Repositorio Digital UVG ((Universidad del Valle de Guatemala)
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Pruebas a escala de algoritmos básicos de visión de computadora y control para vehículos autónomos a escala.
No full textTesis. Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica. Facultad de Ingeniería (68 p.).El objetivo de este proyecto fue la creación de un vehículo autónomo a escala empleando
los agentes robóticos Pololu 3pi+ como base y la infraestructura disponible en el Robotat
de la Universidad del Valle de Guatemala. Para lograrlo, se investigaron los algoritmos
de control Pure Pursuit y Stanley, los cuales son algoritmos de control empleados en la
industria para así desarrollar un entorno de simulación por medio de Matlab para verificar el
funcionamiento de los algoritmos de control. Posteriormente se implementaron los algoritmos
de control en los Pololu 3pi+ empleando las herramientas disponibles en el entorno de
Robotat para validar los algoritmos de control por medio de cuatro trayectorias definidas
previamente, las cuales fueron un círculo, un cuadrado, una generada por medio del método
D* y una generada por medio de la toolbox DSD. En donde el agente robótico fue capaz de
seguir las trayectorias de forma satisfactoria desde una perspectiva cualitativa. Finalmente
se implementaron los algoritmos de control por medio del ESP 32 y algoritmos de visión de
computadora por medio del módulo OpenMV cam H7 para la identificación de señales de
tránsito y el seguimiento de carriles. (LA
Design, implementation, and kinematic analysis of a 12-degree-of-freedom quadruped robot
No full textFormato PDF digital — 58 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.Los robots con patas han tenido un reciente auge en el mundo de la robótica. Por esta
razón, en la Universidad del Valle de Guatemala, se está buscando implementarlos en el
curso de Robótica. En este trabajo de graduación, se busca realizar el proceso de diseño,
implementación y análisis cinemático de un robot cuadrúpedo de 12 grados de libertad para
iniciar su implementación en el ecosistema Robotat que se encuentra en la universidad.
Para el desarrollo de la estructura del robot, se aplicaron conocimientos de diseño mecánico y modelado en CAD. Además, se aplicaron conocimientos sobre fabricación digital,
específicamente la impresión 3D. La movilidad de esta estructura es la parte central de su
funcionamiento, lo cual se logró por medio de actuadores en sus articulaciones. Para el control
de los actuadores, se implementó un sistema electrónico compuesto por un microcontrolador Unexpected Maker TinyS3 (ESP32-S3) y motores Feetech FT90M. Para una operación
inalámbrica, se integró un banco de energía conectado a dos reguladores de voltaje. Estos
permiten la alimentación paralela del sistema de motores y el sistema de control.
La implementación de las fases mecánica y electrónica permitió el desarrollo del robot
cuadrúpedo capaz de ejecutar una marcha estática. El desempeño se pudo validar por medio
de un análisis de cinemática directa, y posteriormente se implementó en un algoritmo la
cinemática inversa con lo cual se definieron las trayectorias necesarias para el desplazamiento
del robot.Legged robots have seen a recent rise in popularity within the field of robotics. For
this reason, Universidad del Valle de Guatemala is considering their implementation in the
Robotics course in the future. This graduation project aims to carry out the design, implementation, and kinematic analysis of a 12-degree-of-freedom quadruped robot to initiate the
process of its subsequent integration into the Robotat ecosystem at the university.
For the development of the robot's structure, mechanical design and CAD modeling
knowledge were applied. The robot's creation utilized expertise in the eld of digital manufacturing, specifically 3D printing. The mobility of this structure is the central aspect of its
functionality, achieved through the implementation of actuators in its joints. For actuator
control, an electronic system was implemented, consisting of an Unexpected Maker TinyS3
(ESP32-S3) microcontroller and Feetech FT90M motors.
To enable wireless operation, a power bank was directly connected to two voltage regulators. These regulators allow parallel power supply to the motor system and the control
system.
The implementation of the mechanical and electronic phases enabled the development
of the quadruped robot capable of performing a static gait. The performance was validated
through a forward kinematics analysis, and subsequently, an inverse kinematics algorithm
was implemented to de ne the trajectories required for the robot's locomotion.PregradoLicenciado en Ingeniería Mecatrónic
Evaluación de la producción de micelio de Phanerochaete chrysosporium y su potencial aplicación como materia prima en la industria textil.
No full textTesis. Licenciatura en Ingeniería en Biotecnología Industrial. Facultad de Ingeniería (112 p.).El micelio de hongo se está considerando como un posible material alternativo en la industria
textil debido a sus propiedades y versatilidad. Debido a la reciente emergencia del tema, no se
encontraron estudios precedentes realizados en Guatemala, que evalúen la producción de micelio en un
medio de cultivo líquido y sus propiedades mecánicas. Por estas razones en el presente trabajo se evaluó
el crecimiento de micelio de P.chrysosporium en un medio formulado con sacarosa y peptonas, al igual
que su posible uso como materia prima en la industria textil mediante pruebas de tensión. Se determinó
que la formulación que presenta el mayor rendimiento de producción de biomasa respecto a consumo
de sustrato a pH 6.20, 100 rpm y 37°C es de 40 g/L de sacarosa, 5 g/L de peptona de carne, 5 g/L
peptona de caseína, 1 g/L KH2PO4, 0.8 g/L MgSO.7H2O y 0.1 g/L ZnSO4. Con esta formulación se
obtuvo un modelo de Monod modificado que permite explicar los factores que influencian durante la
fermentación y se analizó la técnica de fermentación por lotes y alimentada en donde se obtuvieron
concentraciones de biomasa de 4.615 ± 1.071 g/L y 6.385 ± 0.325 g/L respectivamente. A pesar de que
se obtuvo una mayor concentración en el cultivo alimentado, no se presenta una diferencia
estadísticamente significativa respecto al cultivo por lotes. El módulo de Young, tensión de rotura y
porcentaje de elongación máximo obtenido, luego de realizar pruebas de tensión al micelio puro y
tratado, fue de 0.0037 GPa, 2.26 MPa y 57.5%, respectivamente. (LA
Effects of Urbanization and Global Warming on Sand Temperature at the Nesting Beaches of the Olive Ridley Sea Turtle (Lepidochelys olivacea) on the Pacific Coast of Guatemala
No full textFormato PDF digital — 57 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.El cambio climático afecta diversos hábitats naturales, incluyendo las tortugas marinas, una
de las especies más vulnerables a esta problemática (Santidrián et al., 2020). Las tortugas
dependen de playas para anidar, y cualquier deterioro en estos entornos aumenta
significativamente la amenaza para ellas. El aumento de la temperatura de la arena es crítico,
ya que puede alterar la proporción de machos y hembras en las crías y reducir su
supervivencia. Además, la actividad humana, como urbanización y reducción de vegetación,
también afecta a las tortugas (Hays et al., 2001). El objetivo del estudio fue evaluar cómo las
variables meteorológicas y la presencia de vegetación costera afectan a las temperaturas de
la arena y a la ecología térmica de la anidación de la tortuga Parlama en el litoral Pacífico de
Guatemala. El estudio se basó en la metodología de Ariano-Sánchez et al. (2023) y se realizó
en las playas El Banco, Hawái y La Candelaria, variando en urbanización y vegetación, con
temperaturas anuales alrededor de 27°C.
Se utilizaron 60 registradores de temperatura para medir la arena a 30 y 50 cm de
profundidad. Los datos meteorológicos se obtuvieron de estaciones cercanas. Se emplearon
modelos lineales para analizar las temperaturas de la arena, considerando variables climáticas
y de vegetación. Un modelo predictivo proyectó las temperaturas futuras de la arena bajo
diferentes escenarios climáticos (SSPs-126, SSPs-245, SSPs-585), comparando datos
históricos con proyecciones para 2021-2080. Los resultados indicaron un alarmante aumento
en las temperaturas de la arena en las playas de anidación de las tortugas Parlama en el litoral
Pacífico de Guatemala durante los últimos cinco años. Este aumento fue consistente con los
escenarios climáticos proyectados, especialmente el escenario pesimista, que prevé un
incremento significativo en las temperaturas durante los meses de mayor anidación (junio a
octubre). Es crucial implementar medidas de conservación efectivas, como programas de
revegetación, áreas protegidas y limitación de la urbanización, así como un monitoreo
continuo para desarrollar estrategias de conservación a largo plazo.Climate change affects various natural habitats, including sea turtles, one of the most vulnerable species to this issue (Santidrián et al., 2020). Turtles depend on beaches for nesting, and any deterioration of these environments significantly increases the threats they face. The rise in sand temperature is critical, as it can alter the male-to-female ratio of hatchlings and reduce their survival rates. Additionally, human activities such as urbanization and vegetation loss also negatively impact turtles (Hays et al., 2001).
The objective of this study was to evaluate how meteorological variables and the presence of coastal vegetation affect sand temperatures and the thermal ecology of Olive Ridley turtle (Lepidochelys olivacea) nesting along the Pacific coast of Guatemala. The study followed the methodology of Ariano-Sánchez et al. (2023) and was conducted on the beaches of El Banco, Hawaii, and La Candelaria, which vary in levels of urbanization and vegetation, with annual temperatures averaging around 27°C.
A total of 60 temperature loggers were used to measure sand temperatures at depths of 30 and 50 cm. Meteorological data were obtained from nearby weather stations. Linear models were used to analyze sand temperatures, considering climatic and vegetation variables. A predictive model projected future sand temperatures under different climate scenarios (SSPs-126, SSPs-245, SSPs-585), comparing historical data with projections for 2021–2080.
The results indicated an alarming increase in sand temperatures at the nesting beaches of Olive Ridley turtles along Guatemala’s Pacific coast over the past five years. This increase was consistent with projected climate scenarios, particularly the pessimistic one, which predicts a significant temperature rise during peak nesting months (June to October). It is crucial to implement effective conservation measures—such as revegetation programs, protected areas, and urbanization restrictions—along with continuous monitoring to develop long-term conservation strategies.PregradoLicenciado en Biologí
Fabricación de prototipo de subsistemas de propulsión para un nanosatélite tipo CubeSat-3U, fase 2
No full textLa exploración de órbitas superiores a la órbita baja de la Tierra es inaccesible para
nanosatélites tipo CubeSat-3U, lo cual disminuye el impacto y la relevancia de sus misiones.
Un propulsor iónico puede permitir un cambio de órbita. En este trabajo, se diseñó un
prototipo de un propulsor iónico con un tanque de almacenamiento metálico, una válvula
solenoide y un sistema de ionización. El prototipo incluyó un tanque metálico de aluminio
6061 con un factor de seguridad de 295, considerando las condiciones de la órbita baja
terrestre; una solenoide comercial montada en un bloque de paso, realizado en manufactura
aditiva con resina fotocurable de 450 nm; y un sistema de ionización conformado por dos
pistolas de electrones, dos aros magnéticos y un sistema de rejillas energizadas. Para obtener
los datos del empuje entregado, se realizaron 6 pruebas de desplazamiento de una hoja de
papel que se modeló como un péndulo con una masa puntual. La prueba 6, realizada con
un hoja de 2.06 g, entregó un empuje de 6.11 mN. Con base en este dato, se calcularon los
datos de impulso específico y cambio de velocidad para el satélite, el prototipo entregó un
impulso específico de 10.54 s. Este ocasiona un cambio de velocidad en órbita de 43.02 m/s
para el satélite 3U. Las características del propulsor desarrollado son de 220.00 mm de largo
(eje Z); 88.90 de ancho y alto (eje X y Y); capacidad de almacenamiento de 0.817 kg de aire;
y una masa total de 1.835 kg. Además, cuenta con un sistema de accionamiento remoto que
consiste en un emisor y un receptor IR (infrarrojo).The exploration of orbits higher than low Earth orbit is inaccessible for CubeSat-3U
nanosatellites, which reduces the impact and relevance of their missions. An ion thruster
could enable an orbit change. In this work, a prototype of an ion thruster was designed with
a metallic storage tank, a solenoid valve, and an ionization system. The prototype included
a 6061 aluminum metallic tank with a safety factor of 295, considering the conditions of
the low Earth orbit; a commercial solenoid mounted on a pass block, made using additive
manufacturing with 450 nm photopolymer resin; and an ionization system consisting of two
electron guns, two magnetic rings, and an energized grid system. To obtain thrust data, 6
tests were conducted by displacing a paper sheet modeled as a pendulum with a point mass.
Test 6, performed with a 2.06 g sheet, delivered a thrust of 6.11 mN. Based on this data,
specific impulse and velocity change data for the satellite were calculated, and the prototype
provided a specific impulse of 10.54 s. This results in an orbital velocity change of 43.02 m/s
for the 3U satellite. The developed thruster has 220.00 mm in length (Z-axis); 88.90 mm in
width and height (X and Y axes); air storage capacity of 0.817 kg; and a total mass of 1.835
kg. It also features a remote actuation system consisting of an emitter and an IR (infrared)
receiver.PregradoLicenciado en Ingeniería Mecánic
Producción y purificación de lisozima proveniente de Bacillus spp. para su uso como agente antimicrobiano en el tratamiento de aguas contaminadas
No full textPóster científico. Feria Científica, mayo 2024. Mención honorífica subcategoría de estudiantes de tercer año de la Facultad de Ciencias y Humanidades.Las lisozimas son enzimas reconocidas por su capacidad para descomponer los polímeros de peptidoglicano presentes en la pared celular bacteriana, lo que las convierte en potenciales agentes antimicrobianos para el tratamiento de aguas contaminadas. La investigación se centra en evaluar si la lisozima puede inhibir el crecimiento bacteriano en el agua como parte de un proceso sostenible y económicamente viable para tratar las aguas residuales y cuerpos de agua contaminados en Guatemala. Este enfoque busca ofrecer una solución rentable y eficiente para mejorar la calidad del agua, reducir el impacto ambiental y promover la salud pública en el país
Desarrollo y puesta en marcha de transferencia automática en media tensión, con control de inyección fotovoltaica
No full textEste trabajo presenta el desarrollo y la implementación de un sistema de transferencia automática en media tensión con control de inyección fotovoltaica para un centro comercial en el sur de la Ciudad de Guatemala. La necesidad de este proyecto surgió a raíz de una falla catastrófica en el sistema de transferencia existente, lo que llevó al centro comercial a buscar un reemplazo moderno capaz de manejar media tensión (13.8 KV) para asegurar la continuidad del servicio eléctrico con rapidez para normalizar sus operaciones.
El proyecto involucra el diseño de un sistema de transferencia controlado por un Controlador Lógico Programable (PLC) que gestiona la operación de dos celdas de media tensión. La celda primaria recibe energía del proveedor local, GESUR, mientras que la celda secundaria está conectada a un generador de emergencia. Además, el sistema incluye una celda fotovoltaica que se desconecta durante interrupciones en el servicio de GESUR para evitar problemas de desincronización.
Los objetivos principales incluyen desarrollar la disposición física del gabinete del PLC, programar el PLC para controlar ambas celdas de media tensión y la celda fotovoltaica, y crear una Inteifaz Hombre-Máquina (HMI) para monitorear el estado del sistema y las alarmas. La metodología abarca el desarrollo de diagramas de flujo, la programación del PLC, y las pruebas y ajustes en tiempo real del sistema.
El proyecto fue entregado al centro comercial funcional dentro del tiempo previsto para su culminación. El centro comercial ahora cuenta con una subestación en media tensión nueva y automatizada, tomando en cuenta todos los aspectos de seguridad, especialmente en cuanto al sistema de emergencia se refiere. La lógica de programación utilizada garantiza el funcionamiento seguro y confiable de la transferencia de emergencia y el aislamiento de la inyección fotovoltaica.This work presents the development and implementation of an automatic medium-voltage transfer system with photovoltaic injection control for a shopping mall in the southem area of Guatemala City. The need for this project arose as a result of a catastrophic failure in the existing transfer system, which led the shopping mall to seek a modem replacement capable of handling medium voltage (13. 8 KV) to ensure continuity of electrical service and quickly restore operations.
Toe project involves the design of a transfer system controlled by a Programmable Logic Controller (PLC) that manages the operation of two medium-voltage switchgear cells. The primary cell receives power from the local utility provider, GESUR, while the secondary cell is connected to an emergency generator. Additionally, the system includes a photovoltaic cell that disconnects during outages in GESUR's service to prevent synchronization issues.
The main objectives include developing the physical layout of the PLC cabinet, programming the PLC to control both the medium-voltage switchgear cells and the photovoltaic cell, and creating a Human-Machine Inteiface (HMI) to monitor system status and alarms. The methodology covers the development of flow diagrams, PLC programming, and real-time testing and adjustments of the system.
Toe project was delivered to the shopping mall fully functional within the scheduled completion time. The mall now has a new, automated medium-voltage substation, incorporating all safety aspects, especially conceming the emergency system. The programming logic used ensures safe and reliable operation of the emergency transfer and isolation of the photovoltaic injection.PregradoLicenciado en Ingeniería Electrónic
Pirólisis de residuos de café para obtención de carbón activado a nivel laboratorio.
No full textTesis. Licenciatura en Ingeniería Química Industrial. Facultad de Ingeniería (62 p.).Con el objetivo de aprovechar los residuos de café para la producción de carbón activado a
partir de la pirólisis, se inició con el acondicionamiento de la materia prima, disminuyendo su
porcentaje de humedad de 54.055%±3.4166% a 2.88%±0.989% utilizando un horno eléctrico
común por tres horas a 110°C. Además, se realizó el perfil de compuestos volátiles identificando
entre 26 hasta 29 compuestos y después se determinó la disminución de su área de
627.7814±263.1162 UA a 261.8501±168.1576 UA.
Después de su acondicionamiento se colocó la muestra de residuos de café secos dentro de
un reactor de pirólisis para llevar su proceso a una tasa de calentamiento lenta elevando la
temperatura a 20°C cada 15 minutos. Obteniendo un rendimiento del sólido de 68.495%±1.353%,
de bioaceite de 28.62% y los gases no condensables de 2.88%.
Para su activación se utilizó una solución de Cloruro de Zinc 1M, agregando 10mL de
solución por cada gramo de carbón, donde se colocaron en un horno eléctrico a 80°C por dos horas,
donde se obtuvo un rendimiento del carbón activado de 61.655%±3.323%.
Se determinó el número de yodo a partir de la ASTM 4607-94 con un valor de
1313.556±9.094 mg/g, luego se determinó el área superficial obteniendo un valor de
1789.528±14.285m^2/g. También se le realizó la adsorción de la concentración de azul de
metileno en el tiempo a una concentración obteniendo una ecuación líneal y=-0.0312x+6.3087 con
R^2 de 0.9077.
Por último, se le realizó al carbón activado pruebas fisicoquímicas como la humedad
utilizando una balanza de humedad obteniendo un valor de 3.65%±0.33% y la densidad aparente
obteniendo un valor de 0.4235±0.0534g/mL. Se le hizo una espectroscopía IR donde se obtuvo 6
picos característicos conteniendo grupos alifáticos, aromáticos y alquenos.
Con los análisis realizados como el número de yodo, área superficial, azul de metileno,
humedad, densidad aparente y espectroscopia IR se determinó que se logró obtener carbón
activado a partir de residuos de café. (LA
Implementación de un control de movimiento para dispositivos robóticos móviles utilizando identificación de gestos faciales y orientación de cabeza por medio de visión de computadora.
No full textTesis. Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica. Facultad de Ingeniería (92 p.).Este proyecto es una primera fase en el desarrollo de un sistema de control alternativo de
plataformas móviles. En este caso se contempla el uso de posiciones y/o gestos faciales para
poder realizar dicho control. Asimismo, el proyecto busca plantear una propuesta de sistema
completo de asistencia para el usuario por medio de la integración de diversas herramientas,
como el aprendizaje de máquina, las herramientas gráficas de Python, simuladores de fuente
abierta, y el paradigma de programación orientada a objetos. En cuanto a los modelos
de aprendizaje, se utilizaron redes neuronales convolucionales, que fueron alimentadas con
bases de datos de fotografías, donde se realizaron pruebas con y sin filtros computacionales,
además de pruebas con y sin marcadores físicos en los usuarios, con el objetivo de optimizar
la predicción realizada y verificar el comportamiento al combinar métodos clásicos para
reconocer rostros y métodos modernos (machine learning). Para obtener dichas fotografías y
realizar la predicción de posición en tiempo real, se utilizó tecnología de visión de computadora
desarrollada previamente por profesionales, específicamente OpenCV y Mediapipe. Esta
última tecnología permite la captura de posición de puntos de rostros, manos, cuerpo y
cuerpo completo, con lo cual, se logró alimentar las redes neuronales de grafos. El siguiente
paso fue realizar simulaciones virtuales para verificar que el funcionamiento pueda ser
trasladado a una plataforma física. Para poder transmitir los comandos generados luego
de la predicción de los modelos de aprendizaje, el estándar de comunicación y la plataforma
robótica móvil seleccionada deben adecuarse a los objetivos, en este caso, una comunicación
inalámbrica, dado que genera una mayor independencia espacial. Por esta razón, se seleccionó
el estándar Bluetooth que se encuentra disponible en la placa ESP32, la cual se puede
comunicar fácilmente con diferentes plataformas robóticas. Teniendo en cuenta la disponibilidad
en la Universidad del Valle de Guatemala y los requisitos previamente mencionados, se
seleccionó la plataforma robótica Pololu 3pi, la cual puede recibir información de la placa
ESP32, gracias a la implementación de una placa auxiliar desarrollada en el departamento de
Ingenería Electrónica, Mecatrónica y Biomédica de la Universidad del Valle de Guatemala.
La integración de cada una de las etapas mencionadas anteriormente, logran el objetivo de
generar un prototipo de sistema de visión por computadora capaz de detectar gestos/posiciones
de la cabeza y así generar movimiento en agentes robóticos, logrando así abrir el camino
para futuras aplicaciones de apoyo para usuarios que lo necesiten. (LA
Orientaciones para padres acerca del duelo y discapacidad en una institución educativa privada.
No full textTesis. Licenciatura en Educación Especializada en Educación Inclusiva. Facultad de Educación (149 p.).La elaboración de este trabajo de graduación nace de la profunda necesidad de generar conocimiento y sensibilización entre padres, consejeros, maestros y otros actores sociales sobre el proceso de duelo que transita una familia ante la llegada de un miembro con discapacidad. Este proceso, aunque complejo, puede ser comprendido y acompañado de manera que se construyan lazos más fuertes y se brinde un apoyo integral a todos los involucrados.
Agradezco al Instituto Crux por brindarme la oportunidad de desarrollar este proyecto como parte de su diplomado, y por su inquebrantable compromiso en educar y sensibilizar a la comunidad en temas relacionados con la discapacidad. Mi más sincero agradecimiento a mi asesora, María Fernanda Jiménez, por su valiosa guía y apoyo a lo largo de todo el proceso de elaboración de este trabajo.
Gracias infinitas a mis padres, David y Rosario, por su amor incondicional, por ser mis faros en estos cinco años de carrera y por su confianza en mi capacidad. A mi esposo, Byron, quien ha estado siempre presente, agradezco profundamente por su ánimo y amor constante y su apoyo durante este camino. (LA