Máster en Ingeniería Industrial

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Design and Development of a New ISOLDE Beam Dump
(2024) Martín Ruiz, José María; Navarro Robles, Alfredo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
La instalación ISOLDE del CERN está equipada actualmente con dos bloques de hierro no refrigerados que actúan como vertederos de haces. Fueron instalados en 1991 y actualmente operan fuera de los parámetros para los que fueron originalmente diseñados. Para garantizar la fiabilidad y la seguridad de la instalación durante los próximos años, se ha realizado un estudio para evaluar el comportamiento de los dispositivos actuales, así como la posibilidad de intercambiar los vertederos de haces de ISOLDE por nuevos modelos durante durante la Parada Prolongada 3 del CERN. La consolidación también permitiría la compatibilidad con el aumento de energía asociado al PS Booster 2.0 GeV y la actualización de intensidad que se está debatiendo actualmente. Para evaluar el comportamiento de los dispositivos actuales, se ha realizado un modelo de elementos finitos de los vertederos de haces. Los resultados del estudio de elementos finitos se han comparado con las mediciones de sensores de temperatura colocados en los vertederos de haces, y se han ajustado los parametros del modelo de elementos finitos para que reflejen mejor el comportamiento medido. Adicionalmente se ha utilizado el modelo de elementos finitos para simular el comportamiento de los vertederos de haces con energías e intensidades más altas, lo cual ha permitido establecer límites racionales para la operación de ISOLDE desde el punto de vista de los vertederos de haces. Asimismo se propone un nuevo modelo de vertedero de haces que sería compatible con la operación de ISOLDE durante el futuro a medio plazo de la instalación. La propuesta es compatible con todas las restricciones necesarias y se ha hecho un modelo de elementos finitos para evaluar que su comportamiento termo-mecánico sea el adecuado.
Proyecto de implantación de nave industrial y estudio de localización mediante SIG
(2024) Artiles Castro, Joaquín; Amaro Mellado, José Lázaro; Castillo García, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
Hoy en día, con la economía en constante crecimiento se realizan muchos tipos de proyectos y licitaciones, a los que los ingenieros industriales pueden optar a realizar este tipo de trabajos ya que tienen atribuciones profesionales para ello. El presente proyecto tiene como objetivo estudiar la viabilidad de implantación y la localización idónea de un edificio industrial para un uso de una gran superficie comercial, diseñar y proyectar este edificio industrial realizando el diseño, el cálculo, los planos y la presupuestación de este edificio abarcando el diseño de la estructura como las distintas instalaciones que nos encontramos en un edificio industrial de este tipo, estas son la instalación eléctrica, contra incendios, ventilación y climatización, iluminación, saneamiento, fontanería y se proyecta además un centro de transformación de abonado. Para el completo desarrollo del proyecto se utilizan distintos programas usados diariamente por profesionales para el completo desarrollo de este tipo de proyectos, estos programas serían el CYPE, DIALUX y AutoCAD, también para el estudio de la localización idónea se utiliza el programa QGIS.
Caracterización hidráulica de válvulas HowellBunger para desagüe de presas a escala reducida.
(2024) Domínguez Barquero, Markel; Vallellano Martín, Carpóforo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
Este documento “Caracterización Hidráulica de válvulas Howell-Bunger para desagüe de presas a escala reducida” es un trabajo fin de master, que trata de investigar y analizar características hidráulicas de válvulas tipo Howell-Bunger, ampliamente utilizadas en descargas de presas de gran caudal. Son generalmente conocidas por su alto coeficiente de descarga y capacidad para manejar grandes flujos de agua. Se caracterizan también por su forma de cono que reduce el impacto erosivo en la descarga. El estudio se basa en la caracterización de las curvas del coeficiente de descarga de las válvulas Howell-Bunger, para ello utilizando un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD), concretamente SolidWorks FlowSimulation. El coeficiente de descarga es un parámetro clave que mide la eficiencia con la que una válvula puede descargar agua, es decir la relación entre el caudal de salida del conducto con válvula y sin ella. El estudio se realiza en una válvula a escala reducida del sistema real de la válvula, presente en las instalaciones de nova hidráulica, con una escala casi 18 veces menor. Tiene como objetivo validar un modelo de simulación que reproduzca el comportamiento hidráulico de la válvula. El proyecto se encuentra dividido en dos partes principales:  Validación de la simulación de una válvula Howell-Bunger sin concentrador: Se utiliza un modelo estándar, sin concentrador, del cual se dispone de datos experimentales bien documentados. Esto permite ajustar y comprobar la precisión del modelo CFD. El flujo de agua en este caso forma un cono que se expande al salir de la válvula  Estudio de la válvula con concentrador de flujo: Se analiza el impacto del concentrador, un componente que canaliza el flujo de agua de manera más directa, lo que influye tanto en el coeficiente de descarga como en fenómenos como la cavitación. El concentrador canaliza el flujo de manera más directa, limitando la dispersión del agua y reduciendo la zona de impacto El proceso comienza con la validación del modelo computacional para la válvula sin concentrador. Modelo estudiado a partir de archivos proporcionados por la empresa Nova Hidráulica, que incluyen la geometría 3D de una válvula Howell-Bunger con distintas aperturas, desde un 10% hasta el 100%. Se llevaron a cabo dos tipos de análisis CFD:  Análisis interno: Este análisis se centra en el comportamiento del flujo de agua dentro del conducto, el fluido no sale del conducto. Es una simulación más sencilla y rápida, con menor coste computacional. En este tipo de análisis, se obtuvieron buenos resultados para aperturas mayores al 40%, con errores menores al 3%. Sin embargo, a medida que la apertura de la válvula se reduce, los errores aumentan.  Análisis externo: Este análisis incluye la interacción del flujo de agua con el aire, lo que añade mayor complejidad y un mayor coste computacional. Aunque esta simulación es más precisa, especialmente para aperturas pequeñas, requiere mucho más tiempo de cálculo. Los resultados de este análisis cubren las carencias del interno al dar resultados precisos en aperturas menores al 40% Una vez validado del modelo se estudia la influencia del concentrador y la influencia del mismo en cuanto a la cavitación. También se analiza el impacto de la rugosidad y se sacan conclusiones de todo el proceso.
Diseño avanzado de una solución de intercambio de calor usando los métodos de Bell-Delaware y Kern
(2024) Sánchez Caballero, Rubén; Sánchez Ramos, José; Álvarez Domínguez, Servando; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
Este Trabajo Fin de Máster se centra en el diseño de un intercambiador de calor que haga uso de dos corrientes a diferentes temperaturas para lograr un ahorro energético significativo en la instalación. El proyecto implica enfriar una corriente caliente de makanato a través de una corriente fría de fuel oil. Este proceso permite una reducción considerable en el consumo de energía de los equipos que tratan a ambas corrientes al final del proceso, obteniendo una menor emisión de gases invernadero a la atmósfera. Inicialmente se hace una breve introducción sobre la necesidad de las empresas de maximizar la eficiencia energética en sus instalaciones debido a la actual crisis energética, indicando técnicas para lograr dicho objetivo. Una vez introducido el contexto del proyecto se explican los diferentes métodos empleados para el diseño del intercambiador, detallando los pasos a seguir para llegar a la solución del diseño. Con esto se pretende facilitar la comprensión de ambos métodos y facilitar su seguimiento mediante pasos. Posteriormente, se muestra los resultados adquiridos mediante ambos métodos, donde se comparan con los obtenidos por el fabricante a través del software HTRI. Para concluir, se presenta dos diseños alternativos por modelo elaborados a través del método de Bell-Delaware, destacando sus ventajas y limitaciones respectivas en comparación al diseño óptimo del fabricante.
Diseño de ensayos cíclicos tracción-compresión en laminados de material compuesto carbono/epoxi usando láminas convencionales y ultradelgadas
(2024) Marín Raya, Jorge; Sánchez-Carmona, Serafín; Velasco López, María Luisa; Correa Montoto, Elena; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
El objetivo de este trabajo reside en lograr realizar ensayos cíclicos sobre material compuesto carbono/epoxi, introduciendo cargas de compresión dentro del ciclo de fatiga, y evaluar si éstas, favorecen o retrasan la aparición del daño en la lámina de 90º en laminados cross-ply [04/90(n)]s, cuando se utilizan láminas ultradelgadas en lugar de láminas convencionales, siendo n el número de capas empleadas. La definición del ensayo cíclico consta de dos partes. Por un lado, se realizan ensayos de tracción y compresión estáticos independientes, con el objetivo de obtener la carga máxima de rotura de los laminados tanto a tracción como compresión. El objetivo es lograr aplicar un porcentaje de estas cargas como valores extremos de carga en los ensayos cíclicos. Para ello, se hace hincapié en buscar la configuración de ensayo óptima para compresión que evite los problemas de pandeo asociados al ensayo, lo que constituye la parte principal de este trabajo. Por otro lado, una vez encontrada la configuración idónea, se realizan ensayos a fatiga con el objetivo de analizar cada cierto número de ciclos, el daño ocasionado en la lámina de 90º. Este análisis se realiza para dos tipos diferentes de laminados con capa de 90º de gramaje ultradelgado y el otro convencional. El interés radica en observar y comparar la evolución del daño a fatiga con compresiones frente a estudios donde el ciclo de carga es tracción-tracción. Este trabajo se divide en dos partes: diseño del montaje anti-pandeo necesario para los ensayos, y por otro lado, los ensayos mecánicos necesarios, incluyendo desde la fabricación de las probetas en sala limpia, posterior curado, pulido y dimensionado de estas, hasta la obtención y análisis de los resultados junto a las diferentes conclusiones alcanzadas.
Estudio de la respuesta ante carga cíclica T-T de láminas ultradelgadas en probetas con taladro fabricadas con laminados cuasi-isótropos de material compuesto
(2024) Prieto García, Roberto; Correa Montoto, Elena; Sandino, C; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
El presente trabajo nace con el objetivo de determinar la respuesta ante carga cíclica T-T de probetas con taladro fabricadas a partir de laminados cuasi-isótropos que contienen láminas ultradelgadas. Dicha respuesta tratará de establecer si el empleo de láminas ultradelgadas afecta o no al comportamiento de estructuras y componentes de material compuesto en presencia de un concentrador de tensiones, en este caso agujero. Para ello se emplea un material de fibra de carbono y resina epoxi para la fabricación de las probetas bajo cuya denominación es “NTPT THINPREGTM 402”. Con este objetivo, la organización de este Trabajo Fin de Máster se ha dividido en 5 capítulos. El primero introduce el estado del arte asociado al estudio de la respuesta de probetas con agujero de fibra de carbono, sometidas a carga cuasi-estática o cíclica de tracción. El segundo detalla la fabricación de las distintas probetas y laminados empleados en el presente estudio. El tercero consiste en la caracterización ante carga cuasi-estática de tracción, así como la observación de la aparición de daño a nivel macroscópico en el agujero y en el borde libre de la probeta. El cuarto capítulo analiza en detalle el comportamiento ante carga cíclica de tracción de los cuatro tipos de probetas estudiadas, empleándose como principal parámetro la determinación del área dañada mediante inspección por ultrasonidos. Finalmente, el quinto capítulo presenta las conclusiones del trabajo, así como los desarrollos futuros del mismo. Este trabajo incluye un minucioso proceso de fabricación que incluye el corte del preimpegnado, el apilado y posterior curado del laminado en una autoclave, el corte de las probetas y el taladrado de estas para obtener el agujero centrado, según las recomendaciones de la norma correspondiente. Los ensayos mecánicos han seguido igualmente las recomendaciones de las normativas para la caracterización de probetas de material compuesto con agujero ante cargas cuasi-estáticas y cíclicas de tracción. Finalmente se ha procedido a visualizar e inspeccionar el daño producido por dichas cargas mediante diversas técnicas, como el empleo de una cámara digital y un equipo de inspección por ultrasonidos.
Cálculo de la geometría de diseño de una vía ferroviaria a partir de medidas de sensores inerciales y GNSS tomadas durante el viaje en trenes de línea
(2024) Rodríguez Gómez, Miguel; Escalona Franco, José Luis; Urda Gómez, Pedro; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
La industria está evolucionando cada vez más hacia la digitalización y la industria ferroviaria no es una excepción. Hay un interés creciente en el desarrollo de gemelos digitales, representaciones virtuales del vehículo ferroviario y de la vía en los que, a partir de modelos computacionales y de las medidas de sensores instalados abordo, se puede determinar el estado del sistema en tiempo real, monitoreando la evolución de distintos parámetros y variables para tomar decisiones. En este sentido, el Grupo de Ingeniería Mecánica está trabajando en el desarrollo de gemelos digitales de vehículos ferroviarios desarrollando modelos computacionales para el estudio de su dinámica y de su interacción con la vía. Un elemento indispensable para poder realizar cualquier tipo de simulación dinámica de un vehículo ferroviario es conocer la geometría de la vía sobre la que circula. Esta información puede no ser fácil de recopilar o puede estar desactualizada, por lo que en este trabajo se propone un algoritmo para obtener la geometría de diseño de la vía a partir de las medidas de sensores inerciales y GNSS montados en un vehículo comercial cualquiera. En primer lugar, se justifica la necesidad de resolver este problema describiendo las metodologías más utilizadas actualmente y algunos trabajos previos que se han realizado en torno a la reconstrucción de la trayectoria recorrida por un sistema móvil. En segundo lugar, se describen los parámetros necesarios para definir la geometría de la vía de la misma manera que se realiza en la industria ferroviaria. Se detallan las ecuaciones matemáticas necesarias y el procedimiento a seguir para poder calcular la posición de cualquier punto de la trayectoria que define una vía. En tercer lugar, se desarrolla el algoritmo explicando qué señales se reciben de los sensores, cómo se procesan para obtener una primera aproximación de la geometría, su optimización posterior y la manera de incluir en un solo resultado la información generada de varios ensayos sobre la misma vía. En cuarto lugar, se exponen los resultados obtenidos en un tramo de línea de Cercanías, así como la implementación del algoritmo en Matlab y cómo utilizar el programa. Finalmente, se discuten las conclusiones del trabajo aclarando las limitaciones del algoritmo y las posibles mejoras que se pueden llevar a cabo para superarlas.
Contribution of renewable communities to the energy transition
(2024) Sánchez Lahuerta, Juan Carlos; Arcos Vargas, Ángel; Universidad de Sevilla. Departamento de Organización Industrial y Gestión de Empresas I
Este trabajo de fin de máster estudia las comunidades energéticas (CE) en Europa y concretamente en España, haciendo hincapié en su desarrollo, potenciales modelos de negocio, impactos en la red eléctrica y su sostenibilidad en los próximos años. Se estudian diferentes aspectos que pueden afectar al alcance del desarrollo de las comunidades energéticas, ya sean técnicos, sociales o de normativa. El trabajo evalúa el desarrollo de las comunidades energéticas en Europa a través de una revisión de la literatura, datos de los últimos años, casos de estudios actuales y proyecciones de futuro. Explora modelos de negocio que ayuden a diversificar las comunidades energéticas a la vez que se simulan sus efectos en los usuarios finales, la red y las emisiones. Para ello, se hace uso de estudios previos y de una base de datos creada a partir de datos de organizaciones como ReScoop. También se realizará una comparativa del nivel de éxito de algunos modelos de negocios, particularmente en una comparación entre Alemania y España, considerando diferentes aspectos como la tecnología de generación instalada, sus estructuras legales, financieras y número de miembros. Se analiza la adaptabilidad de las comunidades energéticas a través de los cambios de normativa en los últimos años y su importancia en conseguir los objetivos de emisiones netas de la Comisión Europea. Los tres modelos servirán para analizar el impacto de las comunidades energéticas a través de simulaciones en redes y de viabilidad económica, viendo cómo afecta a sus miembros y a los beneficios económicos de las comunidades energéticas.
Planta de secado de residuos procedentes de una EDAR mediante energía solar fotovoltaica
(2024) Soriano López, Gabriel; Cubero Moya, Andrés; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería
La gestión eficiente de los lodos de depuradora es esencial para la sostenibilidad urbana. Estos lodos, compuestos principalmente de agua después del tratamiento, requieren métodos efectivos para deshidratarlos y reducir la presencia de patógenos, en los cuales la generación térmica juega un papel crucial. Uno de los mayores desafíos en este proceso es el alto consumo de energía que se demanda durante la etapa final del tratamiento, el secado. Históricamente, este proceso ha dependido de fuentes convencionales como el carbón, el gas natural y la electricidad, que no solo son costosas, sino que también tienen un impacto ambiental significativo. Para abordar estos desafíos, se está impulsando la adopción de sistemas de secado que fomenten la utilización de energía solar como fuente energética. Esta tecnología ofrece una alternativa limpia y sostenible para generar el calor necesario sin recurrir a combustibles fósiles. El uso de energía solar no solo reduce los costos operativos asociados con el calor térmico, sino que también optimiza el almacenamiento, manipulación y transporte de los lodos, resultando en una gestión más eficiente y económica. Además, este enfoque promueve la higienización de los lodos, convirtiéndolos en un recurso valioso como fertilizante para suelos agrícolas. Por tanto, en este proyecto se va a diseñar una planta de secado de residuos procedentes de una EDAR empleando como fuente de energía la energía solar fotovoltaica. Finalmente, se analizará desde el punto de vista económico la rentabilidad de integrar los sistemas fotovoltaicos en las aplicaciones de secado térmico
Diseño y análisis de sistemas de limpieza para ciclos de CO2 transcrítico aplicados a almacenamiento de energía geológico
(2022) Haba Medina, Fernando de la; Chacartegui, Ricardo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
La búsqueda de métodos innovadores para la captura y utilización de CO2, así como nuevas tecnologías de almacenamiento de energía de gran capacidad es crucial para mitigar el cambio climático y reducir la dependencia de combustibles fósiles. Este trabajo de fin de máster se centra en el estudio y diseño de sistemas de limpieza de flujos en una novedosa tecnología de almacenamiento de energía que integra CO2 transcrítico y almacenamiento geológico, que almacena CO2 en el subsuelo en el proceso de carga y lo recupera en el proceso de descarga. El proyecto se desarrolla en el marco del proyecto de investigación Horizon Europe CEEGS. En este contexto se aborda la captura de CO2 en cavidades salinas para su posterior utilización en la generación de energía. Las corrientes de CO2 arrastrarán partículas y compuestos que pueden dañar los sistemas de producción de potencia (compresores, turbinas, intercambiadores). En este trabajo se han evaluado diferentes sistemas de limpieza de corrientes de CO2, como sistemas auxiliares para un sistema de almacenamiento de energía de este tipo, diseñados y adaptados a la escala y modo de operación. Los sistemas diseñados muestran una elevada capacidad de eliminación de partículas minimizando el impacto de las impurezas sobre el bloque de producción de potencia.
Análisis energético, de seguridad y de sostenibilidad en la climatización mediante plantas enfriadoras de diferentes tipologías aplicadas a un edificio hospitalario
(2024) Camargo Molina, Juan Antonio; Álvarez Domínguez, Servando; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
A partir de la aprobación de un proyecto para la reforma de un complejo hospitalario, cuya finalidad es la mejora de eficiencia energética, se propone llevar a cabo el estudio de la instalación de refrigeración. Más concretamente una comparativa entre los sistemas condensados por agua y por aire. Para ello, dada la dimensión del problema, es necesario realizar un análisis multifactorial de los distintos aspectos involucrados en la toma de decisiones. Inicialmente, se hace un breve repaso a la tecnología de la refrigeración, para después empezar por el análisis tecnológico. Seguidamente se pasa a los análisis económico, energético y de seguridad. Y finalmente se concluye con el análisis de sostenibilidad medioambiental.
Modelado, identificación y estudio de estrategias MPPT para plantas de módulos fotovoltaicos
(2024) Muñoz Sánchez, Rafael; Gallego Len, Antonio Javier; Rouzbehi, Kumars; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
La energía solar fotovoltaica se destaca como una solución crucial en la lucha contra el cambio climático, pero enfrenta desafíos antes las variaciones en la generación debido a factores ambientales. Este trabajo se centra en optimizar la eficiencia de las plantas fotovoltaicas para satisfacer la demanda energética. Para ello, se analiza como los módulos fotovoltaicos generan energía según la irradiancia solar, destacando la importancia de alcanzar el punto de máxima potencia en diversas situaciones de funcionamiento, ya que las condiciones cambiantes de irradiación y temperatura pueden afectar esta generación, lo que requiere una atención especial en la configuración elegida de la planta. El desarrollo será el siguiente; se explorará el marco teórico de los módulos fotovoltaicos y las configuraciones de las plantas, así como, de las diferentes técnicas de seguimiento del punto de máxima potencia, se presentará el modelado de los módulos fotovoltaicos, algoritmo de seguimiento de máxima potencia y convertidor de potencia mediante el software Matlab, se realizará un estudio comparativo de dos configuraciones de planta, inversor central y multi-string y se concluirá con los resultados significativos y sugerencia de direcciones futuras de investigación.
Desarrollo de algoritmos de colonias de hormigas para la resolución del problema de gestión del flujo de pacientes en un servicio de urgencia hospitalario
(2024) Díez Soler, Saray; Molina Pariente, José Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Organización Industrial y Gestión de Empresas I
El trabajo fin de máster que se desarrolla a continuación busca ofrecer una mejora de los servicios de urgencia hospitalarios (SUHs) a través de la investigación operativa. Esta mejora se centra en reducir el tiempo que los pacientes transcurren en los hospitales cuando van por una urgencia a la vez que se reducen los tiempos de espera para ser atendidos por primera vez por un médico, priorizando aquellos motivos más urgentes. Para conseguir esto se ha resuelto el problema de secuenciación de actividades relacionadas con el proceso de urgencia (PU) de cada paciente presente en el SUH. El PU de un paciente define el conjunto de actividades y recursos por los que ha de pasar el paciente en su atención en el SUH. Para la resolución del problema, se ha diseñado y desarrollado una metaheurística basada en la colonia de hormigas (Ant Colony Optimization, ACO), adaptándola a nuestro problema y ofreciendo varias versiones de ésta para finalmente compararlas entre sí y optar por la que mejores resultados ofrezca. Además, se analiza la opción de añadir una búsqueda local a los algoritmos, de forma que intensifique la búsqueda de la mejor solución. La implementación de las metaheurísticas se ha llevado a cabo en el lenguaje de programación de Python. Para analizar el rendimiento de las metaheurísticas desarrolladas, se han creado una serie de escenarios basados en el estudio de Bedoya y Kirac
Procesos de producción de Combustible Sostenible para la Aviación. Estado del arte y desarrollo industrial
(2024) Álvarez Acuña, Antonio; Vidal Barrero, Fernando; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
Este trabajo explora el estado del arte y los procesos de producción de Combustible Sostenible para la Aviación (SAF). En un contexto donde la sostenibilidad emerge como un imperativo ineludible, particularmente en sectores cuyo uso de energía resulta intensivo como es el caso de la aviación, el SAF se presenta como una alternativa prometedora frente a los combustibles fósiles tradicionales. Este estudio se centra en el estudio de la viabilidad del SAF, resaltando su potencial para reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con la aviación comercial. Los objetivos del trabajo son dobles: primero, proporcionar una visión exhaustiva del marco normativo y del estado del arte en la producción de SAF; y segundo, evaluar los desafíos y oportunidades asociados a la adopción de SAF en la industria aeronáutica. A través de un análisis detallado de las tecnologías de producción, incluyendo los métodos aprobados hasta la fecha y los que se encuentran en proceso de aprobación, el estudio demuestra la viabilidad técnica y la eficiencia de estos métodos en la producción de SAF. El trabajo también revisa los proyectos llevados a cabo, en desarrollo y futuros que implican la utilización de SAF, destacando iniciativas significativas y estudios de caso de aerolíneas que han comenzado a utilizar estos combustibles. Además, se revisan y plantean las barreras técnicas, económicas y regulatorias que suponen un desafío para la expansión del SAF, buscando y proponiendo rutas a seguir para superar estos obstáculos. Finalmente, se plantean las perspectivas futuras del SAF, con especial atención en las políticas de sostenibilidad y los incentivos gubernamentales que podrían fomentar su uso extendido. Las conclusiones del trabajo enfatizan la importancia del desarrollo continuo de tecnologías de SAF y la implementación de un marco normativo favorable para alcanzar los objetivos de reducción de emisiones y sostenibilidad en la aviación.
Diseño de una instalación fotovoltaica para aplicación en un Glamping
(2024) Vega Pont, Carmen; Navas Herrera, Sergio Jesús; Cabello González, Gracia María; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
Este Trabajo de Fin de Máster se centra en el diseño y análisis de una instalación fotovoltaica de autoconsumo para el Glamping los Madroñales, ubicado en la provincia de Cádiz. El objetivo principal es evaluar la viabilidad y eficiencia de una instalación fotovoltaica que cubra parcialmente la demanda energética del resort, reduciendo así la dependencia de la red eléctrica convencional y promoviendo el uso de energías renovables. En primer lugar se introduce la tecnología fotovoltaica y su aplicación en el autoconsumo en España. Luego, se describe el emplazamiento del glamping y sus necesidades energéticas, mediante una estimación de su consumo energético mensual y un perfil de consumo horario. La instalación fotovoltaica propuesta incluye la ubicación, los equipos principales y la evaluación de la producción de energía, considerando la necesidad de suministro adicional de la red eléctrica. Se plantea cubrir parcialmente la demanda energética del glamping mediante la energía producida por una instalación fotovoltaica de 469,72 kWp, ubicada en las marquesinas del parking del complejo. Esta instalación no solo aprovechará el espacio disponible de manera eficiente, sino que también proporcionará sombra y protección para los vehículos estacionados, mejorando la comodidad de los huéspedes. Además, se propone, en un futuro, considerar la combinación de la energía fotovoltaica con otra forma de generación renovable, como la eólica, para maximizar la producción de energía y mejorar la estabilidad del suministro. Esta hibridación aprovecharía las sinergias entre ambas tecnologías, permitiendo una generación continua de energía incluso en condiciones meteorológicas variables. De esta manera, se podría complementar la energía solar producida, especialmente durante la noche y en días nublados o de baja radiación solar. Esta combinación no solo aumentaría la producción total de energía, sino que también diversificaría las fuentes de energía renovable, reduciendo aún más la dependencia de la red eléctrica convencional. La hibridación de tecnologías permitiría generar energía suficiente para cubrir los picos de consumo, particularmente en las horas nocturnas, entre las ocho y las diez de la noche, cuando la demanda energética es mayor. De este modo, se garantizaría un suministro energético más robusto y fiable, adaptado a las necesidades del glamping y sus huéspedes, y se contribuiría significativamente a la sostenibilidad y eficiencia energética del complejo. Es importante destacar la relevancia de este proyecto en el contexto actual de transición energética y la creciente necesidad de soluciones sostenibles. La implementación de una instalación fotovoltaica en el Glamping los Madroñales no solo contribuye a la reducción de la huella de carbono y al ahorro en costos energéticos, sino que también sirve como modelo para otras instalaciones similares. Este trabajo demuestra la viabilidad técnica y económica de la implementación de energías renovables en el sector turístico, destacando la importancia de continuar optimizando estas tecnologías para un futuro más sostenible.
Optimización topológica del chasis de la motocicleta eléctrica de USRacing (VI Edición)
(2024) Arias Pérez, Concepción; Buroni Cuneo, Federico Carlos; Rodríguez de Tembleque Solano, Luis; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
El comportamiento de las motocicletas de competición se encuentra muy influenciado por el peso. Cuanto más ligera sea la motocicleta, mejor respuesta tendrá en situaciones como la aceleración, la frenada y el paso por curva, lo que le facilitará al piloto la conducción. Este proyecto tiene como objetivo el desarrollo de una metodología de optimización en la que se consiga reducir la masa de una estructura mediante la técnica de la optimización topológica. En este caso partiendo de la geometría maciza del chasis de la motocicleta eléctrica de la VI Edición del equipo USRacing debido a la importancia que tiene el peso para el prototipo, pero sin comprometer en ningún momento su funcionamiento e integridad estructural. Esta técnica resulta de gran ayuda a la hora de eliminar el material en las zonas menos solicitadas, ayudando a encontrar la forma más adecuada de la estructura, pudiendo ser empleada para optimizar otros elementos del prototipo como, por ejemplo, el basculante.
Análisis del comportamiento térmico de un sistema de inducción para la carga inalámbrica de vehículos
(2024) Benjumea Cervera, María del Rocío; Pino Lucena, Francisco Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
El constante aumento en la demanda de transporte por carretera impulsa la necesidad de desarrollar estrategias que sean sostenibles a largo plazo. En este contexto, surge el concepto de eRoad ("electrificación de carreteras") como una fusión de tecnologías que prometen llevar la movilidad por carretera hacia un nuevo nivel de eficiencia y colaboración entre la infraestructura vial, el medio ambiente y los vehículos. La idea de eRoad es transformar las carreteras convencionales en sistemas interactivos y energéticamente eficientes, capaces de alimentar vehículos eléctricos mientras están en movimiento. Este enfoque no solo reduce la dependencia de los combustibles fósiles y las emisiones de carbono, sino que también optimiza la infraestructura existente para adaptarse a las necesidades cambiantes de la movilidad urbana. Desde el punto de vista de las infraestructuras viarias, la integración de estas funciones innovadoras en las carreteras existentes puede convertirse en una oportunidad para el desarrollo futuro de la ingeniería de infraestructuras. Sin embargo, nuestros actuales métodos de diseño, construcción y principios de mantenimiento de carreteras no garantizan necesariamente ese rendimiento de la estructura de la carretera. En otras palabras, un daño prematuro o un fallo de funcionamiento dentro del sistema integrado amenazaría enormemente su viabilidad de uso en la práctica. Por lo tanto, este proyecto pretende abordar este problema de "compatibilidad" mediante la realización de un análisis del comportamiento del sistema de inducción empotrado en el pavimento de las carreteras que permite la carga inductiva inalámbrica dinámica.
Modelado, diseño y recreación virtual, mediante el software Catia V5, del Benz Patent-Motorwagen
(2024) Martínez Sevilla, Ismael; Salmerón Medina, Francisco; Lucas García, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
El presente trabajo de fin de máster emplea el software CATIA V5 para modelar, diseñar y recrear virtualmente el primer vehículo a motor de la historia, el Benz Patent-Motorwagen. La investigación histórica y técnica de Benz Patent-Motorwagne, el modelado tridimensional en CATIA V5, la simulación y la elaboración de documentación técnica detallada son todos los componentes del proyecto. El enfoque principal reside en la autenticidad y precisión del diseño, con el objetivo de proporcionar una representación precisa de dicho vehículo. El trabajo está organizado en secciones que incluyen la introducción, el estado del arte y las herramientas del software CATIA V5, así como el diseño, la simulación y las conclusiones.
Aplicación de la teoría de grafos a problemas de costo
(2024) Moyano García, Eduardo; Ordóñez Sánchez, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Matemática Aplicada II (ETSI)
En este trabajo se ha realizado un resumen de los conceptos fundamentales de la teoría de grafos, esenciales para abordar problemas de costo. También se han detallado otros puntos clave como los siguientes: - Árbol y arborescencia de unión de valor óptimo: en la teoría de grafos un árbol es un grafo conexo y acíclico, es decir, que no tiene ciclos y todos los vértices están conectados. Por otro lado, una arborescencia de unión de valor óptimo es un subconjunto de aristas de un grafo que conecta todos los vértices con el menor peso total posible. La arborescencia de unión de valor óptimo busca minimizar el peso total de las aristas para conectar todos los vértices. - Camino de menor valor: camino entre dos nodos en un grafo que tiene la menor suma de pesos en las aristas que lo componen. Es decir, es el camino más corto o con el menor costo entre dos nodos específicos en un grafo ponderado. - Redes de flujo: grafos dirigidos donde cada arista tiene una capacidad máxima de flujo y se busca encontrar la manera más eficiente de enviar un flujo desde un nodo fuente a un nodo destino, respetando las capacidades de las aristas y maximizando el flujo total. - Administración de proyectos: Técnicas para planificar, organizar, dirigir y controlar proyectos representando las actividades como nodos y arcos en un grafo para facilitar la toma de decisiones y una gestión eficiente que logre alcanzar los objetivos del proyecto en tiempo y forma. Además se ha explicado cómo aprovechar la herramienta MatLab para aplicar la teoría de grafos en la resolución de problemas, incluyendo comandos para encontrar árboles de unión y caminos de valor mínimo. En resumen, este trabajo destaca la utilidad de los grafos en la resolución de problemas cotidianos y resalta la importancia de MatLab para su implementación.
Mitigación del sobrecalentamiento en áreas de entretenimiento mediante una solución innovadora de pavimentos fríos
(2024) García Melgar, Paulo Javier; Sánchez Ramos, José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
El calentamiento global genera olas de calor más frecuentes e intensas, convirtiendo las áreas urbanas en entornos hostiles, especialmente durante el verano, donde las temperaturas alcanzadas son extremadamente altas. En veranos extremadamente calurosos el suelo puede calentarse intensamente, lo que puede causar tanto disconfort térmico como molestias y posibles daños. Existen numerosos casos donde el suelo al alcanzar temperaturas extremas cause daños como por ejemplo quemaduras en las patas de animales paseando por las ciudades o quemaduras en zonas de paso en parques acuáticos donde los usuarios van descalzos entre piscinas. Este estudio propone una solución basada en la naturaleza para mitigar el impacto de estos daños causados por el calor, enfriando los pavimentos de las zonas a tratar con agua enfriada de manera natural. Este concepto de pavimento frío se basa en un enfriamiento sensible por conducción al hacer pasar agua por su superficie inferior sin que exista capilaridad y, en consecuencia, sin evaporación y consumo de agua. Haciendo uso del concepto de temperatura de contacto, se determina la temperatura máxima del pavimento a partir de la cual se producirían quemaduras considerables. Con este valor se determina el umbral de temperatura que se necesita disminuir mediante el concepto de pavimento frío propuesto. En este trabajo se realiza un análisis de sensibilidad de la influencia de los diferentes parámetros de diseño utilizando un modelo digital calculado y validado mediante un proceso experimental. Se consigue evaluar los parámetros óptimos para esta solución de pavimentos fríos en un clima caluroso para conseguir que la temperatura superficial del pavimento sea la menor posible consiguiendo mitigar el problema de quemaduras al contacto prácticamente en toda la temporada de verano cuando el clima es más adverso. Finalmente se consigue, no solo solucionar el problema físico de daños por calor de los usuarios del espacio sino mejorando además el confort térmico urbano de la zona a tratar mediante soluciones basadas en la naturaleza.

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