Máster en Ingeniería Aeronáutica

URI permanente para esta colecciónhttps://hdl.handle.net/11441/48506

Examinar

Mostrando 1 - 20 de 175

Detección de cambios en el terreno a partir de imágenes de UAV multitemporales
(2024) Piñero Ros, Gabriel; Torrecillas Lozano, Cristina; Pérez Romero, Antonio Miguel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
Este proyecto desarrolla el uso de la fotogrametría para la obtención de modelos tridimensionales a partir de imágenes bidimensionales. Se centra en los usos cartográficos de esta disciplina, especialmente en la utilización de aeronaves pilotadas en remoto (RPA) para la toma de imágenes. También estudia la detección de cambios en el terreno a partir de imágenes multitemporales, aplicando algoritmos y técnicas de aprendizaje automatizado. Los datos de partida fueron las ortofotos y modelos digitales de elevaciones de 2017, junto a las imágenes aéreas tomadas mediante RPA en 2022 en el pueblo sevillano de Lebrija, en una zona donde se conoce la existencia de subsidencia en el terreno. La realización del proceso fotogramétrico hasta obtener el modelo tridimensional, incluyendo la ortofotografía y el modelo digital de elevaciones (MDE) del territorio en 2022, ha sido realizada mediante el software comercial Agisoft Metashape®. El análisis realizado para la detección de cambios en el terreno ha sido ejecutado mediante el software de Sistema de Información Geográfica, QGIS®, y han sido utilizadas secuencias de comandos en el lenguaje de programación Python y el complemento Semi Automatic Classification Plugin, que contiene algoritmos de aprendizaje automatizado, para conseguir la identificación de patrones en las variaciones que se hayan producido en el lapso temporal de 5 años entre vuelos, y poder obtener una clasificación automática de los cambios que haya habido en el terreno. En cuanto al levantamiento fotogramétrico, los resultados muestran el modelo tridimensional del terreno junto a su ortofoto y modelo digital de elevaciones, donde destacan su precisión y representación veraz del terreno en la realidad. Sobre la detección de variación en el terreno mediante la aplicación de aprendizaje automatizado, los resultados arrojan la obtención de patrones de cambio en las imágenes que pueden ser extrapolables a variaciones en el terreno, haciendo hincapié en las limitaciones del proceso si la cantidad de información espectral de las imágenes no es suficiente.
Entrenamiento con medidas experimentales de una red neuronal como modelo de material para materiales hiperelásticos
(2024) Pérez Gómez, Juan; García García, Israel; Quintanas Corominas, Adrià; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
En este proyecto, se parte de un modelo de red neuronal ya existente para la creación y evaluación de un modelo de material hiperelástico, utilizando medidas experimentales para su entrenamiento. Inicialmente se profundiza en la naturaleza de los materiales hiperelásticos, sus características y los distintos modelos existentes que definen su comportamiento. También se estudiaron las bases y peculiaridades de las redes neuronales. La campaña de ensayos experimentales, en la que se sometieron probetas de material hiperelástico a diversas cargas, proporcionó los datos necesarios para entrenar la red neuronal, tratando estas simulaciones de sustituir a los ensayos reales en laboratorio. Mientras que, los resultados obtenidos se compararon con el Método de Elementos Finitos (MEF) de ABAQUS, mostrando que el modelo neuronal captura con precisión el comportamiento mecánico bajo diversas condiciones de carga. Este enfoque no solo ofrece una nueva alternativa a métodos tradicionales, sino que también reduce el tiempo y los recursos necesarios para el desarrollo de nuevos materiales, abriendo nuevas posibilidades en la modelización y diseño de materiales avanzados. En resumen, este trabajo demuestra el potencial de las redes neuronales como herramientas poderosas y versátiles para la ingeniería de materiales, sentando las bases para futuras innovaciones en el campo de los materiales.
Control de misión de UAV para transporte de vehículo
(2024) Mesta Guisasola, Diego; Rodríguez Rubio, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
El sector de los vehículos no tripulados ha tenido un gran desarrollo en los últimos años, permitiendo la automatización de tareas que no son adecuadas para el uso de la robótica tradicional y que además permiten evitar el riesgo que presentan estas tareas a los operarios encargados de realizarlas, tareas que pueden englobar desde la inspección visual de tejados evitando la necesidad de que un operario ascienda utilizando una grúa, hasta la toma y análisis de muestras en Marte sin necesidad de enviar tripulación. Para el correcto funcionamiento de estos vehículos no tripulados es necesario un extenso desarrollo de diversas tecnologías de hardware y software que aseguren que el vehículo es capaz de realizar todas las tareas para las que fue diseñado y es capaz de soportar y superar los imprevistos que ocurran durante su despliegue. Dentro de las tareas de las que se encarga el software se encuentra el control de misión, una tarea fundamental que se encarga desde el alto nivel que las tareas se realizan de forma ordenada y lógica. Este documento se encuentra enmarcado dentro del projecto SIMAR y presenta el desarrollo del control de misión de un UAV multirrotor que tiene como tarea el despliegue sobre una tubería de un instrumento motorizado controlado de forma remota por un operario que sea capaz de realizar la inspección del estado de tubería utilizando un sistema de rayos X embarcado. La metodología utilizada para el desarrollo del controlador de misión son los árboles de comportamiento, los cuales presentan una alternativa a las máquinas de estado que tiene como objetivo el permitir el desarrollo de forma más visual y jerárquica. Este tipo de enfoque es muy popular en el sector de los videojuegos para el desarrollo de las inteligencias artificiales de los personajes controlados por la consola y está ganando tracción en el sector de la robótica más tradicional debido a sus ventajas frente al enfoque más tradicional de máquinas de estado. El objetivo principal de este documento es presentar de forma clara los árboles de comportamiento que se han desarrollado para la realización de la misión y la explicación de su funcionamiento y del funcionamiento de los distintos bloques que lo componen, presentado gráficas con el comportamiento previsto del UAV durante el funcionamiento.
El hidrógeno como combustible para la propulsión aérea: cambio de fase del combustible
(2024) Martín Quirós, Alejandro; Jiménez-Espadafor Aguilar, Francisco José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
En las últimas décadas, se han enfrentado grandes desafíos ambientales en el sector de la aviación debido al creciente impacto de las emisiones. Con el fin de reducir las emisiones de CO2, se ha vuelto apremiante la necesidad de buscar una alternativa al queroseno como combustible. En este contexto el hidrógeno criogénico H2, se contempla como una de las soluciones potenciales para alcanzar un sistema de aviación más eficiente y limpio. Este combustible se almacena a temperaturas extremadamente bajas y posee alto contenido energético y no produce emisiones de CO2 al no contener carbono. Además, si se habla de hidrógeno verde, obtenido de fuentes renovables, se reduce la huella del carbono en la aviación, siguiendo el flujo hacia un transporte aéreo más sostenible. En este Trabajo de Fin de Máster se hace un estudio de la viabilidad de adaptar el motor de un A380-800 para su funcionamiento con hidrógeno criogénico, adaptando el diseño y modo de operación de dicho motor. A diferencia del queroseno, que se puede almacenar a temperatura ambiente, el hidrógeno criogénico presenta una densidad menor en el estado líquido en que se almacena. Esto implica que el volumen necesario para su almacenamiento sea significativamente mayor. Este aumento del volumen obliga a instalar depósitos externos lo cual supone un rediseño estructural y un aumento extra de masa reduciéndose así la capacidad de almacenaje de combustible. Además, almacenar el combustible en estado líquido implica un diseño preciso del aislamiento de los tanques para reducir la evaporación del combustible debido al flujo de calor externo, tanto en tierra como en vuelo ya que el salto térmico entre el interior del tanque y las condiciones atmosféricas exteriores es muy elevado. Tras realizar el estudio se analizarán las diferentes soluciones obtenidas y se concluirá con la solución más óptima basada en los resultados.
Simulación dinámica tridimensional de un monociclo eléctrico con conductor
(2024) González-Santiago López, Luis; García-Agúndez Blanco, Alfonso; García Vallejo, Daniel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación
En este estudio se ha desarrollado el modelado matemático que dicta la cinemática y dinámica del movimiento tridimensional de una persona montando en un monociclo eléctrico, con el fin de mejorar la estabilidad de este. Para ello, se ha considerado el sistema multicuerpo formado por cuatro subsistemas, siendo estos: el vehículo, el pie, la pierna y el tronco del usuario. Para obtener las ecuaciones no lineales que rigen el movimiento a estudiar se seguirá el procedimiento de Euler-Lagrange, obteniéndose un sistema de ecuaciones diferenciales algebraicas de primer orden. Como la naturaleza del sistema es inherentemente inestable, es necesario diseñar un controlador para aumentar la estabilidad. Este modelo será linealizado respecto a un punto de equilibrio que identifica una trayectoria de referencia a velocidad de crucero, a partir de una expansión en serie de Taylor dinámica, para posteriormente diseñar un controlador LQR que será implementado fuera del entorno lineal para poner a prueba sus prestaciones.
Estudio, Propuesta y Aplicación de la Ampliación de la Pista del Aeropuerto de Melilla
(2024) González Sánchez, Cristian Alberto; Ortas Luceño, Alberto; Cerrato Casado, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería
Enlapresente memoria se encuentra la propuesta de ampliación de la pista del aeropuerto de Melilla tras su aprobación de cambio de categoría 2C a 3C, lo que permitirá operar aviones con carreras de despegue y aterrizaje mayores. Con la longitud actual de la pista, se tendrían ciertas limitaciones por cuestión de peso y de combustible en ciertas aeronaves de mayor tamaño que se reflejarían en problemas para las compañías aéreas. Por ello se presenta una propuesta de aumento de longitud de pista y por tanto, de distancias declaradas, comenzando con una descripción sobre la situación actual del aeropuerto, seguido del estudio sobre las ventajas que supondría llevar a cabo este proyecto, evaluando aspectos importantes para la decisión de la propuesta que más se adecue a las solicitaciones aeroportuarias de hoy día. Se estudian modificaciones no sólo de pista, sino también de todo a lo que esto afectaría, tal como calles de rodaje, señales, iluminación, etc. Además del espacio áereo y servidumbres ligadas a estos elementos. Para finalizar se proporcionan los planos finales junto con las conclusiones adquiridas a lo largo del trabajo realizado.
Adaptación e implementación en Matlab del método de Ghosh y Mount para el cálculo del grafo de visibilidad
(2024) Vallejo Soto, Guillermo; Franco Espín, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
El grafo de visibilidad de un dominio es un grafo no direccionado cuyos vértices son los vértices del dominio y cuyas aristas son las líneas de visión directa entre los vértices no interrumpidas por los obstáculos del dominio, es por ello que su cálculo es crítico a la hora de resolver problemas de trazado óptimo de trayectorias. A lo largo del siguiente documento se hará una presentación acerca de las motivaciones que pudieran llevar a querer resolver este problema y una concisa revisión acerca del estado del arte. Se desarrollará una implementación en Matlab™ realizada en base al algoritmo propuesto por Ghosh & Mount y se establecerán una serie de metodologías para ponerlo a prueba y comprobar su eficacia y efectividad.
Estudio numérico del proceso de estampación/estirado de chapa metálica
(2024) Massucci Ortiz, Miriam; Morales-Palma, Domingo; Rosa-Sainz, Ana; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
Este proyecto tiene como objetivo principal el análisis numérico de los procesos de estirado y estampación de chapa metálica, dado su interés en diversas aplicaciones de la industria aeronáutica. Se ha realizado el modelado y simulación del proceso de estampación/estirado de chapa metálica mediante el software de elementos finitos Abaqus. Se han realizado modelos 2D y 3D para simular el proceso de estirado con un punzón con curvatura, comparando los resultados con las soluciones de modelos analíticos. Los modelos se han automatizado mediante scripts en Python para facilitar la modificación de diferentes elementos del modelo y el análisis de las simulaciones. Se analizan distintos factores que influyen en el proceso, como la geometría del punzón, los radios de redondeo, la acción y fuerza del prensachapas, y el uso de tetones en el sistema de sujeción de la pieza. Las principales variables analizadas son las distribuciones a lo largo de la chapa de la fuerza longitudinal, la deformación principal máxima y el espesor. Los modelos permiten valorar diversos aspectos que generalmente se desprecian en el estudio del proceso de estirado/estampación mediante modelos matemáticos sencillos, como el efecto de la mayor flexión de la chapa en el contacto con las aristas redondeadas de la matriz y el prensachapas y el uso de tetones en el sistema de sujeción de la chapa.
Design of a VOR-based navigation application
(2024) Castro Castro, Francisco; Granado Romero, Joaquín; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
Este trabajo presenta el desarrollo de una aplicación basada en Python que integra dos sistemas de ayuda a la navegación, VOR (Very High Frequency Omnidirectional Range) y GPS, para estimar el ángulo de rumbo del usuario o aeronave con respecto a cualquier estación VOR en España, según lo registrado en la Publicación de Información Aeronáutica (AIP). Aunque los sistemas VOR han sido fundamentales para la navegación aérea durante décadas, proporcionando información radial confiable con respecto a estaciones en tierra, el GPS se ha convertido en la tecnología predominante para la precisión posicional debido a su cobertura global y precisión. La aplicación desarrollada utiliza una interfaz gráfica construida con Tkinter, diseñada para ser fácil de usar, permitiendo a los usuarios ingresar parámetros, seleccionar la fuente de datos de navegación (VOR o GPS), y visualizar estimaciones del rumbo en tiempo real. La aplicación soporta varios modos, incluyendo un modo de depuración para verificar el procesamiento de señales y un modo en tiempo real para su uso en entornos operacionales. El algoritmo de procesamiento de señales VOR, previamente desarrollado en el proyecto "Procesado y Análisis de Señales de Navegación VOR", ha sido integrado en esta aplicación y mejorado para aumentar su precisión. Además, se ha implementado un nuevo algoritmo para la estimación del rumbo basado en GPS. Para optimizar la fusión de datos de ambos sistemas, se ha introducido un filtro de Kalman, que refina las estimaciones del rumbo al reducir el efecto del ruido y priorizar los datos más confiables del GPS, manteniendo los beneficios del VOR como redundancia. Las pruebas de campo de la aplicación demostraron que los resultados basados en GPS lograron una alta precisión, con errores angulares alrededor de décimas de grado, superando incluso los valores cartográficos de referencia utilizados para la validación. En contraste, el rendimiento en el modo sólo VOR o en tiempo real sin el filtro de Kalman fue menos confiable, particularmente debido a las limitaciones del dispositivo RTL-SDR utilizado para la captura de señales. A pesar de estas limitaciones, el uso del VOR sigue siendo relevante como respaldo en caso de interferencias o interrupciones de la señal GPS, ofreciendo un nivel de precisión aceptable. Este trabajo resalta la importancia de combinar la tecnología moderna de GPS con los sistemas tradicionales de VOR y presenta una herramienta versátil para futuras aplicaciones de navegación aeronáutica.
Rediseño del Aeropuerto de Casarrubios del Monte
(2024) Parra García, Ángel; Ortas Luceño, Alberto; Cerrato Casado, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería
En mitad de un panorama de constante aumento del tráfico aéreo es imprescindible mantener un buen servicio aeroportuario. España es uno de los países europeos para los que se prevé un mayor crecimiento de operaciones en los próximos años y su principal aeropuerto, el aeropuerto Adolfo Suárez Madrid - Barajas, se encuentra actualmente al borde de su límite de capacidad. Con el fin de tratar de evitar el colapso del servicio aeroportuario en Barajas existen varias propuestas para aumentar el margen de capacidad del principal aeropuerto español tales como planes de mejora de las infraestructuras, ampliaciones de las mismas o incluso la creación de otro aeropuerto capaz de darle soporte. En este sentido se plantea el proyecto de remodelación del actual aeródromo de Casarrubios del Monte (Toledo) para tratar de constituir un aeropuerto alternativo que pueda cubrir parte de la demanda futura del aeropuerto de Barajas y mejorar el servicio aeroportuario en la zona. El proyecto de esta memoria plantea el diseño preliminar del lado aire del aeródromo remodelado ajustándose a las necesidades actuales del entorno aeroportuario.
Continuación de órbitas periódicas asimétricas en sistemas lineales a trozos tridimensionales
(2024) Lavado García, Miguel Ángel; Ros Padilla, Francisco Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Matemática Aplicada II (ETSI)
Este Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo la continuación numérica de órbitas periódicas y curvas de bifurcación en sistemas diferenciales lineales a trozos. A partir de una solución de las ecuaciones de cierre de dichos sistemas, se comprueba que esta solución cumple las condiciones necesarias para corresponder a una órbita periódica del sistema original y se realiza la continuación del ciclo límite. En esta continuación se ha incorporado un procedimiento de detección de bifurcaciones silla-nodo, duplicación de periodo y toro, para así obtener el diagrama de bifurcación asociado a un sistema. Para la continuación se ha empleado el método de pseudo-longitud de arco de Keller, programado en Matlab. En el primer capítulo, se proporciona una introducción a los sistemas dinámicos, su estabilidad y bifurcaciones. En el segundo capítulo, se definen los sistemas diferenciales lineales a trozos y se aplica el método de las ecuaciones de cierre, tanto para ciclos límites trizonales como para bizonales. Posteriormente se aplican los resultados a un sistema lineal a trozos concreto, el oscilador electrónico de Bonhoeffer-Van der Pol. En el tercer capítulo, se describe el método de continuación de Keller y su programación en Matlab. En el cuarto capítulo, se presentan las simulaciones y resultados que hemos llevado a cabo empleando los códigos programados en Matlab, que se encuentran en el ANEXO B.
Modeling and Optimization of Flight Trajectories for Electric Propulsion Aircraft
(2024) San Millán Huang, Ramón; Franco Espín, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
Estrategias de Gestión de Energía en Aerona ves Cero Emisiones con Pilas de Combustible de Hidrógeno
(2024) Quintana Hernández, Javier Alejandro; Bordons Alba, Carlos; Esteban Roncero, Sergio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
Estedocumento aborda el desarrollo del sistema de generación de energía de una aeronave de cero emisiones, impulsada por baterías y pilas de combustible de hidrógeno. Se exploran, diseñan e implementan estrategias avanzadas de control, como la lógica difusa y el control predictivo basado en modelos (MPC). Para ello, se desarrollan modelos de degradación, modelos de consumo de hidrógeno y modelos de eficiencia de pilas de combustible. Además, se crean herramientas de código abierto en Python para la recopilación de datos, el entrenamiento de modelos de inteligencia artificial (IA) y el desarrollo de gemelos digitales.
Modelado y recreación virtual del avión North American P-51 Mustang, utilizando el software Catia V.5 y análisis aerodinámico con SolidWorks
(2024) Muñoz-Polanco Morón, Alejandro; Morato-Moreno, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
En el presente documento se describe todo el proceso de recreación virtual del avión de la Segunda Guerra Mundial "North American P-51B Mustang" usando el software CATIA V5 comoentorno de trabajo. Se ha elegido trabajar con este software debido a los conocimientos previos adquiridos en el grado, además del afán por seguir aprendiendo a usar dicha herramienta. En cuanto a la elección de la aeronave, se decidió diseñar un avión de la Segunda Guerra Mundial debido a la accesibilidad de los planos, siendo éstos más fáciles de obtener que de cualquier avión ac tual. El proceso de la documentación para el modelado conlleva una labor de investigación que es de los primeros temas que se tratan en este documento. Posteriormente, se aborda el diseño en sí mismo. Con el objetivo final de ensayar el avión en vuelo, se ha detallado en distintas secciones el proceso de diseño de cada uno de los componentes del avión. Dicho diseño está enfocado en recrear exclusivamente la geometría de la superficie del avión, dejando para un posible trabajo futuro el diseño de la estructura interna del mismo. Es importante tener en cuenta que, aun disponiendo de planos que facilitan el diseño, éstos no contienen toda la información necesaria para su total recreación, por lo que a lo largo del documento se irá comentando la toma de decisiones elegidas para llegar a una solución, intentando respetar al máximo la geometría del avión y teniendo en cuenta la funcionalidad que éste debe tener para realizarle el posterior estudio aerodinámico. Unavezeldiseño del avión está completo, dicho modelo es exportado a otro software, SolidWorks, para realizarle el mencionado análisis aerodinámico. Con esto se pretende adquirir destreza en un software que no se ha usado anteriormente, a la vez que se prueba la validez del diseño realizado en CATIA V5. Llegada esta parte del documento, se presenta un problema que se puede resolver mediante el estudio de las características aerodinámicas del avión en distintas condiciones de vuelo. Una vez alcanzada la solución, se profundiza en las características del flujo de aire alrededor del avión en esta condición de vuelo. Con ello, se ilustran algunos de los aspectos más característicos de la aerodinámica y se discute la validez de los resultados obtenidos. Para finalizar con el trabajo, se presentan una serie de conclusiones obtenidas tras todo el proceso de diseño y análisis del avión, junto con los aspectos más importantes tratados a lo largo del presente proyecto. Además, se proponen una serie de posibles líneas de trabajo futuras que amplían el alcance de dicho proyecto y ayudarían a conseguir que el modelo fuera más realista y/o estuviera más completo o fuese más funcional.
Estudio de la Instalación de una Planta de Producción de Hidrógeno en el Aeropuerto de Sevilla
(2024) López Moreno, Manuel; Iranzo Paricio, José Alfredo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
En este trabajo se estudia la instalación de una planta de producción de hidrógeno en el aeropuerto de Sevilla, para abastecer a futuros aviones que funcionen con este combustible. Puesto que la descarbonización del transporte es un objetivo a nivel global, comenzar a estudiar este tipo de proyectos cuanto antes podría acelerar la adopción de este tipo de tecnología. Se hará en primer lugar un repaso por el estado del arte de este tipo de infraestructuras y otras similares, seguido de un repaso de las diferentes técnicas actuales de producción de hidrógeno. Posteriormente, se estudiará el marco legal actual que afectaría a la instalación, así como el equipamiento y los suministros necesarios para el funcionamiento de la misma. Por último, se hará un análisis económico para evaluar la viabilidad del proyecto.
Diseño aerodinámico y control de vuelo de un Vehículo Aéreo No Tripulado Híbrido
(2024) Romero Cabeza, Joaquín; Bordons Alba, Carlos; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
Eneste proyecto se pretende tomar una solución para un problema típico encontrado en el diseño de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), en el que si no se tiene demasiado cuidado en su diseño, se puede llegar a tener un gran peso para una estructura que tiene una baja capacidad de soportar dicha carga, especificación dada por el fabricante. Por ello, se ha partido de un VANT Híbrido ya diseñado en el que aparecía este problema de carga alar, para el cual se ha implementado un programa optimizador que trata de encontrar un nuevo diseño, que a priori podría resultar fácil porque la solución trivial pasaría por aumentar la superficie alar para disminuir esta "presión" sobre la estructura para compensar al peso. Sin embargo, la solución pasa por evaluar la estabilidad estática, e imponer que haya una determinada estabilidad, para que posteriormente quede apta para el vuelo dicha aeronave. Esto se ha conseguido con una optimización multiparamétrica no lineal SLSQP (Sequential Least Squares Programming) añadiendo una serie de restricciones fundamentales para la estabilidad, realizado todo en Python, un lenguaje de programación muy versátil para tratar cualquier tema como optimización, análisis de datos, redes neuronales... Para ello, se le ha incluido una interfaz a través de la cual interacciona el usuario en cuanto a condiciones de vuelo deseadas y geometría inicial. Aunque luego se verá, pero se ha conseguido conectar a través de Python la generación automática de derivadas de estabilidad, y por consecuencia cualidades de vuelo, a partir de una geometría que se va decidiendo internamente como variar. Tras esto, se ha llevado dicha geometría final a Simulink, a la que se ha incorporado un Sistema de Aumento de Estabilidad (SAS), y un autopiloto en velocidad y altura. Con ello, ha sido posible simular incluso una transición de modo multirrotor a modo ala fija de este VANT.
Desarrollo del modelo electromecánico de un microgenerador de energía en Simulink
(2024) Navarro Fuentes, Antonio; Romero Ordóñez, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Este Trabajo de Fin de Máster se enfoca en el desarrollo y modelización de un sistema de microgenera ción de energía utilizando tecnologías piezoeléctricas y magnetoelásticas, desde la perspectiva de su simulación en Simulink. El sistema propuesto está diseñado específicamente para su aplicación en redes de sensores remotos instalados en puentes de líneas de alta velocidad (LAV’s). La metodología se basa en la sintonización de una viga en voladizo a la frecuencia de resonancia del puente, con el fin de convertir parte de la energía mecánica de las vibraciones inducidas por el tráfico ferroviario en electricidad, la cual puede ser utilizada como fuente de energía para una variedad de aplicaciones en monitorización estructural. Se hadesarrollado un modelo detallado utilizando una analogía eléctrica de los sistemas de microrrecolección, implementado en el entorno de simulación de Simulink, lo que permite analizar y optimizar su funcionamiento. La validación del modelo se ha realizado mediante la comparación con datos de referencias bibliográficas, garantizando la precisión y fiabilidad de las simulaciones. Además, se ha diseñado una arquitectura de recolección de energía que maximiza la eficiencia del sistema, almacenando la energía recolectada en un condensador de carga y permitiendo su posterior descarga bajo condiciones controladas. Este trabajo no solo contribuye al avance en la creación de sistemas de recolección de energía más eficientes y comercialmente viables, sino que también tiene el potencial de mejorar significativamente la seguridad en infraestructuras críticas. Asimismo, promueve un modelo económico sostenible al reducir la dependencia de fuentes de energía tradicionales, alineándose con los objetivos de sostenibilidad y eficiencia energética en la ingeniería actual.
Track-to-orbit association problem for non-collaborative targets in the presence of manoeuvres
(2024) Malaver Jambrina, Antonio; Vázquez Valenzuela, Rafael; Pastor Rodríguez, Alejandro; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
Resumen: Este proyecto tiene como objetivo desarrollar un sistema integral para la catalogaciónde satélites y la estimación de maniobras. Dado el creciente número de satélites, resulta esencial un seguimiento preciso y una predicción de maniobras para evitar colisiones y gestionar el tráfico espacial. El estudio explora diversas metodologías para mejorar la detección de maniobras, centrándose en técnicas estadísticas avanzadas como la entropía y el análisis de componentes principales (PCA) para la evaluación y puntuación de candidatos. El proyecto involucra la implementación (traza-órbita, traza-traza y estimación de maniobras) y desarrollo (promotor de hipótesis conjunto de trazas-satélite) de una cadena completa de catalogación, que integra varios componentes clave, incluyendo el preprocesamiento de datos, la estimación de maniobras y la promoción de hipótesis. Se realiza un análisis detallado del impacto de la proximidad de los satélites, la magnitud de las maniobras y el ruido de radar en la precisión del sistema de seguimiento. Además, el proyecto examina los desafíos que plantea la disponibilidad limitada de datos, como el uso de un número reducido de trazas de observación y la complejidad introducida por satélites con trayectorias que se cruzan. Para respaldar estos análisis, se utilizan observaciones simuladas y planes de maniobras, proporcionando un entorno controlado para probar la efectividad de varias técnicas. La metodología está diseñada con el objetivo de lograr una alta precisión mientras se aseguran actualizaciones oportunas de las posiciones y movimientos de los satélites.
Digital Twin Development of Li-Ion Batteries for Enhanced Energy Management in Microgrids
(2024) Ruiz López, Miguel; Bordons Alba, Carlos; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
Hoy en día, las microrredes representan un paradigma clave en la lucha contra el cambio climático, facilitando la integración de energías renovables en los sistemas energéticos. La gestión eficiente de la operación y mantenimiento de microrredes es un desafío complejo, que requiere soluciones innovadoras. El avance de tecnologías emergentes como la inteligencia artificial y el análisis de datos permite aprovechar la gran cantidad de información generada por estos sistemas para abordar este reto. En este contexto, el concepto de Gemelo Digital se presenta como una solución ideal para integrar estas tecnologías de manera eficiente y coherente. A diferencia de un Modelo Digital, el Gemelo Digital establece un flujo bidireccional de datos con su contraparte física, lo que le permite mantenerse actualizado y ejercer influencia sobre su funcionamiento. Este trabajo se centra en el desarrollo de un Gemelo Digital para una batería de ion de litio, estableciendo así el monitoreo y la visualización en tiempo real de la entidad física, así como la provisión de servicios de simulación. Esto resulta altamente beneficioso para mejorar la gestión energética en microrredes y se espera que la solución propuesta contribuya a optimizar su control. En la literatura, los diferentes componentes relacionados con el desarrollo de un Gemelo Digital de una batería han sido tratados con diversos niveles de profundidad. Sin embargo, según el conocimiento del autor, son escasos los estudios que integran de manera coherente todos estos elementos dentro del marco del Gemelo Digital. Este trabajo busca ofrecer una visión integral de cómo estas áreas interactúan y se basa en principios bien establecidos del concepto de Gemelo Digital para entender los requisitos, necesidades y desafíos que plantea el desarrollo de un Gemelo Digital eficiente. Este proyecto presenta dos contribuciones clave: i) propone una arquitectura para la implementación de un Gemelo Digital de una batería de ion de litio, detallando su implementación mediante herramientas de código abierto para facilitar su replicación por otros investigadores; y ii) diseña experimentos que validan el Gemelo Digital, justificando la validez de los procedimientos planteados. De esta forma, el trabajo busca mejorar la gestión energética en microrredes mediante soluciones digitales innovadoras, abriendo la puerta a futuras investigaciones y aplicaciones prácticas en el campo, y estableciendo una base sólida para desarrollos posteriores.
Predicción de sombras de nubes en plantas termosolares mediante visión artificial
(2024) Gutiérrez Amor, Carlota; Bordons Alba, Carlos; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
En este trabajo se aborda la estimación y predicción de nubes mediante el análisis de imágenes all-sky, orientado a la aplicación en plantas termosolares. Se propone un enfoque híbrido que combina redes neuronales convolucionales (CNN) y algoritmos tradicionales para la segmentación de nubes, junto con técnicas de estimación de flujo óptico y un algoritmo propio para la detección del movimiento de píxeles. El modelo desarrollado se centra en pronosticar la presencia de nubes en un horizonte temporal de 15 minutos. Los resultados muestran que este enfoque mejora significativamente la precisión de las predicciones en comparación con métodos convencionales, especialmente en la parte de segmentación de nubes. La comparativa realizada proporciona una base sólida para investigaciones futuras sobre la estimación de la radiación solar utilizando imágenes all-sky.

Examinar

Envíos recientes