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FPGA-based neural network synthesis for image processing
Get PDFEl proyecto se centra en la creación de una arquitectura digital a nivel de registro orientada a la implementación de CNNs. La idea es definir un sistema modular que, mediante el uso de bloques específicos, permita modelar los componentes principales de una CNN (capas convolucionales, de pooling o dense, que se describirá más adelante). Cada uno de estos bloques será diseñado de forma modular y parametrizable lo que facilitará, no solo su reutilización, sino también su integración flexible con distintas configuraciones de red. Tal y como se acaba de comentar, una parte fundamental del diseño es permitir una implementación flexible. Esta flexibilidad implica personalización, para lo cual el sistema implementará para cada capa un archivo de cabecera donde se podrán configurar todos los parámetros necesarios para definir una CNN. La optimización es un pilar esencial del proyecto, especialmente al considerar el uso de FPGAs donde los recursos suelen ser limitados. A la hora de diseñar una aplicación en FPGA, la idea del diseño óptimo no suele ser una realidad ya que esto siempre estará ligado a la cantidad de recursos disponibles en el dispositivo además de la aplicación específica para la que se busque implementar el diseño. En este proceso de optimización, es fundamental tener en cuenta el paradigma Power, Performance, Area (PPA), ampliamente utilizado en el diseño de hardware. Esta idea pone en manifiesto el compromiso de diseño que existe entre el consumo energético (Power), el rendimiento del sistema (Performance) y la utilización de los recursos del FPGA (Area), es por esto por lo que, en un contexto tan flexible como el que se apunta, se deja en el aire que el diseño aquí propuesto está lejos de ser el ideal. Por tanto, el objetivo de este trabajo no es solo CNNs en FPGA, sino hacerlo con una filosofía de diseño que tenga siempre presente el equilibrio entre potencia, rendimiento y área, lo cual es esencial para la viabilidad y escalabilidad. Al tratarse de un proyecto modular, se contempla un riguroso proceso de verificación funcional a través de simulaciones que comprobarán el funcionamiento del diseño implementado realizando comparaciones entre los resultados obtenidos y los resultados esperados. Este proceso es vital para garantizar que la implementación VHDL refleje el modelo original permitiendo detectar cualquier fallo y corregirlo para alcanzar un desempeño fiable.Escuela Técnica Superior de Ingeniería de TelecomunicaciónUniversidad Politécnica de Cartagen
Stock market technical análisis
Get PDFEl objetivo principal de este Trabajo de Fin de Grado es evaluar si las estrategias de análisis técnico merecen la pena ser llevadas a la práctica en el contexto de inversiones en Iberdrola, Inditex y Aena, empresas del IBEX 35. A través de un backtesting analizaremos los resultados de las simulaciones. Además, se investigará la gestión del riesgo en el contexto del trading técnico, proporcionando una visión integral de cómo implementar y optimizar estas estrategias. En todos los casos, se ha fijado un take profit del 9% y un stop loss del 3% con la idea de que una operación exitosa pueda compensar las pérdidas de tres operaciones fallidas. Es importante señalar que este análisis se realiza bajo las premisas de que no se consideran comisiones por parte del bróker y que los resultados presentados son antes de impuestos La importancia de este estudio se basa en su capacidad para proporcionar a los inversores y traders una comprensión más clara y práctica de las herramientas y técnicas del análisis técnico. Esto les permitirá tomar decisiones de inversión más informadas y, potencialmente, más rentables.Facultad de Ciencias de la EmpresaUniversidad Politécnica de Cartagen
Digital transformation and organisational agility as key enablers of hotels’ readiness for industry 4.0.
No full text[SPA] A medida que la Industria 4.0 impulsa el cambio digital, las empresas turísticas españolas se enfrentan a los desafíos asociados con la digitalización y la transformación empresarial. Esta evolución tecnológica, respaldada por la Agenda Digital de España, establece objetivos concretos para modernizar el tejido empresarial y fortalecer la economía digital. El informe nacional publicado en 2024 sugiere que, si bien se están realizando avances, se requieren esfuerzos adicionales orientados a garantizar una alineación oportuna con las metas establecidas. En este contexto, la tesis doctoral analiza los factores que influyen en la preparación de los hoteles ante los desafíos de la Industria 4.0 desde la perspectiva de las capacidades dinámicas. Esta perspectiva se centra en identificar las habilidades y competencias estratégicas que permiten a las organizaciones adaptarse con agilidad a entornos digitales en constante evolución. A través de tres estudios empíricos, la tesis examina la relevancia de la mentalidad abierta y la confianza en la privacidad de los datos en la transformación digital de los hoteles. Así mismo, estudia la influencia de dicha transformación en la flexibilidad estratégica, el reaprendizaje y la agilidad organizativa. Finalmente, se analiza la relación entre la agilidad y la orientación proactiva al mercado, y cómo ambas contribuyen a una preparación efectiva para la Industria 4.0. La tesis, que analiza una muestra de directivos y directivas hoteleros del sureste de España, emplea la metodología de modelado de ecuaciones estructurales mediante mínimos cuadrados parciales (PLS-SEM), utilizando el software SmartPLS4. Los resultados obtenidos aportan contribuciones teóricas a la literatura al demostrar que la transformación digital va más allá de la mera adopción tecnológica. Requiere cuestionar el status quo y fortalecer la confianza en los sistemas de gestión de datos. También se evidencia que dicha transformación promueve el reaprendizaje organizativo, la flexibilización de las estructuras organizativas y la agilidad en la respuesta al cambio digital. Esta agilidad permite a los hoteles anticiparse a las necesidades emergentes de la Industria 4.0, mejorando así su preparación ante ella. A partir de estos resultados, se proponen recomendaciones específicas para la gestión hotelera, como la inversión en competencias digitales y ciberseguridad, así como la promoción de una cultura de innovación a través de espacios colaborativos, como los laboratorios de innovación. Por último, en términos de impacto social, se proponen líneas de actuación dirigidas a los responsables políticos con el fin de contribuir a una transición digital sostenida en el tiempo.[ENG] As Industry 4.0 pushes digital change, Spanish tourism companies are facing the challenges associated with digitalisation and business transformation. This technological evolution, supported by Spain’s Digital Agenda, sets specific objectives to modernise the business fabric and strengthen the digital economy. The national report published in 2024 suggests that, while progress is being made, further efforts are needed to ensure timely alignment with the established goals. In this context, the doctoral thesis analyses factors influencing hotels’ readiness for the challenges of Industry 4.0 from the perspective of dynamic capabilities. This perspective focuses on the strategic skills and competencies that enable organisations to adapt swiftly to constantly evolving digital environments. Through three empirical studies, the thesis examines the relevance of open-mindedness and trust in data privacy in the digital transformation of hotels. It also studies the influence of such transformation on strategic flexibility, relearning, and organisational agility. Finally, it analyses the relationship between agility and proactive market orientation, and how both contribute to effective readiness for Industry 4.0. The thesis, which analyses a sample of hotel managers in the southeast of Spain, employs the partial least squares structural equation modelling methodology (PLS-SEM), with the software SmartPLS4. The results obtained contribute theoretically to the literature by demonstrating that digital transformation goes beyond mere technological adoption. It requires challenging the status quo and strengthening trust in data management systems. It is also shown that this transformation fosters organisational relearning, the flexibilization of organisational structures, and agility in responding to digital change. This agility enables hotels to anticipate the emerging needs of Industry 4.0, improving their readiness for it. Based on these results, specific recommendations are proposed for hotel management, such as investing in digital skills and cybersecurity, as well as promoting a culture of innovation through collaborative spaces, such as innovation labs. Finally, in terms of social impact, lines of action are proposed to policymakers to help achieve a sustained digital transition over time.Escuela Internacional de Doctorado de la Universidad Politécnica de CartagenaUniversidad Politécnica de CartagenaPrograma de Doctorado en Ciencias Económicas, Empresariales y Jurídica
Implementation of a Total Quality Management system in a car workshop. Daytona workshops
Get PDFEl presente proyecto, titulado “Implantación de un sistema de Gestión Total de la Calidad en un taller de automóviles: Talleres Daytona”, aborda precisamente la aplicación práctica de los principios de la GTC en una pequeña empresa real del sector de la reparación de vehículos. Talleres Daytona es un taller mecánico independiente con unos 7 empleados, especializado en automóviles de alta gama aunque abierto a todo tipo de vehículos. Esta característica implica el reto de cumplir con exigentes estándares de servicio propios de clientes de coches premium y, al mismo tiempo, mantener la versatilidad para atender diversas necesidades. En los últimos años, el taller ha iniciado un proceso de modernización de su gestión —por ejemplo, digitalizando tareas administrativas y estandarizando ciertos procedimientos operativos— lo que indica una disposición favorable hacia la mejora continua. Sin embargo, aún no contaba con un sistema integral de calidad. Dada la importancia estratégica de la calidad en este sector, se justifica la necesidad de implantar un sistema de GTC adaptado a las particularidades de Talleres Daytona. Con ello, se busca un salto cualitativo en su forma de operar, pasando de iniciativas aisladas de mejora a un modelo sistemático que garantice servicios excelentes de manera sostenida. Este Trabajo Fin de Grado, enmarcado en el área de Organización de Empresas, tiene un interés especial tanto académico como práctico: por un lado, permite conocer de cerca la realidad de una empresa pequeña y los desafíos de llevar la teoría a la práctica, y por otro lado profundiza en el conocimiento del sistema de GTC, demostrando su viabilidad y beneficios en un contexto real.Facultad de Ciencias de la EmpresaUniversidad Politécnica de Cartagen
Architectural links between Andalusia, the Canary Islands and Latin America: their interpretation in film productions
Get PDF[ENG] This paper explores the historical, cultural and architectural connections between Andalusian, Canarian and Latin American architecture. If focuses on how transatlantic trade during Spanish colonial period influenced the development of styles and construction techniques in these regions, with the aim of highlighting, through actual examples, that this influence means that in the collective imagination, these architectures can be indistinctly evoked through the scenarios of a film. To this end, a bibliographic review has been carried out on the subject and the current perception has been investigated through concrete examples of productions of the most contemporary filmography. Consequently, the fictitious and real scenarios of various case studies are shown, analyzing the architectural characteristics of both scenarios. As a result of this research, the economic and social implications of the choice of a film setting based on its accessibility and the stylistic similarities with those it is intended to evoke are revealed. However, due to the diversity of setting on the case of studio and the constraints of this paper a limited number of buildings have been analyzed. In the original focus of this analysis lays a means to promote the social interest for heritage and its knowledge.
[SPA] Este artículo explora los nexos históricos, culturales y artísticos entre la arquitectura andaluza, canaria y latinoamericana a través de los códigos visuales explícitos que confluyen en una producción cinematográfica. Se centra en cómo el comercio transatlántico durante la época colonial española influyó en el desarrollo de estilos y técnicas constructivas en estas regiones, con el objetivo de destacar, a través de ejemplos reales, que esta influencia hace que, en el imaginario colectivo, estas arquitecturas puedan ser evocadas indistintamente a través de las localizaciones de una película. Tras realizar una revisión bibliográfica sobre el tema se ha indagado en la percepción actual a través de un ejemplo concreto de la filmografía más contemporánea. En consecuencia, se muestran los escenarios ficticios y reales de diversos casos de estudio, analizando las características arquitectónicas de ambos escenarios. Esta investigación revela las implicaciones económicas y sociales de la elección de un escenario cinematográfico en función de su accesibilidad y las similitudes estilísticas con aquellos que se pretende evocar. Debido a la diversidad de ambientaciones en el caso de estudio y a las restricciones de este trabajo, se ha analizado un número limitado de edificios. El enfoque original de este análisis muestra una herramienta poderosa para promover el conocimiento del patrimonio y su interés social
Graphic, formal and constructive analysis of the Almizate of the Church of Santiago el Mayor in Totana (Region of Murcia, Spain)
Get PDF[ENG] The wooden framework that covers the central nave of the church of Santiago El Mayor, in Totana, is the best-known example of carpentry to be assembled with laced carpentry in the Region of Murcia (Spain). This structural and ornamental roof solution had its heyday in the sixteenth century, but currently there are only six roofs of these characteristics in our Region. The most outstanding element of the armor, due to its composition and decorative geometry, is the "almizate" (central and horizontal cover panel), where the laced carpentry, which takes the eight-pointed star as the basis for its design and development, shows the typical ornamentation of interlacing of Hispano-Muslim architecture. Knowledge of how these attractive and apparently complex structures were designed and built is essential for undertaking restoration and/or conservation, something that is not always achieved due to a lack of knowledge about this construction technique. The communication presented will focus on the graphic, formal and technical-constructive analysis of the wooden roof of the aforementioned church. A solution of octagonal truss, pair and knuckle and double wooden braces, of large dimensions (44x8 m), with laced carpentry work ornamentation on the sloping panels and, especially, on the "almizate". The dissemination of the rules for the layout and construction of these historical frameworks, and their correspondence with an example such as that of the church of Totana, is considered important for the training of technicians who, in the future, can undertake interventions on this type of wooden framework.
[SPA] La armadura de madera que cubre la nave central de la iglesia parroquial de Santiago El Mayor, en Totana, es el ejemplo más conocido de carpintería de armar con lacería en la Región de Murcia (España). Esta solución estructural y ornamental de cubierta tuvo su apogeo en el siglo XVI, pero actualmente solo quedan seis techumbres de estas características en nuestra Región. El elemento más destacado de la armadura, por su composición y geometría decorativa, es el almizate (paño central y horizontal de la cubierta), donde la lacería, que toma la estrella de ocho puntas como base para su diseño y desarrollo, muestra la típica ornamentación de entrelazados de la arquitectura hispanomusulmana. El conocimiento de cómo se trazaban y construían estos atractivos y aparentemente complejos entramados, es fundamental para acometer una restauración y/o conservación, algo que no siempre se consigue por el desconocimiento acerca de esta técnica constructiva. La comunicación que se presenta se centrará en el análisis gráfico, formal y técnico-constructivo de la techumbre de madera de la citada iglesia. Una solución de armadura de par y nudillo y tirantes dobles de madera, de grandes dimensiones (44x8 metros aprox.), con ornamentación de lacería en los paños inclinados y, especialmente, en el almizate. La difusión de las reglas de trazado y construcción de estos entramados históricos, y su correspondencia con un ejemplo como el de la iglesia de Totana, se considera importante para la formación de los técnicos que, en un futuro, puedan acometer intervenciones en este tipo de armaduras de madera
Economic and financial diagnosis of the sector private security activities
Get PDF[SPA] Con este trabajo se pretende realizar un diagnóstico integral de un sector de actividad.Facultad de Ciencias de la EmpresaUniversidad Politécnica de Cartagen
Optimizing binary neural network quantization for fixed pattern noise robustness
Get PDFThis work presents a comprehensive analysis of how extreme data quantization and fixed pattern noise (FPN) from CMOS imagers affect the performance of deep neural networks for image recognition tasks. Binary neural networks (BNN) are particularly attractive for resource-constrained embedded systems due to their reduced memory footprint and computational requirements. However, these highly quantized networks demonstrate increased sensitivity to sensor imperfections, particularly FPN inherent to CMOS imaging devices. Taking as baseline a BNN with binary weights and 32-bit batch normalization parameters, we systematically investigate performance degradation when these parameters are quantized to lower bit-widths and when various types of FPN are applied to input images. Our experiments with CIFAR-10 and CIFAR-100 datasets reveal that decreasing batch normalization parameters to 4-bit provides a reasonable compromise between resource efficiency and accuracy, although the performance significantly deteriorates at higher noise levels. We demonstrate that this degradation can be effectively mitigated through strategic noise augmentation during training. Specifically, training with moderate (5-10%) noise levels improves resilience to similar noise during inference while models trained with column FPN show remarkable robustness across multiple noise types Our findings provide practical guidance for designing efficient and noise-tolerant BNNs for low-power vision systems, showing that appropriate training strategies can achieve up to 60% accuracy.This work was supported by the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities under grant PID2021-128009OB-C33 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033/FEDER, UE
Design, prototyping and validation of a sports prosthesis focused on cycling.
Get PDF[SPA] En el siguiente Trabajo Final de Grado se presenta el diseño, prototipado y validación de una prótesis deportiva enfocada al ciclismo. En la actualidad, cuando una persona tiene una amputación de miembro inferior encuentra muchas opciones para poder realizar una vida lo más normal posible. Sin embargo, cuando la amputación es de miembro superior las prótesis son rudimentarias y con pocas opciones para encontrar un diseño que se adecúe a las necesidades de las personas. En este proyecto, se creará una vía de desarrollo para las prótesis de ciclismo de miembro superior, buscando mejorar las opciones actuales y la experiencia del usuario final. La empresa colaboradora en este proyecto es Limbium Makers S.L. Limbium es una empresa creadora de prótesis para miembro superior. Dentro del catálogo que tienen, destacan las prótesis mecánicas para realizar deporte. Estas prótesis parten de una base personalizada a las medidas del paciente y los terminales intercambiables según las necesidades y actividades a realizar. Al ser un terminal mecánico que es independiente del contacto con el cuerpo humano, nos brinda la posibilidad de utilizar materiales que, aunque no sean biocompatibles, nos proporcionan unas propiedades mecánicas muy superiores a estos materiales. Por tanto, las prótesis mecánicas tienen ventajas superiores a las prótesis normales. Por otra parte, al no incluir tecnología electrónica, se reduce significativamente el margen de error y de fallo del sistema. En este marco entra la prótesis de este proyecto. Se busca encontrar una alternativa al mercado para ciclismo y desarrollar un producto seguro, eficaz y eficiente. Por ello, se realiza una investigación sobre los diferentes modelos en el mercado, materiales utilizados, fabricación, funcionamiento y seguridad. Valorando las diferentes propuestas y necesidades de los pacientes se identifican las partes claves del trabajo y los puntos que dan valor al proyecto. En estos puntos destacamos un mecanismo de liberación de emergencia del manillar para casos de posibles caídas o momentos de insuficiente seguridad, siendo algo difícil de implementar y que muy pocas prótesis poseen. Para ello, se utilizarán muelles de compresión específicos y un mecanismo basado en la tensión del muelle. El muelle soporta las vibraciones del terreno y posibles movimientos agresivos sin desengancharse del manillar, pero cuando ejecutamos un tirón con fuerza hacia arriba el manillar se desengancha de la prótesis en caso de emergencia. Por otro lado, uno de los puntos débiles de las múltiples opciones del mercado es que los mecanismos están diseñados para estar fijos, sin rotar. La rotación es un factor para considerar en el ciclismo. Según la biomecánica del ciclismo, la muñeca rota entre 10 y 15 grados, ayudando al movimiento normal de la bicicleta. Teniendo esta información, diseñamos un mecanismo de rotación basado en una articulación axial para fuerzas de tracción ajustables, de la marca Norelem. Con este producto, logramos simular la muñeca, para su correcto funcionamiento y añadir valor a nuestro proyecto. Con estos puntos diseñamos un prototipo inicial, el cual vamos probando, localizando los errores y mejorando y optimizando para conseguir asegurar el producto. La aplicación con la que se desarrolla el diseño 3D es Fusion360 2025. Esta aplicación es ampliamente utilizada en el ámbito médico debido a sus facilidades y posibilidades a la hora de diseñar. Ofrece una solución más accesible, flexible y adaptada a la fabricación aditiva que otros programas informáticos. Diseñamos varios prototipos hasta llegar a un modelo final que contenga todo lo necesario y de un resultado que sea posible montar, fabricar y utilizar. En cuanto a los materiales utilizados, en fabricación aditiva tenemos una gran variedad de materiales para poder llevar a cabo la impresión 3D. Normalmente se suele utilizar Nylon para este tipo de uso médico. En el proyecto se utilizará Onyx, material desarrollado por la empresa Markforged. Onyx es un termoplástico basado en nylon (poliamida) que incorpora microfibras de carbono dispersas en la matriz polimérica. Esto le proporciona mejoras significativas en comparación con el nylon convencional, incluyendo mayor resistencia, rigidez y estabilidad térmica. A diferencia del Nylon, que tiene una resistencia a la flexión de 50MPa, el Onyx tiene unas propiedades superiores llegando a tener 71MPa de resistencia a la flexión. Esto, supone una mejora significativa en la fabricación del dispositivo. Nos proporciona mayor seguridad y confianza en el terminal protésico. Además, en la utilización del Onyx para la fabricación, posee filamentos de fibra de carbono que hace que las características suban de calidad drásticamente. Según la orientación, longitud y sentido de impresión, las propiedades son diferentes del Onyx, por lo que no se puede definir unas propiedades exactas de Onyx más fibra de carbono. En este proyecto, para tener un factor de seguridad elevado en la validación de la prótesis de ciclismo se utilizan las propiedades del Onyx sin fibra de carbono. Esto significa que los valores de simulación en las diferentes pruebas son peores de lo que son en la realidad, ya que al incluir la fibra de carbono estos resultados mejoran. Tras mejorar los prototipos y probar su funcionamiento real pasamos a la validación del producto. Para esta parte trabajamos con ANSYS Workbench 2025. ANSYS Mechanical es un software de análisis por elementos finitos (FEA) utilizado para realizar estudios estructurales avanzados. Permite simular una amplia variedad de condiciones mediante solucionadores especializados, que incluyen análisis de dinámica lineal y no lineal, comportamiento térmico, propiedades de materiales y compuestos, interacciones hidrodinámicas y análisis explícitos, entre otros. Con ANSYS realizamos diferentes estudios del prototipo diseñado. Ponemos a prueba el funcionamiento y las propiedades que tiene el grosor de la pieza en diferentes circunstancias. El grosor inicial en las partes críticas era mínimo de 4mm. Esto se debe a que la fibra de carbono se introduce en la impresión a partir de ese espesor. Realizamos un análisis aerodinámico, estático y dinámico. El análisis aerodinámico indica como fluye el aire por el terminal y como afecta la presión del aire en la pieza y las líneas de corriente. Se realiza tanto un análisis frontal como un análisis lateral. El estudio estático es un conjunto de simulaciones donde se evalúa la deformación total y la tensión de Von Mises sobre una fuerza ejercida en una posición determinada. En nuestro caso evaluamos tres partes claves del mecanismo. Por último, el estudio dinámico implica un análisis de vibraciones para comprobar si el dispositivo se encuentra en fase de resonancia o no, y un análisis de fatiga para comprobar la vida que tiene el terminal protésico. Además, se realiza diferentes análisis de impactos de piedra en dos partes distintas de la prótesis, evaluando a diferentes velocidades el impacto sufrido, simulando las diferentes velocidades que se pueden encontrar en el ciclismo. Una vez realizadas las simulaciones, se refleja que los resultados obtenidos no son satisfactorios y no garantizan el objetivo más importante de la validación, la seguridad. Por ello, se evalúan cuáles son los puntos débiles del prototipo y se busca resolver esos problemas de seguridad que, en algunos casos, supera el límite elástico del material. Para ello, se diseña un prototipo mejorado con dos vertientes, una opción de grosor de 8mm y otra opción de 10mm. Para decidir que opción compensa más en el proyecto realizamos un análisis estático y aerodinámico. Con los resultados obtenidos, hacemos una comparación entre las dos opciones. El prototipo con 10mm obtiene mejores resultados que la posibilidad con 8mm, en cambio, tiene un mayor peso y un gasto superior en material y precio. Sin embargo, elegimos la opción con más grosor ya que se prefiere seleccionar el prototipo que brinde mejor seguridad y confianza al usuario final. Tras la selección del prototipo mejorado, realizamos las pruebas necesarias comparativas con el prototipo anterior. Con esto, lo que buscamos es mejorar todos los resultados de las simulaciones realizadas anteriormente y entrar en una zona segura en aquellas en las que el terminal no se encontrase. Destacan la mejora en el análisis estático y dinámico, brindando una seguridad mucho mayor y consiguiendo un resultado óptimo. Por otro lado, se refina el diseño aerodinámicamente para que el aire fluya mejor y evitar que la presión impacte de manera directa en los bordes, pudiendo generar daños con el paso del tiempo. Además de mejorar el grosor de la pieza, también se mejoran partes como el agarre al manillar, mejorando los resultados de los estudios en ANSYS y se diseña una carcasa protectora de la parte que simula el movimiento de la muñeca. La carcasa es un elemento desarrollado con el material Onyx cuyo objetivo es proteger al perno de rotación de posibles golpes o entradas de polvo, suciedad y desperfectos. Es un elemento que genera una seguridad adicional al producto. Otra misión de la carcasa protectora es limitar el rango de movimiento del terminal actuando como un bloqueo mecánico. Con esto se consigue un menor desgaste del perno y evitar rotaciones indebidas. Tras realizar todas las simulaciones en ANSYS llegamos a un producto final mejorado, optimizado y eficaz. El objetivo de mejorar la seguridad y la forma se ha cumplido, logrando una prótesis de miembro superior de ciclismo para la puesta en servicio. Con este proyecto, se busca abrir una línea de desarrollo para el futuro, donde investigadores, centros tecnológicos o empresas puedan seguir avanzando en lograr un terminal que se acople de manera perfecta a todas las necesidades del ciclismo. El objetivo de todos los avances que se realizan es la de ayudar a las personas que tienen una amputación de miembro superior a poder realizar este tipo de actividad con la mayor normalidad posible, intentando hacer una sociedad más inclusiva y justa. En este ámbito se entiende la Ingeniería Biomédica y la figura del ingeniero en el sector médico, buscando la mezcla perfecta entre la tecnología de la ingeniería y los conocimientos médicos, con el fin de ayudar a los pacientes y al desarrollo tecnológico.[ENG] In the following Final Degree Project, the design, prototyping, and validation of a sports prosthesis focused on cycling are presented. Currently, when a person undergoes a lower limb amputation, they can find many options to live as normal a life as possible. However, when the amputation involves the upper limb, prostheses are often rudimentary, with limited options to meet the specific needs of users. This project aims to create a development pathway for upper-limb cycling prostheses, seeking to improve current options and enhance the end-user experience. The collaborating company in this project is Limbium Makers S.L. Limbium is a company dedicated to creating upper-limb prostheses. Within their catalog, their mechanical sports prostheses stand out. These devices are based on a customized socket tailored to the patient’s measurements, with interchangeable terminals depending on their needs and activities. Since this is a mechanical terminal independent of direct contact with the human body, it allows the use of materials that, although not biocompatible, provide much higher mechanical properties than traditional medical-grade ones. Therefore, mechanical prostheses have advantages over standard prostheses. Additionally, as they do not include electronic technology, the margin of error and system failure is significantly reduced. Within this framework, the prosthesis developed in this project was conceived. The aim is to provide an alternative cycling solution on the market and develop a safe, effective, and efficient product. To this end, research was carried out on existing models, materials, manufacturing processes, functionality, and safety. By evaluating different proposals and user needs, key aspects of the work were identified, as well as the features that bring added value to the project. One of the most notable points is the inclusion of an emergency handlebar release mechanism for potential falls or unsafe situations—something difficult to implement and rarely present in prostheses. For this purpose, specific compression springs and a springtension-based mechanism were employed. The spring withstands road vibrations and aggressive movements without detaching from the handlebar, but when a strong upward pull is applied, the handlebar detaches from the prosthesis in case of emergency. Another weakness identified in many market alternatives is that their mechanisms are fixed and non-rotational. Rotation is a relevant factor in cycling. According to cycling biomechanics, the wrist naturally rotates between 10 and 15 degrees, facilitating normal bicycle movement. With this in mind, we designed a rotational mechanism based on an axial joint with adjustable tensile forces from the brand Norelem. This product allowed us to simulate wrist rotation, ensuring proper functionality and adding value to the project. An initial prototype was then developed, tested, and progressively improved by identifying errors, optimizing, and ensuring product reliability. The 3D design work was carried out using Fusion 360 2025, a widely used application in the medical field due to its design capabilities and adaptability. It provides a more accessible, flexible, and additive-manufacturing-oriented solution compared to other CAD programs. Several prototypes were created until reaching a final model that included all the required features and could be feasibly assembled, manufactured, and used. Regarding materials, additive manufacturing offers a wide range of options for 3D printing. Nylon is commonly used in medical applications of this kind. In this project, we selected Onyx, a material developed by Markforged. Onyx is a nylon-based (polyamide) thermoplastic reinforced with dispersed carbon microfibers within the polymer matrix. This gives it significant improvements compared to conventional nylon, including higher strength, stiffness, and thermal stability. Unlike nylon, which has a flexural strength of 50 MPa, Onyx reaches 71 MPa, representing a substantial improvement in device manufacturing, providing greater safety and reliability in the prosthetic terminal. Furthermore, Onyx can be reinforced with continuous carbon fiber filaments, which drastically improve its properties depending on printing orientation, length, and direction. However, due to variability, exact properties cannot be universally defined. In this project, to ensure a conservative safety factor during validation, we only used the base properties of Onyx without carbon fiber reinforcement. This means that simulation values in different tests are worse than they would be in reality, since adding carbon fiber would improve performance. After refining prototypes and testing their real performance, we moved on to product validation using ANSYS Workbench 2025. ANSYS Mechanical is a finite element analysis (FEA) software used for advanced structural studies. It allows simulation of a wide variety of conditions using specialized solvers, including linear and nonlinear dynamics, thermal behavior, material and composite properties, hydrodynamic interactions, and explicit analyses, among others. With ANSYS, we conducted several studies on the designed prototype. We tested how thickness affected performance under different circumstances. The initial minimum thickness in critical areas was 4 mm, since carbon fiber reinforcement is only possible from that thickness onward. Aerodynamic, static, and dynamic analyses were carried out. The aerodynamic analysis examined airflow around the terminal, the effects of air pressure on the part, and streamlines—both from frontal and lateral perspectives. The static study involved a set of simulations assessing total deformation and Von Mises stress under applied forces at specific points. Three key areas of the mechanism were evaluated. The dynamic study included vibration analysis to check resonance risks, and fatigue analysis to estimate the service life of the prosthetic terminal. Additionally, impact analyses were performed by simulating stone hits at different velocities on two critical areas of the prosthesis, replicating real cycling conditions. Results showed that the initial design did not meet safety requirements, as in some cases the material’s elastic limit was exceeded. Weak points were identified, and safety improvements were pursued. A new improved prototype was designed with two alternatives: one with 8 mm thickness and another with 10 mm. Static and aerodynamic analyses were run to determine the most effective option. The 10 mm version yielded better results, though at the cost of greater weight, material usage, and price. Nonetheless, this version was chosen for its superior safety and user confidence. Comparative tests with the previous prototype demonstrated significant improvements across all simulations, ensuring safe operation. Notably, both static and dynamic analyses showed much higher safety margins, while aerodynamic refinements improved airflow and reduced direct pressure on edges, minimizing long-term damage risks. In addition to increasing part thickness, improvements were made to the handlebar grip (yielding better ANSYS results), and a protective casing was designed for the wristsimulation mechanism. The casing, made from Onyx, aims to protect the rotation pin from impacts, dust, dirt, and wear, adding extra safety. It also limits the terminal’s range of motion, acting as a mechanical stop, thereby reducing pin wear and preventing unintended rotations. After completing all ANSYS simulations, the result was an improved, optimized, and effective final product. The objectives of enhancing safety and ergonomics were achieved, resulting in a cycling upper-limb prosthesis ready for implementation. This project seeks to open a new line of development for the future, enabling researchers, technology centers, and companies to advance toward terminals that perfectly match all cycling needs. Ultimately, the goal of these advances is to help people with upper-limb amputations practice this activity as normally as possible, fostering a more inclusive and fair society. Within this context lies the role of Biomedical Engineering and the biomedical engineer, who bridges engineering technology and medical knowledge to support both patient well-being and technological progress.Escuela Técnica Superior de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagen
Documentation and representation of the monumental complex of the port of Donostia-San Sebastián
Get PDF[ENG] The Monumental Complex of the Port of Donostia-San Sebastián represents a significant example of traditional fishermen’s house architecture, characterized by its colorful ceramic facades and heritage value. As part of the subject Graphic Expression III in the Technical Architecture degree at the University of the Basque Country (UPV/EHU), a project for the documentation and representation of this complex will be carried out, combining both traditional and advanced methodologies. The project will be structured into three distinct phases. In the first phase, the complex will be surveyed using sketches, photogrammetry, GNSS georeferencing, and terrestrial laser scanning (TLS) for massive data capture through point clouds. The second phase will focus on digital modeling through the implementation of the BIM methodology, enabling an accurate and structured representation of the architectural elements. Finally, in the third phase, the representation and communication of the project will be addressed using various graphic techniques, facilitating the analysis and dissemination of the results obtained. The resulting graphic documentation will be applied transversally in the Measurements and Budgets subject of the same degree, linking the BIM model to budgeting software. This educational approach will allow students to develop competencies in the use of digital tools applied to architectural documentation while also highlighting the built heritage of the Port of Donostia-San Sebastián. [SPA] El Conjunto Monumental del Puerto de Donostia-San Sebastián representa un ejemplo significativo de la arquitectura popular de casas de pescadores, caracterizada por sus coloridas fachadas cerámicas y su valor patrimonial. En el marco de la asignatura Expresión Gráfica III del Grado de Arquitectura Técnica de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), se desarrollará un proyecto de documentación y representación de este conjunto, combinando metodologías tradicionales y avanzadas. El trabajo se estructurará en tres fases diferenciadas. En la primera fase, se llevará a cabo el levantamiento del conjunto mediante croquis, fotogrametría y escáner láser terrestre (TLS) para la captura masiva de datos mediante nubes de puntos. La segunda fase se centrará en el modelado digital a través de la implementación de la metodología BIM, permitiendo una representación precisa y estructurada de los elementos arquitectónicos. Finalmente, en la tercera fase, se abordará la representación y comunicación del proyecto mediante diversas técnicas gráficas, facilitando el análisis y la difusión de los resultados obtenidos. La documentación gráfica resultante se aplicará de manera transversal en la asignatura Mediciones y Presupuestos del mismo grado, vinculando el modelo BIM al software de elaboración de presupuestos. Este enfoque didáctico permitirá a los alumnos adquirir competencias en el uso de herramientas digitales aplicadas a la documentación arquitectónica, al mismo tiempo que se pone en valor el patrimonio edificado del puerto de Donostia-San Sebastián