Grado en Ingeniería Aeroespacial

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Ánalisis del efecto de un hueco toroidal en una unión eje-cubo bajo torsión
(2024) Queipo de Llano Pérez, Justo; Vázquez Valeo, Jesús; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
En la industria moderna, los ajustes a presión entre componentes, como el eje y el cubo, son ampliamente utilizados en aplicaciones mecánicas debido a su capacidad para transmitir grandes cargas sin necesidad de otros sistemas de fijación. Sin embargo, estas uniones están expuestas a fenómenos como el fretting, un tipo de fenómeno de daño que ocurre en la zona de contacto bajo cargas cíclicas. Este desgaste produce concentraciones de tensiones locales que, con el tiempo, pueden reducir de manera significativa la vida a fatiga de los componentes involucrados debido a la aparición de grietas superficiales. La fatiga es uno de los principales modos de fallo en componentes mecánicos sometidos a cargas fluctuantes. Por ello, extender la vida útil de las uniones a presión es un aspecto crucial en el diseño de elementos mecánicos, sobre todo en sectores como el aeroespacial, automovilístico y de maquinaria pesada, donde la fiabilidad es un factor determinante. En este contexto, la investigación de medidas paliativas para mitigar los efectos del fretting resulta esencial para mejorar el rendimiento de estos sistemas y evitar fallos prematuros. Una de las soluciones exploradas en este trabajo es la introducción de un hueco toroidal en el eje o el cubo de la unión a presión, con nº de patente: WO2018178418 (“Procedimiento de fabricación de una pieza con resistencia aumentada a fatiga por contacto”). Esta modificación geométrica busca reducir las tensiones tangenciales y normales en la interfaz de contacto, redistribuyendo las cargas y minimizando los efectos del fretting. El objetivo es comprobar si este tipo de geometría puede prolongar la vida a fatiga del sistema sin comprometer su funcionalidad estructural. El estudio se lleva a cabo mediante la simulación numérica utilizando ANSYS Mechanical APDL, donde se analizan las tensiones en la unión tanto en configuraciones con como sin hueco toroidal, siempre sometidas a un par torsor. Los resultados obtenidos permitirán evaluar la eficacia de esta medida paliativa en la prolongación de la vida a fatiga de los ajustes a presión.
Diseño y modelado de la arquitectu ra eléctrica de un eVTOL utilizando baterías y pila de combustible
(2024) Pérez Marinetto, Juan Pedro; Martín Prats, María de los Ángeles; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
Elobjetivo de este estudio es el diseño y simulación de un modelo de arquitectura eléctrica para un eVTOL. Para conseguir ese objetivo, se ha analizado el estado del arte de los eVTOL,describiendo los diferentes tipos que existen y el modelo de misión típica de estas aeronaves. Seguidamente, se han estudiado las características de las diferentes tipologías de arquitecturas eléctricas y en base a este análisis, se ha definido la tipología de alimentación, siendo esta por generación híbrida con pila de combustible y batería. A continuación, se ha procedido a dimensionar las fuentes de energía de forma que sean capaces de soportar una misión interurbana de un eVTOL multirotor. Se han diseñado los convertidores asociados a las fuentes definidas, junto a las tensiones que forman los buses del circuito, y una vez modelado el circuito, se ha simulado un perfil de vuelo en el que la carga sometida a cada fuente se ha cuantificado en base al grado de hibridación de cada fase.
Fabricación y caracterización de piezas porosas de Fe2O3-Al2O3 obtenidas por solidificación direccional
(2024) Ataide Llerena, Manuel Ángel; Sepúlveda Ferrer, Ranier Enrique; Chicardi Augusto, Ernesto; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
Losmaterialesporososconcentran en la actualidad una visión prometedora del futuro de los materiales aplicados a la ingeniería. No en vano, constituyen una creciente alternativa para su uso en tareas como la filtración o para fabricación de catalizadores, entre otras, acaparando la atención de sectores como el energético con el fin de optimizar la producción de hidrógeno verde. En este trabajo, se concentran los esfuerzos por continuar con la línea que otros proyectos anteriores han marcado en la fabricación de un material poroso y resistente que adquiera ciertas características funcionales con tal de que pueda ser empleado para las tareas descritas. En este caso, se ha desarrollado un trabajo de laboratorio para el conformado de piezas cerámicas porosas de hematita y alúmina, en diferentes proporciones, mediante la técnica de solidificación direccional o freeze-casting. Se ha fabricado polvo de Fe2O3+3%wt.Al2O3 y Fe2O3+6%wt.Al2O3 mediante el método sol-gel, para después conformar piezas a partir de una mezcla no acuosa en base canfeno con dichos polvos y ácido esteárico como aditivo a través de la técnica de solidificación direccional, controlando la temperatura de enfriamiento de las muestras; tras su conformado, las piezas son liofilizadas al aire y sinterizadas. Para la caracterización del polvo se ha aplicado un XRD. En cuanto a la caracterización interna de las piezas, se ha realizado un ensayo de Arquímedes para estudiar el grado de porosidad de las mismas, se han calculado los parámetros relativos a la etapa de solidificación de la mezcla y se ha llevado a cabo la toma de micrografías a través de un microscopio óptico, las cuales se han empleado para, a través de herramientas informáticas como ImageJ, estudiar el ancho de poro y de pared de la microestructura final, y explicar los efectos sobre dichas magnitudes debidos a la variación del contenido en volumen de polvo añadido o la cantidad de alúmina incluida como dopante. Por último, se presentan las conclusiones obtenidas de este trabajo.
Estudio, modelado y recreación virtual con el software Catia V.5 y su fabricación aditiva en FDM del catamarán F50 SailGP
(2024) Serrano Gómez, José; Morato-Moreno, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
El presente documento tiene como objetivo el estudio, modelado y recreación virtual del catamarán de competición F50 SailGP, utilizando el software CATIA V5 y la fabricación de un prototipo basado en el modelado mediante la técnica de fabricación aditiva FDM. En el diseño del catamarán, se ha abordado tanto su estructura interna como su estructura externa, además de incluir componentes adicionales y equipos auxiliares. La realización del modelado se ha llevado a cabo mediante una metodología de ingeniería inversa, basada en la obtención de medidas, debido a la falta información detallada sobre el catamarán. Este proceso se fundamenta en la utilización de software como ImageJ o CATIA, o justificando la geometría mediante conocimientos técnicos adquiridos. Por lo que este proyecto aborda los desafíos asociados a la falta de datos técnicos precisos, implementando soluciones innovadoras para obtener una representación fiel al modelo. Respecto a CATIA, se han utilizado diversos módulos, siendo el Generative Shape Design el principal en el que se ha desarrollado la mayor parte del diseño. Además, se ha introducido el concepto de fabricación aditiva, explicando y justificando el uso de la técnica FDM. Dentro del mismo se ha desarrollado conceptos básicos sobre esta técnica, al igual que los resultados obtenidos, procesos de postprocesado y uniones que se han llevado a cabo para realizar el prototipado de una de las configuraciones posibles del catamarán. También se especifican las configuraciones utilizadas para la impresión, junto con un análisis de la eficiencia y eficacia de esta, proporcionando valores reales del coste de fabricación.
Impresión y sinterización de piezas porosas para la obtención de hidrógeno verde
(2024) Flores Fernández, Antonio; Sepúlveda Ferrer, Ranier Enrique; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
Últimamente están surgiendo alternativas a los combustibles fósiles con el objetivo de reducir las emisiones de efecto invernadero, en este trabajo se buscará crear piezas con una impresora 3D haciendo uso de la técnica de fabricación aditiva buscando que estas puedan usarse para la producción de hidrógeno con el método "Steam-iron". Las piezas se forman a partir de hematita dopada con TiO2 y alúmina (Al2O3), además se emplea canfeno y poliestireno como aglutinante, durante el proceso de investigación se harán variaciones en los patrones de capas así como la cantidad extruida entre otras variables para obtener la mejor combinación y exponer los principales defectos encontrados.
Diseño de vehículo de test para caracterización de Single-Event Upsets en Cubesat
(2024) Pérez Pérez, Esperanza; Muñoz Chavero, Fernando; Hinojo Montero, José María; Jiménez Sánchez, Jorge; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
Enestedocumentosequierecaracterizarelefectodelaradiaciónsobrecomponenteselectrónicosdiseñados para misiones espaciales. Concretamente, se centrará en los efectos de radiación denominados Single Event Upsets sobre componentes incorporados en CubeSat. Para ello, se ha construido un vehículo de test formado por memoria y microcontrolador, que simulará el comportamiento de estos componentes frente a SEE Upsets. Mediante un procedimiento de escritura, lectura y verificación de datos, se puede identificar cuando ocurre un SEUyestimar la probabilidad de que se produzca un error en el sistema integrado en el CubeSat. La implementación de estos pasos en una aplicación específica, permite medir los niveles de radiación a los que están expuestos los componentes en el espacio, así como comprobar la fiabilidad de los componentes seleccionados.
Modelado con CATIA V5 de una desmanteladora de palets
(2024) Rodríguez Arróniz, Antonio; Valderrama Gual, Francisco Andrés; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
En el presente proyecto nos centraremos en modelar en Catia una mesa desmanteladora de palets, desde el modelado de todas las piezas incluyendo su posterior ensamblaje hasta unos comienzos del movimiento de la estructura e incluso veremos algunas implementaciones que podemos realizar fuera de los planos aportados. Durante todo el proceso iremos explicando los distintos modulos de Catia empleados y lo acompañaremos mediante imagenes sacadas de dicho programa. Además, introduciremos el proyecto con una reseña de la evolución del sector para el que trabajará nuestra máquina y lo concluiremos con posibles mejoras. En cuanto a la máquina en sí, el trabajo que realizará es el de cortar y separar todos los tablones de madera utilizados en la fabricación de un palet para su posterior reutilización. El modelo a realizar está basado en una máquina realizada por la empresa ALSI, de la que hablaremos un poco más adelante, que nos ha aportado sus planos tras dejar de fabricarla al público. Aquí podemos ver una imagen de esta máquina ya fabricada por primera vez en el taller de dicha empresa.
Evaluación de Software de Simulación para Robots de Manipulación en Órbita
(2024) Ortega López, Antonio; Suárez Fernández-Miranda, Alejandro; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) aborda el desarrollo de un simulador de un robot manipulador en un entorno espacial, para ello se realiza el modelado del robot LiCAS A1 y la implementación de controladores de posición y velocidad para su operación en órbita. Se introduce el concepto de robótica de manipulación orbital, describiendo los sistemas de referencia y las perturbaciones debidas al gradiente gravitacional. A continuación, se presenta un modelo detallado del movimiento relativo respecto a una órbita elíptica y el modelado cinemático y dinámico del robot LiCAS A1, considerando como entorno representativo la Estación Espacial Internacional. Para evaluar el rendimiento del robot, se ha procedido con la adaptación de un simulador existente utilizando ROSyGazebo, lo que permite recrear las condiciones ambientales espaciales. Se implementan controladores en cascada para las articulaciones del robot, asegurando la compensación de perturbaciones y la integración con un sistema de control simulado en tiempo real. Los resultados de las simulaciones validan tanto el modelo del robot como la efectividad de los controladores, evidenciando tanto los efectos de acoplamiento dinámico de los brazos con la base flotante, como la capacidad de los controladores para alcanzar las referencias de posición deseadas. Las conclusiones destacan la viabilidad del sistema propuesto y su potencial para simular operaciones de manipulación robótica en entorno espacial.
Análisis termoaeráulico del flujo de aire en el interior de un túnel de congelación considerando medio poroso y situaciones transitorias por desescarche.
(2024) Monge Abad, Joaquín; Salmerón Lissén, José Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
Este trabajo se enfoca en analizar el comportamiento del campo de temperaturas y de velocidades del flujo de aire impuesto dentro de un túnel de congelación industrial. Además, se hará especial hincapié en la evolución de la temperatura en el tiempo de los productos sometidos a este enfriamiento, y así poder verificar si el túnel logra llevar el interior de los alimentos a la temperatura deseada en el tiempo simulado. Este proyecto continúa el trabajo de José Manuel Rubio Romero, que hizo la primera parte de este estudioel año pasado. En este trabajo, se integra el análisis del medio poroso y se tienen en cuenta fenómenos transitorios, como el desescarche. Estas adiciones permiten obtener resultados más realistas y comprender mejor los resultados experimentales obtenidos. Además, se podrá analizar la diferencia de los resultados obtenidos considerando estos factores con respecto a los obtenidos sin tenerlos en cuenta. Para llevar a cabo el análisis, se utilizarán herramientas de la mecánica de fluidos computacional como ANSYS Fluent y ANSYS CFX. Al concluir, se presentarán los resultados obtenidos junto con propuestas para reducir los tiempos de congelación, incrementando así la velocidad del proceso sin comprometer la calidad de los alimentos. Sin embargo, es de gran importancia tener en cuenta el consumo eléctrico, ya que se busca el mayor beneficio económico posible para el cliente.
Desarrollo de un modelo del avión Bücker Jungmann para el simulador de vuelo FlightGear
(2024) Reina Bolaños, Elías; Gavilán Jiménez, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
En este trabajo se detalla el desarrollo e implementación de un modelo de avión para el simulador FlightGear, enfocándose tanto en los aspectos visuales como en la dinámica de vuelo. Se inicia con la confección del modelo 3D detallado en Blender, haciendo uso de planos y fotografías del avión. Se realizan las animaciones dentro del simulador y se describe la creación del panel de instrumentos en 2D. En cuanto al modelo de dinámica de vuelo, se comienza elaborando un modelo simplificado del avión en CATIA para obtener datos de geometría e inercias. Posteriormente, se emplean las herramientas AEROMATIC y XFLR5 junto con ajustes manuales en el código para generar un modelo que describa con realismo las actuaciones en vuelo. Los apartados a abordar y los cuales consitituyen la dinámica del avión dentro del simulador son: peso y centrado, reacciones con el suelo, propulsión y aerodinámica. A lo largo del trabajo se exploran las capacidades de personalización de FlightGear para recrear no solo las características físicas del avión, sino también la experiencia completa de volar. Con el trabajo se pretende mostrar los pasos a seguir para el desarrollo de una aeronave en el simulador, aspirando igualmente a ser una guía práctica para aquellos interesados en la creación de aviones virtuales. De este modo, contribuir a la comunidad de FlightGear y a su crecimiento, proporcionando conocimientos detallados y valiosas perspectivas sobre el emocionante mundo de la simulación de vuelo.
Primer diseño de un vehículo de ascenso marciano para la recuperación de muestras.
(2024) Márquez Cervera, María; Sanz de Lucas, Eduardo José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería
El diseño preliminar de un vehículo de ascenso está intrínsecamente vinculado a la misión específica que debe cumplir. Este diseño depende tanto de la órbita en la que debe depositar su carga, como de si la carga se liberará en dicha órbita o si es necesario realizar un acoplamiento con un satélite. Además, el diseño varía en función del planeta desde el cual se efectúe el lanzamiento. En este Trabajo de Fin de Grado, se ha estudiado cómo debe ser un cohete para ser capaz de colocar 100kg de muestras en una órbita baja, con la finalidad de que posteriormente un orbitador recoja la carga para traerla a la Tierra. Con este fin, primero se ha estudiado el estado del arte, comprobando que, aunque todavía no se ha lanzado ningún cohete desde suelo marciano, actualmente la NASA está desarrollando un vehículo de ascenso marciano. Con esta información, se han analizado diversos aspectos de Marte, incluyendo su gravedad, atmósfera, superficie y velocidad de rotación. Con esta información, se ha llevado a cabo el diseño preliminar de un vehículo de ascenso marciano. El diseño ha comenzado con una estimación preliminar del impulso necesario para alcanzar la órbita, conocido como presupuesto ΔV. Este cálculo se ha realizado inicialmente con física básica y se ha refinado utilizando métodos de mecánica orbital, como la transferencia de Hohmann y una transferencia elíptica. A continuación, se ha seleccionado la tecnología de propulsión adecuada. Para realizar un primer dimensionado, se ha determinado un orden de magnitud tanto para la masa estructural como para el propulsante. Conociendo el presupuesto ΔV, se ha refinado la estimación de las masas con la ecuación de Tsiolkovski, concluyendo que es necesario un diseño de dos etapas. Este primer dimensionado se ha completado con la optimización de las etapas mediante el método de los multiplicadores de Lagrange. La segunda fase de dimensionado ha permitido refinar la masa inerte. Con la masa inicial de cada etapa ya determinada, se han seleccionado los motores y, con la masa de propulsante calculada, se han diseñado los depósitos. Se han diseñado dos depósitos esféricos y uno cilíndrico con fondos esféricos, considerando las tensiones adicionales que resultan de las diferencias en las deformaciones del cilindro y la esfera. También se ha diseñado un depósito de presurización. Posteriormente, se han estimado las masa del carenado, aviónica y cableado utilizando relaciones de masas. Finalmente, se ha analizado la trayectoria del vehículo hasta alcanzar la órbita objetivo. En este proceso, se ha optimizado cada tramo del ascenso,considerando un tramo vertical, un giro por gravedad y una transferencia Hohmann, adaptándolo específicamente para el despegue desde Marte. Concluyendo el diseño con un vehículo más simple que solo necesita dos etapas. Además, se ha demostrado que la contribución de la atmósfera a las pérdidas es despreciable, al igual que la influencia de la rotación del planeta.
Primer Diseño del Sistema de Propulsión de un Vehículo de Exploración Lunar
(2024) Gallardo Borrego, Marina; Sanz de Lucas, Eduardo José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería
Este trabajo tiene como objetivo el primer diseño del sistema de propulsión de un vehículo de exploración lunar. Como punto de partida, se describe el proyecto en el que se llevó a cabo el estudio de este vehículo al completo, haciendo hincapié en los resultados que se obtuvieron. En él se trazaron las misiones y trayectorias a seguir, así como un primer diseño estructural y de los sistemas de propulsión, eléctrico y de comunicaciones y navegación y ordenador de a bordo. Con los datos recogidos de este proyecto a modo de antecedentes, se lleva a cabo ahora el diseño específico del sistema de propulsión, empezando por un análisis de la cinemática del vehículo en el entorno lunar. El desplazamiento es realizado mediante saltos parabólicos oblicuos, permitiendo el acceso a cráteres y montañas previamente inexploradas. Mediante un proceso de optimización y obedeciendo los requisitos impuestos, se eligen las trayectorias más ventajosas en cuanto al consumo de combustible. A partir de estas trayectorias propuestas y de las variables de interés obtenidas, como los impulsos (ΔV) para cada salto, se calcula el propulsante necesario para las diferentes misiones, incluyendo los cálculos para hacer un hovering de 20 segundos, y habiendo realizado previamente un estudio detallado de las tecnologías existentes a través de la literatura especializada, con el objetivo de la elección del propelente más ventajoso. Llegados a este punto, se procede al diseño del sistema de propulsión principal, el cual hace referencia al motor (tobera y cámara de combustión) encargado del desplazamiento del vehículo. A partir del empuje requerido se calculan los valores típicos para el diseño de un motor cohete, que es un proceso iterativo en el que las variables de interés están estrechamente relacionadas entre sí. Una vez obtenido el punto de diseño del motor principal, se diseñan los tanques de propulsante y del gas inerte, los cuales dependerán de parámetros calculados en el punto anterior, como la presión en la cámara de combustión, que juega un papel clave en esta sección. Con el objetivo de asegurar que el propulsante no se congela en ningún momento, se realiza el calculo del tiempo de enfriamiento de los tanques por tranferencia de calor y por pérdida de energía interna. Mediante un proceso iterativo de resolución (PIR), se obtienen los resultados y se diseña el sistema de control térmico óptimo. Otro estudio recogido en el trabajo es el diseño de un sistema de propulsión secundario, cuya finalidad reside en la estabilización y orientación del vehículo en el espacio. Dicho sistema está compuesto por pequeños propulsores que modifican la posición en cada instante en el que se requiera, aportando así la posibilidad de rotación del vehículo en cualquier eje. Finalmente, se plantea la posibilidad del vehículo de llevar a cabo futuras misiones propuestas y se discute si el diseño cumple con los requisitos impuestos. En el trabajo se encuentran adjuntos todos los apéndices que se consideran necesarios, junto con los códigos desarrollados y utilizados.
Modelado y recreación virtual con Catia V5 de la aeronave Midget Mustang
(2024) Domínguez Carrasco, Rubén; García Ruesgas, Laura; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
El objetivo principal de este proyecto es modelar la aeronave Midget Mustang mediante planos originales. Para ello se va a utilizar CATIA V5. Como objetivo secundario se tiene, aprender y conocer más el entorno de CATIA V5. Así como, iniciarse en el sub módulo DMU Kinematics. En los diferentes capítulos, se muestra el proceso seguido, paso a paso, del modelado y el ensamblado de las diferentes partes de la aeronave. El primer paso para el modelado ha sido digitalizar los planos originales del Midget Mustang para poder obtener medidas de ellos. Tras esto, se han modelado las cuadernas y se ha creado el fuselaje una vez posicionadas en el espacio. El siguiente paso ha sido modelar las alas (con sus respectivos elementos), los estabilizadores, las tomas de aire del motor, palas de la hélice y el tren de aterrizaje. Tras tener el modelo preparado, se realiza una comparación del modelo obtenido con el modelo real. Finalmente, se utiliza el submódulo DMU Kinematics para proporcionar movimiento a flaps, alerones, timón de cola y timón de profundidad.
Análisis numérico de burbujas de líquidos poliméricos
(2024) Vázquez Pineda, José Pablo; Herrada Gutiérrez, Miguel Ángel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
El estudio del comportamiento de las burbujas en distintos medios fluidos, aunque poco comen tado normalmente, es crucial en gran cantidad de aplicaciones industriales, es por ello que la reología juega un papel muy importante en el conocimiento de los fluidos que se usan para diversas aplicaciones. En este contexto, este Trabajo de Fin de Grado investiga el efecto de la inclusión de polímeros en fluidos viscosos, cómo el comportamiento de este tipo de fluidos afecta a burbujas de aire ascendentes. A través de simulaciones numéricas, se examinan las interacciones de las burbujas en términos de velocidad de ascenso, forma y esfuerzos viscosos principalmente. Los resultados ofrecen una comprensión más profunda de los mecanismos implicados y tienen importantes apli caciones en áreas como la industria del petróleo, la medicina o la industria automovilística. Este estudio establece una base para futuras investigaciones en este campo, así cómo un análisis de las limitaciones numéricas de los métodos empleados, planteando así líneas de mejora para estos.
Influencia de la variación geométrica de la sección en el flujo de tensiones tangenciales en secciones de pared delgada constituidas por laminados de material compuesto
(2024) Montes Fernández, Aarón; Marín Vallejo, Juan Carlos; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
This workarises from the observation of discrepancies in the tangential stress flow evaluated with a bar model and with a finite element model for a wind turbine blade. The objective of this work is the study of the effect of the geometric variation of the section (changes in the thickness) on the flow of tangential stresses in beams with a thin-walled section made up of composite material laminates. To do this, numerical models (MEF) will be used and they will be compared with the results of an analytical model for constant section beams.
Design, analysis and validation of an aerodynamic package for a LMGTE car
(2024) Jiménez Brinkmann, Pablo; Dávila Martín, Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
En este trabajo de fin de grado, el objetivo es mejorar el rendimiento de un coche deportivo a través de la implementación de un paquete aerodinámico. Para restringir la capacidad de diseño, el vehículo final cumplirá con las normas establecidas para competir en la categoría LMGTE del Campeonato Mundial de Resistencia. En primer lugar, se diseñarán en 3D y se analizarán los distintos dispositivos aerodinámicos en un entorno virtual a través de dinámica de f luidos computacional (CFD) , modificando su geometría e introduciendo cambios para encontrar la solución más favorable. Una vez conseguido, se procederá a implementar estos dispositivos aerodinámicos en el coche completo, analizarlo y encontrar zonas de posible mejora. Tras distintas versiones, se llegará a una versión final. Finalmente, para validar la mejora introducida con los paquetes aerodinámicos, se simularán las distintas versiones en un software de vuelta ideal. Comparando los tiempos y las distintas variables, se entenderán las ventajas de cada versión.
Integración de un ESDF generado a través de redes neuronales en planificación para robots aéreos
(2024) Gil García, Guillermo; Capitán Fernández, Jesús; Cobano Suárez, José Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
Este documento presenta el proceso de diseño y validación de un planificador de trayectorias para drones aéreos basado en un Campo de Distancia Euclídea con Signo (o ESDF, siglas en inglés de Euclidean Signed Distance Field) generado de forma online con ayuda de una red neuronal. Para ello, en primer lugar se detalla la estructura del sistema, que se compone de diversos bloques cuyos objetivos son obtener datos del entorno, procesarlos y utilizarlos para entrenar una red neuronal. Dicha red neuronal proporciona la información necesaria para representar el entorno a partir de los datos de los sensores, la cual se utiliza posteriormente para la planificación de trayectorias en conjunto con un algoritmo de planificación basado en grafos, como es el A*. El sistema se ha desarrollado utilizando ROS (Robot Operating System), habiéndose programado de forma híbrida tanto en C++ como en Python. Los resultados se han obtenido a través de diferentes simulaciones llevadas a cabo con un dron en un entorno real. Para ilustrar los resultados, se han usado herramientas como Gazebo y RViz.
Metodología para la estimación y seguimiento de la huella de Carbono de la Isla de la Cartuja
(2024) García Montaño, Mario; Arcos Vargas, Ángel; Universidad de Sevilla. Departamento de Organización Industrial y Gestión de Empresas I
El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) se centra en establecer una metodología para la estimación y el seguimiento de la huella de Carbono de la Isla de la Cartuja, enmarcado en el proyecto eCity Sevilla. Este proyecto tiene como objetivo transformar el PCT Cartuja en un modelo de sostenibilidad, alineado con la Agenda 2030 de las Naciones Unidas y sus Objetivos de Desarrollo Sostenible, especialmente los relacionados con la acción por el clima y las ciudades sostenibles. Para abordar este objetivo, se ha llevado a cabo una exhaustiva medición y análisis de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) asociadas a las actividades del parque, se han recopilado las fuentes de datos y analizado los resultados y limitaciones. El estudio se estructura en tres alcances principales de emisiones: emisiones directas (Alcance 1), emisiones indirectas de electricidad (Alcance 2) y otras emisiones indirectas (Alcance 3), en la que se recoge principalmente el transporte. La metodología aplicada sigue las directrices de la norma UNE-ISO 14064-1:2006, garantizando la precisión, consistencia y transparencia en la evaluación de las emisiones. En el año 2022, se concluyó que las emisiones totales del parque ascendieron a casi 39.500 toneladas de CO2 equivalente. El TFG se ha estructurado de manera clara para facilitar la comprensión del lector. En primer lugar, se han analizado iniciativas y proyectos similares que se han llevado a cabo en otras partes del mundo, así como las metodologías que se han aplicado. Se presenta el Parque Científico y Tecnológico Cartuja, proporcionando el contexto necesario sobre su relevancia y características. A continuación, se describe la metodología utilizada para la evaluación de las emisiones, seguida de un análisis detallado de las fuentes de información. Posteriormente, se explica la aplicación de la metodología y se presentan los resultados obtenidos. Finalmente, se ofrecen las conclusiones y recomendaciones basadas en el análisis realizado. El proyecto eCity Sevilla representa una oportunidad única para posicionar a la ciudad como líder en sostenibilidad y digitalización, y su éxito depende de la colaboración de todas las partes interesadas, incluyendo administraciones, empresas, entidades y trabajadores. A través de este estudio, se sientan las bases para alcanzar la neutralidad de carbono y convertir la Isla de la Cartuja en un referente global de eco-ciudad inteligente. La investigación concluye que, con las estrategias adecuadas y un enfoque integral, es posible transformar el PCT Cartuja en un modelo de sostenibilidad, proporcionando un ejemplo replicable para otras ciudades y regiones.
Desarrollo e implementación de un panel FEFIS para un simulador de vuelo de Airbus A320 basado en Flightgear
(2024) Crassous Torres, Pablo G.; Gavilán Jiménez, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
El departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla cuenta con una sala de laboratorios donde se encuentran varios simuladores de vuelos usados en las prácticas de sus asignaturas. Estos simuladores proporcionan una potente herramienta de aprendizaje que complementa a las clases teóricas acerca de sistemas de aviónica, planificación de rutas y ayudas a la navegación. Por ello, dentro del departamento se promueven una serie de trabajos de fin de grado o máster centrados en el desarrollo e implementación de distintas partes de un simulador de Airbus A320, más actualizado y con mayores prestaciones que los usados actualmente para la enseñanza. Este trabajo pretende documentar el proceso de diseño e implementación de un nuevo panel del simulador en desarrollo, ampliando las funciones disponibles y permitiendo una mejor experiencia a los usuarios. El proceso de diseño emplea diversos programas obtenidos gracias a la Universidad de Sevilla para realizar el diseño de piezas a ordenador y el diseño de las placas de circuito impreso. Este trabajo abarca distintas áreas de conocimiento, como pueden ser la electrónica digital o las tecnologías de fabricación. El panel desarrollado en este trabajo es el correspondiente al EFIS (sistema electrónico de instrumentos de vuelo), que permite controlar las pantallas primarias de vuelo y navegación usadas por el piloto para obtener información crítica para el buen desempeño del vuelo. La conclusión de este proyecto de fin de grado no supone el final de la línea de trabajo centrada en este simulador, sino una contribución a su desarrollo que todavía cuenta con una gran cantidad de posibles mejoras y trabajos futuros.
Diseño de PCB para carga útil de un CubeSat
(2024) Pardo Pérez, Jesús de la Victoria; Muñoz Chavero, Fernando; Hinojo Montero, José María; Jiménez Sánchez, Jorge; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
La industria de las comunicaciones espaciales está experimentando un resurgir y se ha convertido en un sector altamente atractivo para ofrecer servicios de alta complejidad. Estas comunicaciones se están llevando a cabo mediante el despliegue de grandes constelaciones compuestas, en su mayoría, por pequeños satélites. Dentro de la categoría de los nanosatélites se encuentran los conocidos como CubeSats. Estos dispositivos se despliegan en órbita baja terrestre (LEO), lo que les permite una baja latencia y, debido a su reducido tamaño, los costos de lanzamiento son más asequibles. Este trabajo, tiene como motivación implementar una version preliminar de la carga útil para medir Single Event Effects (SEE) que se va a utilizar en el CubeSat de la Misión Alpha. El proyecto Misión Alpha se presenta como una novedosa iniciativa dentro del emergente sector del 'Newspace' en Andalucía, combinando el ingenio de organizaciones tanto privadas como públicas en la región para dar origen al primer satélite genuinamente andaluz, denominado Alpha3. Para llevar a cabo el objetivo principal del trabajo, deberemos integrar la carga útil en un PCB que permita el análisis de cómo las partículas cargadas pueden afectar el funcionamiento de los dispositivos electrónicos, especialmente las memorias. Para ello será clave la integración en la carga útil de una memoria SRAM, que se utilizará para el almacenamiento de estados y determinar cuando se producen los eventos SEE. En primer lugar, se realizará un estudio preliminar tanto de las normativas, como de las especificaciones que debe cumplir esta carga de pago para ser implementada en el CubeSat. A continuación, se realizará la elección de componentes que formarán parte de la placa de circuitos impresos (PCB) y, posteriormente, se realizará el diseño completo de dicha PCB, mediante un proceso iterativo que permita la conexión de todos los elementos seleccionados. Tras esto, procederemos a verificar la validez de los resultados obtenidos, y así poder proveer de información y servir como base a futuras implementaciones de la Misión Alpha.

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