativo Raspbian. Para los nodos transmisores se utilizó la tarjeta Teensy 3.2 y todo el software elaborado para su funcionamiento se realizó sobre la IDE de Arduino.

El proyecto titulado “Estudio de modernización del sistema de control y supervisión de colada continua de palanquillas en planta huachipato”, como bien lo dice su nombre, se realiza en la Compañía Siderúrgica Huachipato S.A., en el área de Mantenimiento y Colada Continua. La colada continua es el área en donde se realiza el proceso de colada del acero líquido a través de moldes, produciendo barras de acero llamadas palanquillas. Las palanquillas son transportadas a través de un grupo de rodillos guía y luego son depositadas por una grúa de levante a fosos de calentamiento (termofosos), en donde se aplica un tratamiento final de calidad. La problemática que existe es el deficiente monitoreo que se le realiza al tratamiento de las palanquillas en los termofosos y al funcionamiento de las grúas de levante. También destaca la pérdida de información a través de colisiones en la comunicación industrial de la red de topología tipo bus que presenta actualmente la empresa. Además de tener unos equipos obsoletos en cuanto a la captura y envío de información. La importancia de la captura y envío de datos de estos equipos y del posterior monitoreo de la información se centra en evitar fallas de las maquinarias y equipos presentes en el proceso, un control exhaustivo y preciso de los datos, además de agilizar el proceso para que no hayan tantas colisiones en cuanto al envío de información a través de la red industrial con el objetivo final de un mejoramiento en la calidad de las palanquillas de acero, ya que as í se obtiene un acero de mayor resistencia y durabilidad, proporcionando una ventaja competitiva en el mercado. La solución a esta problemática contempla en la modernización del sistema de control y de la red en cuanto a envío de información. Se realizará una reingeniería que involucra realizar el estudio del proceso actual ya que ocupa instrumentos y procesos que ya van quedando obsoletos en el tiempo y es necesario la modernización de estos para entrar en mejores condiciones en el mercado. Se pretende realizar un estudio y propuesta de mejora en la comunicación de instrumentos de nivel de campo en la planta y un planteamiento de propuesta de software para el sistema de control, ya que actualmente no posee un registro de las variables involucradas en el proceso y es vital tener un respaldo de ellas para un posterior uso en temas de mantención y proyección de posibles errores.

En el presente informe se dan a conocer los resultados del estudio a buses de campo y protocolos de comunicación que se realizó utilizando el sistema DCS de Emerson, Delta V. Esto incluye realizar la correcta comunicación de los dispositivos de campo con el DCS, en 2 procesos, cada uno con un protocolo de comunicación distinto. En primer lugar, se tiene un variador de frecuencia de la marca Siemens, conectado al DCS utilizando protocolo de comunicación Profibus DP. Por otra parte, se utiliza la maqueta de control de nivel que existe en el laboratorio de control, esta maqueta la componen un sensor de nivel analógico, válvulas de control analógico y un controlador Novus N1100 que es comunicado al DCS utilizando protocolo DeviceNet. En un principio, se introduce la teoría utilizada detrás del estudio, se habla sobre los protocolos de comunicación utilizados, que son, como funcionan y cuáles son sus ventajas y desventajas. Luego, se explica toda la instrumentación utilizada en ambos procesos, incluyendo información de los conexionados. Posteriormente se habla sobre el proceso informático detrás de la comunicación, el manejo del software del DCS, asignación de señales, activación de tarjetas de comunicación, añadir la base de datos de los elementos conectados, manejo de bits y resultados experimentales y concretos de la comunicación, diagramas de control y lazos creados. Finalmente, se explica el proceso utilizado para la creación de HMI de operación, para ver los procesos de una forma más amigable y sencilla.

Paneles Arauco S.A planta Nueva Aldea, en busca de mejoras para el rendimiento en el proceso de tableros contrachapados, tomó en consideración realizar un estudio sobre el reemplazo del controlador Delta-V presente en la sala de vapor y condensado. La justificación del remplazo se basó en la poca expertiz del personal en este controlador. Eso llevo a la contratación de una empresa externa, Ineco que se encarga de la implementación, mantención y regulación de este controlador, eso acarrea costos y tiempos de espera por falla potencialmente altos. Se buscó con este estudio que en el corto plazo disminuyan los costos de mantención de este y eliminar así la dependencia con la empresa contratista. Los puntos más importantes para la realización de este proyecto, en los cuales se basan las decisiones son: mejoras en el manejo en tiempo de diseño, minimización de costos de mantención, rendimiento del nuevo equipo igual o superior al Delta-V, reducción de tiempo debido a fallas, arquitectura de control, entre otros. Para resolver el problema se proponen tres alternativas, las que corresponden a: Capacitar al personal del taller de electro-control en el funcionamiento del Delta-V, Remplazar el Bus de instrumentación Foundation Fieldbus por Hart junto con implementar PLCs y el uso de conversores de protocolo donde en este último se estudiaron dos posibilidades, que consisten en remplazar el sistema de control por una plataforma S7-400 de Siemens o por una plataforma ControlLogix de Allen Bradley. En una primera etapa se realizó una pre-evaluación de las alternativas anteriormente expuestas, en donde los criterios de decisión son los que requiere la empresa. Luego las alternativas que cumplan con estos criterios se analizaron desde el punto de vista de sus costos mediante CAE (costo anual equivalente) luego se realizó un estudio técnico y económico de la alternativa más conveniente. Finalmente la alternativa que resultó con menor costo, fue implementar la plataforma ControlLogix a través de un conversor de protocolo. A esta alternativa se le realizó un estudio de factibilidad técnica donde se expone si cumple con los requisitos del área de vapor y condensado. También se muestran los materiales y equipos a usar para su implementación. Luego se realizó el plan económico financiero en donde se presenta el cronograma de ejecución de la inversión y sus costos de operación asociados a la implementación del controlador ControlLogix. Finalizando con el estudio de factibilidad económica que muestra que el cambio es factible debido a la gran amortización de la inversión, debido al valor de salvamento del controlador Delta-V.

En la industria de la re-manufactura, los procesos de fabricación de elementos para la implementación de casa-habitación, necesitan incluir formas geométricas específicas para proveer la facilidad de ensamble entre estas partes haciendo mortajas (fresado), espigas y taladrados. Hoy la industria de fabricación de paneles, vigas y pilares, tecnología CLT y CLA que utiliza madera como base, se realiza en modo semi automático, dado que un operador utiliza herramientas eléctricas, generalmente manuales, para dar la forma requerida a una parte, esto da cabida a imperfecciones que pueden entorpecer o interferir en el ensamble final retrasando el proceso. Esta labor solo permite un volumen bajo de producción. Dado el aumento de la demanda por este tipo de edificación, es necesario que se implemente un sistema de producción en línea de mayor automatización y más precisión, el objetivo es que el proceso de corte de las piezas mejore considerablemente y con esto también el proceso de ensamble y armado. En este contexto, desde la empresa Betech Ltda. se propone hacer un estudio de factibilidad técnico-económica de desarrollar un prototipo de máquina que corte y frese en madera con arranque de viruta, que incluya tecnología de control numérico para el control de movimiento de distintos grados de libertad, para proveer la automatización de los cortes en distintas geometrías. Este documento presenta una investigación sobre máquinas existentes en el mercado y las tecnologías utilizadas en estas para luego proponer una solución acorde a las necesidades y requerimientos propuestos para el sistema de control del prototipo.

En la vida cotidiana y en la industria es frecuente el uso de redes inálambricas de visión, como por ejemplo, en la minería o en construcciones bajo tierra como túneles, incluso en el monitoréo de bosques. Debido al alto costo que conlleva la instalación de equipos alámbricos, y a la necesidad de equipos de bajo consumo, es que nos encontramos con la transmisión de imágenes de manera inalámbrica sin acuso de recepción. Las transmisiones sin acuso de recepción llevan consigo un gran problema; en caso de perderse un paquete de datos en el el camino, no habrá manera de recuperar lo. Debido a esto, se han desarrollado una gran cantidad de investigaciones para apalear este problema, entre ellas, están las restauraciones en el nodo receptor mediante algoritmos de inpainting y error concealment, este ultimo enfocado específicamente en reconstruir imágenes que se han sido afectadas con perdida de información. Debido a la gran cantidad de algoritmos, es importante establecer cual es el que ofrece mejor desempeño con respecto a sus pares y a otro tipo de técnicas. En este trabajo se propone estudiar los algoritmos de inpainting y error concealment más conocidos y utilizados para realizar una comparación entre ellos. Para ello se utiliza la herramienta de simulación Sim-LIT, con la cual se desarrollan 240.000 simulaciones bajo parámetros de simulación preestablecidos. Durante el desarrollo del trabajo se modelan los algoritmos para traspasarlos a lenguaje de programación, se analiza el resultado y se establece la comparación entre los distintos métodos. Los resultados arrojados nos dejan como conclusión que se debe analizar los algoritmos bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, para transmisión de imágenes en bloques de 8x8 el Maximally smooth recovery es el más recomendable. Por otro lado, para demás tamaños de bloques el bi cúbico resulta ser el más robusto a la hora de mantener resultados en las distintas simulaciones, adem as de tener una muy baja dispersi on de resultados. Los algoritmos de inpainting a pesar de entregar excelentes resultados con PSNR muy alto, también arrojan muchas simulaciones erróneas, con PSNR negativo lo que se reja en imágenes completamente obscuras bajo los escenarios propuestos, por lo que no entregan la con anza para ser utilizados en sistemas reales de redes inalámbricas.

En este trabajo se realiza la revisión de la parte teórica necesaria para la “Evaluación técnica de la implementación de una granja solar para el suministro de energía eléctrica a la Isla Mocha, utilizando hidrógeno verde como fuente de almacenamiento”, como primera etapa se realizará la revisión del estado del arte de la Energía Solar y el Hidrógeno como fuente de almacenamiento. Se explicarán las condiciones y especificaciones claves de la isla, tales como su clima, posicionamiento geográfico, aspectos que pueden afectar al proyecto fotovoltaico, además de la cantidad de recurso solar que puede ser explotada por esta. Posteriormente se realizará el estudio del consumo energético de la radiación solar de la isla para determinar su producción en kWh y almacenamiento correspondiente, recordar que el país se posiciona como uno de los mayores productores de Energía Solar gracias a su rica disponibilidad del recurso solar. Se determinará la cantidad de paneles a usar, inversores y pilas de combustible para la realización del proyecto. Además, se realizará un breve estudio económico de presupuesto mínimo a tener durante para la instalación, para posteriormente realizar las conclusiones y trabajos futuros que finalizarán este trabajo de título.

Actualmente el mundo está tomando conciencia sobre lo poco sustentable que son las energías convencionales para el planeta, lo que trajo como consecuencia una preocupación mundial, por lo que se comenzaron a hacer planes y a implementar políticas públicas para que se impulse otro tipo de energía, energías renovables y no contaminantes. Primero, las dos que más fuerza tomaron fueron la energía solar y la eólica, pero en el último tiempo también empezó a tomar fuerza el hidrógeno verde, que es una forma de energía limpia y sustentable, y la mejor característica de esta es que se puede producir a base de otras energías limpias, lo que, si se utiliza de buena manera, podría reducir el uso de energías convencionales (contaminantes o poco amigables con el medio ambiente). Uno de los grandes problemas que hay en la actualidad con respecto a la energía, son las redes de energía eléctrica que están aisladas, en este caso la Isla Mocha, no posee conexión directa al Sistema Interconectado Central de Chile por lo que, para surtir a la isla de energía, se utilizan las energías convencionales más contaminantes. Sabiendo esto y teniendo en cuenta que, al ser una isla, esta posee velocidades de viento prácticamente ideales para la instalación de un campo eólico, lo que podría facilitar la producción energética a través de los aerogeneradores instalados, cosa que se podría complementar con hidrógeno en los momentos que dichos aerogeneradores no puedan operar. Esto traería como consecuencia una producción autónoma de energía en la isla y para la isla y sin detallar que sería una producción totalmente amigable con el medio ambiente

La realización de este proyecto surge frente a la labor que está siendo desarrollada por el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (DIEE) en colaboración con el Grupo de Automatización Robótica y Percepción de la Universidad Central “Marta Abreu” (GARP), la que corresponde a la incorporación al sistema de laboratorios a distancia (SLD) o Laboratorio remoto (LR), de una estación de trabajo con una maqueta de tanques acoplados marca Feedback modelo 33-230. Este trabajo se centró principalmente en la obtención de los parámetros como los flujos de entrada dependientes de la tensión proporcionada desde la estación de trabajo y las constantes de proporcionalidad de las descargas y comunicación entre tanques, necesarios para lograr crear diferentes modelos analíticos no lineales de los subsistemas que la maqueta permite implementar. Para obtener lo anteriormente mencionado fue necesaria en primera instancia la experimentación dadas en dos grandes grupos de experimentos: los necesarios para obtener los flujos de alimentación a cada uno de los tanques y los necesarios para logra identificar las constantes de proporcionalidad de descarga y comunicación de los tanques, tomando como referencia un balance de energía mecánica. Una vez identificados los parámetros, se construyeron analíticamente los modelos no lineales de: un tanque que por sí solo, dos tanques en cascada, dos tanques comunicantes y por último un tanque ante perturbaciones. Todos ellos por medio de un balance de energía en cada uno de los subsistemas y tanques correspondientes. Por último, se estudió más en profundidad el sistema de tanques acoplados, en donde se vio dicho fenómeno mediante ecuaciones y experimentación, y posteriormente se implementó la técnica de desacopladores, comprobando experimentalmente su funcionamiento validando el modelo identificado. Este trabajo además será utilizado para asignaturas como “Identificación de Parámetros”, “Modelado de Sistemas”, “Control de Procesos”, “Control por Computador”, entre otras. Aportando al desarrollo de los estudiantes del departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica y particularmente a los de la carrera de “Ingeniería Civil en Automatización.”

En la actualidad, Chile se ha posicionado y consolidado en la exportación de arándanos, logrando ser el mayor exportador del hemisferio sur desde 2015 a 2018 y los años posteriores junto con Perú [1]. Esto implica un monitoreo y análisis constante para lograr cumplir con los estándares de calidad. Los arándanos poseen características particulares que lo de nen, incluyendo color, diámetro y defectos en su composición física. Aunque estadísticamente las exportaciones han ido en aumento, los productores de baja y media escala realizan el proceso de selección de manera manual, no pudiendo cumplir con los estándares de calidad requeridos en países extranjeros. Es por esto, que surge la necesidad de un análisis exhaustivo, preciso y efi ciente del fruto. Para lograr una clasi ficación y detección precisa del punto de maduración, buscando las condiciones ideales para la cosecha y la toma de decisiones en la postcosecha. De esta forma, en el presente trabajo de título exploramos el potencial de usar métodos de Aprendizaje Automático junto con 400 imágenes que luego aumentamos a 1130 imágenes VISNIR capturadas en un ambiente natural al aire libre, para la clasi cación multiclase y conteo de arándanos de la especie Highbush Legacy, en diferentes etapas de crecimiento. Implementamos tres algoritmos de aprendizaje profundo, YOLOv5, YOLOR y Mask R-CNN, siendo YOLOv5 el con mejor resultado con un mAP (precisi on media) del 85 %, seguido de YOLOR con un mAP 85 %, pero detectando menos arándanos que YOLOv5. Mask R-CNN que a pesar de entrenarlo con pocas etapas alcanzó un mAP del 70 %. Si bien utilizamos algoritmos de ultima generación los resultados indican que tienen una precisión media cercana al 85 %, creemos que funcionaria mejor en aplicaciones donde las imágenes son capturadas con un campo de visión acotado, donde el objeto se aprecia claramente. Y aunque partimos con la hipótesis de que YOLOv5 tiene di ficultades para detectar objetos pequeños que estén de fondo, YOLOv5 muestra la capacidad de detectar arándanos en imágenes con un campo de visión más amplio. Mask R-CNN genera buenos resultados, pero se ve limitado por los recursos computacionales que necesita. Para proyectos futuros se puede usar esta misma metodología para otro tipo de cultivos donde el fruto sea de mayor tamaño como manzana, naranjas, paltas o limones, donde estos algoritmos tendrán un mejor desempeño. Por ahora se deben seguir mejorando los algoritmos y el numero de muestras por cada clase, para poder enfrentar de manera más robusta a las oclusiones y frutos pequeños. Con este estudio, creamos una nueva base de datos con anotaciones para la detección y segmentación de instancias de arándanos, y el repositorio de Github con el código utilizado. Además, se utilizó un conjunto de datos de test idéntico con cada algoritmo, permitiéndonos comparar de forma más estandarizada los resultados. [Conjunto de test].

El presente trabajo contempla la “Modelación y control de electrólisis para la producción de Hidrógeno Verde”, en el cual se realiza una revisión del estado del arte, incluyendo el estudio del Hidrógeno (H2V) como vector energético, el uso de energías para su producción, el escenario energético en Chile y la transición que se proyecta según la “Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde”, la cual tiene como fin poner al país como el principal productor de Hidrógeno en Latinoamérica, destacando los recursos naturales de la zona norte con la radiación más alta del planeta para generación de energía fotovoltaica y de la zona sur con vientos fuertes y constantes para la generación de energía eólica. Seguido de esto, se definirá el concepto de electrólisis mencionando las distintas tecnologías que existen relacionadas con electrolizadores y se describirán las ecuaciones que los componen mediante el análisis de sus leyes físicas. Además, se hace una comparación entre las distintas tecnologías para escoger una de ellas y buscar un equipo real que cumpla con la tecnología escogida. A su vez, se realizará la modelación y simulación de un electrolizador utilizando Simulink/Matlab. Asimismo, se describirán distintas energías renovables y se hará énfasis en la energía solar, puesto que será elegida como fuente primaria para el proceso de obtención de Hidrógeno. La energía solar será utilizada a través de un panel fotovoltaico, el cual será descrito mediante sus leyes físicas y termodinámicas, y a su vez se presentará la modelación y simulación del panel mediante Simulink. Sin embargo, en el caso de la corriente proveniente del panel solar, esta depende de factores climáticos los cuales no pueden ser controlados, teniendo alzas y disminuciones en la corriente generada. Debido a lo mencionado anteriormente, es que se emplean distintas técnicas de control para cumplir con el flujo de corriente deseado. Para aplicar técnicas de control se utilizan convertidores estáticos, donde se describen los elementos que lo componen y su principio de funcionamiento. En este proyecto se utilizará un convertidor Buck-Boost, el cual cumplirá como función elevar o disminuir la tensión obtenida del panel fotovoltaico. A su vez, se describirán a través de leyes físicas distintas estrategias de control, para poder proponer una y realizar control sobre la tensión o potencia obtenida del panel fotovoltaico. Cabe destacar que se implementará el controlador mediante Simulink para obtener sus simulaciones.

La biomasa forestal se utiliza en gran cantidad para la fabricación de pellet. Sin embargo, para la fabricación de este producto se debe tener especial atención en la cantidad de agua presente en la biomasa. Es por ello en la presente investigación se modela un secador de biomasa de banda continua en forma dinámica utilizando la técnica parámetros distribuidos. Se hace uso del software para realizar las simulaciones de las ecuaciones que representan el proceso. Los resultados muestran un gran retardo en la dinámica del proceso, lo cual sin duda se debe tener en cuenta a la hora de decidir sobre la estrategia de control a utilizar. La biomasa forestal se utiliza en gran cantidad para la fabricación de pellet. Sin embargo, para la fabricación de este producto se debe tener especial atención en la cantidad de agua presente en la biomasa. Dado esto se hace necesario un proceso previo de secado para asegurar un porcentaje de humedad que no limite la energía que se obtendrá al hacer la combustión del pellet. Es por esto por lo que en la presente investigación se modela un secador de biomasa de banda continua en forma dinámica utilizando la técnica parámetros distribuidos. Se hace uso del software para realizar las simulaciones de las ecuaciones que representan la dinámica del proceso. Los resultados muestran un gran retardo en la variable de salida de interés (ante variaciones de las posibles entradas de control), lo cual sin duda se debe tener en cuenta a la hora de decidir sobre la estrategia de control a utilizar.