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Advanced system for biomedical monitoring and environmental automation for health and wellness
Get PDFEl presente Trabajo de Fin de Máster tiene como objetivo el desarrollo e implementación de un sistema basado en la tecnología IoT (Internet de las Cosas) para el monitoreo de signos vitales de pacientes y la mejora del entorno hospitalario mediante la integración de sensores biomédicos y dispositivos domóticos. El sistema diseñado está orientado a optimizar el seguimiento clínico continuo de parámetros como la frecuencia cardíaca, la saturación de oxígeno y la temperatura corporal, a la vez que permite un control automático del entorno de la habitación hospitalaria para mejorar la comodidad del paciente. A lo largo del proyecto, se ha llevado a cabo una selección y configuración de los sensores necesarios, el diseño de una interfaz gráfica intuitiva y la integración de estos componentes en un sistema centralizado que facilita la visualización y análisis en tiempo real de los datos. El sistema ha sido sometido a una serie de pruebas para verificar las mediciones, la estabilidad de la comunicación y la facilidad de uso de la interfaz, asegurando así una solución eficiente y de fácil implementación para el personal sanitario y los pacientes. Este trabajo contribuye a la innovación en la atención médica, proporcionando una solución tecnológica flexible, escalable y de alta eficiencia, con el potencial de mejorar tanto la calidad del cuidado de los pacientes como la operatividad del personal médico, adaptándose a las necesidades de diferentes entornos hospitalarios.Escuela Técnica Superior de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagen
Rehabilitation Proposals Using Prosthetics in Marine Species: Development and Evaluation in Turtles and Birds
Get PDF[SPA] Este trabajo propone el desarrollo de soluciones protésicas funcionales para la tortuga boba (Caretta caretta) y el pingüino africano (Spheniscus demersus), con el objetivo de restaurar su movilidad y facilitar su rehabilitación y posible reintroducción en sus hábitats. El proyecto utiliza software de diseño asistido por ordenador (CAD) y fabricación mediante impresión 3D para crear dispositivos personalizados, ligeros y resistentes que se adapten a la biomecánica de cada especie. También se contextualiza la evolución de las prótesis en el ámbito veterinario y se explora la viabilidad de adaptar esta tecnología a entornos acuáticos, considerando desafíos como la hidrodinámica, la aerodinámica y la necesidad de materiales biocompatibles. La elección de la tortuga boba y el pingüino africano se fundamenta en su estado de conservación (vulnerable y en peligro de extinción, respectivamente), su vulnerabilidad a lesiones antropogénicas, el impacto de la pérdida de extremidades en su supervivencia, el potencial de investigación y el valor educativo del proyecto.[ENG] This work proposes the development of functional prosthetic solutions for the loggerhead sea turtle (Caretta caretta) and the African penguin (Spheniscus demersus), with the aim of restoring their mobility and facilitating their rehabilitation and possible reintroduction into their habitats. The project uses computer-aided design (CAD) software and 3D printing manufacturing to create personalized, lightweight, and resistant devices that adapt to the biomechanics of each species. The evolution of prosthetics in the veterinary field is also contextualized, and the feasibility of adapting this technology to aquatic environments is explored, considering challenges such as hydrodynamics, aerodynamics, and the need for biocompatible materials. The choice of the loggerhead sea turtle and the African penguin is based on their conservation status (vulnerable and endangered, respectively), their vulnerability to anthropogenic injuries, the impact of limb loss on their survival, the research potential, and the educational value of the project.Escuela Técnica Superior de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagen
Axonometry in support of design thinking. From analog drawing to digital experimentation
Get PDF[ENG] The contribution explores the versatility of digital tools applied to the ideational phase of the project—understood as a cognitive, interpretative, and manipulative activity of reality—and their ability to complement analog drawing in revealing and defining the potential for transformation inherent in the existing, with particular attention to the use of axonometry. From a methodological perspective, parallels were first identified between different ways of conceiving the project and the representational methods and tools employed. This was followed by an experimental study that digitally retraced the formal definition process adopted by certain Milanese architects in projects developed before the advent of digital technologies, using analog drawing. The case study presented here is the project designed by Carlo De Carli in 1955–56 for the Church of Sant’Ildefonso in Milan, which, with the aid of geometry, pursues the definition of the building as a harmonic system both in relation to its constituent parts and to the urban context, through a process governed by the architect using orthogonal and axonometric projection. Once this process was deciphered, it was reconstructed using 3D modeling software applied to the geometric manipulation of forms. The experiment demonstrated the effectiveness of digital tools, on par with analog drawing, as conceptual devices capable of guiding the theory and practice of design, enabling a conscious digital transition of representational disciplines in support of architectural design.
[IT] Il contributo s’interroga sulla duttilità degli strumenti digitali applicati alla fase ideativa del progetto – inteso come attività conoscitiva, interpretativa e manipolativa della realtà – e sulla loro capacità di affiancare il disegno analogico nel rivelare e definire le possibilità di trasformazione insite nell’esistente, con particolare riguardo all’uso dell’assonometria. Da un punto di vista metodologico, sono stati individuati anzitutto i parallelismi tra i differenti modi di concepire il progetto ed i metodi e strumenti di rappresentazione adottati. È stata poi condotta una sperimentazione che ha ripercorso digitalmente il processo di definizione formale seguito da alcuni architetti milanesi in progetti sviluppati prima dell’avvento del digitale mediante il disegno analogico. Il caso studio qui proposto è il progetto elaborato nel 1955-56 da Carlo De Carli per la chiesa di Sant’Ildefonso a Milano, che persegue, con l’ausilio della geometria, la definizione dell’edificio come sistema armonico in relazione sia alle parti che lo compongono e sia rispetto al contesto urbano, in un processo governato dall’autore attraverso l’uso della proiettività ortogonale e assonometrica. Una volta decifrato tale processo, è stato ripercorso con l’uso di software di 3D modelling applicati alla manipolazione geometrica delle forme. La sperimentazione ha mostrato l’efficacia degli strumenti digitali, al pari del disegno analogico, nel fungere da dispositivi concettuali capaci di orientare la teoria e la pratica del progetto, consentendo una consapevole transizione digitale delle discipline della rappresentazione a supporto del progetto d’architettura
Efficient analysis and design of acoustic leaky-wave antennas
Get PDFEn este trabajo se presentan el análisis, la validación de modelos y el diseño de antenas de onda de fuga acústicas (ALWA) mediante las técnicas de análisis de las redes equivalentes transversas (TEN) y la ecuación de resonancia transversa (TRE). Se han programado modelos TEN para aberturas de tipo ranura y de orificios periódicos, resolviendo la TRE para obtener las curvas de dispersión y los parámetros de radiación del modo de fuga (“leaky”) en función de la frecuencia y la geometría. Se estudió y comparó el comportamiento de ambos modos que se propagaban por la antena con el objetivo de demostrar que para un futuro diseño de antena sería necesario trabajar principalmente con el modo n = 1. Se han validado estos modelos matemáticos mediante simulación de elementos finitos (FEM) con la aplicación COMSOL, observándose buena concordancia para los modo n = 0 y n = 1 a la hora de analizar el ángulo de radiación, pero con leves discrepancias en la tasa de radiación, atribuyéndolas a las idealizaciones del modelo. Se fabricaron y estudiaron el comportamiento de dos antenas para medir el escaneo en frecuencia tanto para los modos 0 y 1 a la vez que se confirmaba la utilidad de usar un dipolo que anulase el modo 0 y este no interfiriese al modo 1. Una vez confirmada la validez del modelo de orificios, se propone un código capaz de hallar los parámetros de la cavidad para obtener las ALWAs con especificaciones concretas. Se proponen mapas de síntesis de los parámetros que configuran la ALWA con el objetivo de fijar el ángulo de radiación y ajustar la tasa de radiación según los futuros requisitos de diseño. Finalmente, se diseña una ALWA modulada (“tapered”) que mantiene el ángulo de radiación constante en toda la antena, mientras la tasa de radiación varía a lo largo de ella, con el objetivo de imponer una iluminación coseno y reducir el nivel de los lóbulos
secundarios.Escuela Técnica Superior de Ingeniería de TelecomunicaciónUniversidad Politécnica de Cartagen
Carnauba Wax Coatings Enriched with Essential Oils or Fruit By-Products Reduce Decay and Preserve Postharvest Quality in Organic Citrus
Get PDFThis research analyzes the innovative development of carnauba wax coatings enriched with essential oils (EOs: lemon, orange, grapefruit, clove, oregano, and cinnamon) or fruit by-products (FBPs: avocado, tomato, carrot, orange, lemon, and grapefruit) to improve postharvest preservation of organic oranges and lemons. Six EOs and six FBPs were evaluated for total phenolic content (TPC) and in vitro antifungal activity against Penicillium digitatum. Based on results, grapefruit, oregano, and clove EOs were selected for lemons, while avocado, orange, and grapefruit FBPs were selected for oranges. An in vivo test at 20 °C for 15 days with carnauba wax coatings assessed antifungal performance. Clove EO and avocado FBP showed strong in vitro inhibition and consistent hyphal suppression (~100 and ~82%, respectively). In vivo, coatings with grapefruit EO and avocado FBP significantly reduced fungal decay and sporulation (~75%) in lemons and oranges, respectively. Coated fruits also retained weight losses by ~25% compared to uncoated ones. These findings suggest that phenolic-rich natural extracts, especially from agro-industrial residues like avocado peels, offer a promising and sustainable strategy for postharvest citrus disease control. Further studies should test coating effectiveness in large-scale trials under refrigeration combined with other preservation strategies
Enveloping dynamism: Gaudí's schools
Get PDF[ENG] The aim of this article is to investigate the geometry used in Gaudí's schools, built in 1909 and linked to the Temple of the Sagrada Familia. To this end, the methodology is based on interpretive drawing with computer-aided graphic design techniques, based on sources of information such as author's plans, photographs and other previous technical studies already published. Therefore, its results consist of obtaining new graphic representations, projections, plans, and perspectives that help its geometric understanding. There are several limitations derived from the almost 120 years of history of this building, as it has suffered two fires and a transfer of location for which a real model was built on a natural scale. In fact, each action carried out has not exactly respected the geometry of the previous one, offering small variations that must be identified for its distinction. Thus, original parts coexist with added parts. This construction is an example of social sustainability, not only because its cost is borne by the architect himself, but also because it provides a space for the instruction of the children of the workers, resulting in a pioneer in the reconciliation of work and family. It is one of the first examples of the construction of conoid surfaces with regulated solutions and native materials, providing economic and environmental sustainability. Completely devoid of protective coating and with almost no ornamentation, it manages to express with a few elements a particular enveloping dynamism, inspired by elements of nature. [SPA] El objetivo de este artículo es investigar la geometría utilizada en las escuelas de Gaudí, levantadas en 1909 y vinculadas al Templo de la Sagrada Familia. Para ello, la metodología se basa en el dibujo interpretativo con técnicas de diseño gráfico asistido por ordenador, partiendo de fuentes de información como planos de autor, fotografías y otros estudios técnicos precedentes ya publicados. Por tanto, sus resultados consisten en la obtención de nuevas representaciones gráficas, proyecciones, plantas, y perspectivas que ayuden a su comprensión geométrica. No se ocultan diversas limitaciones derivadas de los casi 120 años de historia de esta edificación, pues ha sufrido dos incendios y un traslado de ubicación para el que fue construido un modelo real a escala natural. De hecho, cada actuación realizada no ha respetado exactamente la geometría de la anterior, ofreciendo pequeñas variaciones que han de identificarse para su distinción. Así pues, conviven partes originales con añadidas. Esta construcción analizada es un ejemplo de sostenibilidad social, no sólo por sufragar su coste el propio arquitecto, sino por dotar de un espacio para la instrucción a los hijos de los obreros, resultando un pionero de la conciliación laboral y familiar. Supone uno de los primeros ejemplos de construcción de superficies conoides con soluciones regladas y materiales autóctonos, aportando sostenibilidad económica y ambiental. Desprovista por completo de revestimiento protector y casi sin nada de ornamentación, logra expresar con pocos elementos un particular dinamismo envolvente, inspirado en elementos de la naturaleza
Compromiso afectivo de los estudiantes universitarios: Definición y propuestas de mejora
Get PDF[SPA] Este trabajo estudia cómo determinados aspectos sociodemográficos y variables como la experiencia universitaria, motivación y satisfacción académicas influyen en el compromiso afectivo de los estudiantes universitarios. Para contrastar las hipótesis planteadas, se realiza un estudio empírico con las encuestas realizadas a 191 estudiantes de una universidad pública española. Las variables son analizadas con una regresión lineal jerárquica [ENG] This paper studies how certain sociodemographic aspects along with variables such as university
experience, academic motivation, and academic satisfaction influence university students’ affective commitment. Empirical research based on 191 surveys of students from a Spanish public university was conducted to test the proposed hypotheses. Variables were analyzed with a hierarchical linear regressio
From BIM model to automated execution: Integration with 3D printing in construction
Get PDF[ENG] This paper proposes a strategy to adapt the Building Information Modeling (BIM) methodology for 3D printed construction projects, based on experiences developed in Chile. The research addresses graphical, regulatory, and operational challenges, suggesting a reconfiguration of models, processes, and professional roles. Key aspects include geometric interoperability between platforms, hierarchical development, construction segmentation, and the incorporation of hybrid elements such as reinforcements and concrete infill. The study introduces a new organizational structure, incorporating the emerging role of Digital Fabrication Link, and recommends updates to national standards. The proposal aims to consolidate an integrated, scalable approach aligned with international standards, strengthening the graphical thinking in both production processes and professional training, in particular for geometric representation and adaptation of models. [SPA] Este trabajo presenta una estrategia para adaptar la metodología BIM (Building Information Modeling) a proyectos de construcción impresa en 3D, basada en experiencias desarrolladas en Chile. La investigación aborda desafíos gráficos, normativos y operativos, proponiendo una reconfiguración de modelos, procesos y roles profesionales. Se destacan la necesidad de interoperabilidad geométrica entre plataformas, un desarrollo jerárquico del modelo, la segmentación constructiva y la definición de elementos híbridos con refuerzos y rellenos. El estudio propone ajustes de modelación y de la estructura organizacional con la incorporación del rol emergente de Enlace de Fabricación Digital, y plantea recomendaciones para actualizar normativas. La propuesta busca consolidar un enfoque integrado, escalable y alineado con estándares internacionales, fortaleciendo el pensamiento gráfico tanto en los procesos productivos como en la formación profesional, especialmente en la representación y adaptación geométrica de los modelos.Proyecto ANID Exploratorio 1322015
Prediction of deformation and stability of very high concrete face rockfill dams
No full text[SPA] Esta investigación se centra en la predicción del comportamiento de presas de escollera con pantalla de hormigón (CFRD) de gran altura (200-250 m). Un aspecto crítico es el ¿control de la deformación?, que incluye la predicción de la deformación de la escollera desde la fase de diseño. Las primeras CFRD que superaron los 200 m presentaron problemas de separación de la pantalla de hormigón, grietas y filtraciones significativas debido a asentamientos excesivos de la escollera, muchas veces superiores a los estimados en el diseño. La escollera es un material granular con un comportamiento mecánico complejo, altamente no lineal, dependiente de la trayectoria de tensiones y afectado por dilatación, fluencia, degradación por humectación y rotura de partículas bajo altas presiones de confinamiento, con efectos de escala significativos. Para mejorar el ¿control de deformaciones?, se han desarrollado dos modelos constitutivos para la escollera: VEPP (Viscous Elastic Perfectly Plastic) y VEPHS (Viscous Elastic-Plastic Hardening Softening). La capacidad de estos modelos para reproducir el comportamiento real se verificó mediante el análisis de dos CFRD en China: Tianshengqiao-1 (178 m) y Shuibuya (233 m, la más alta del mundo en su tipo). Luego, el modelo VEPP se utilizó para predecir el comportamiento de Shuibuya empleando solo la información disponible en la fase de diseño. La predicción se ajustó con precisión al comportamiento observado tras la construcción, el primer llenado y los primeros años de operación, mejorando significativamente las estimaciones de modelos más complejos. Además, estos modelos, junto con un modelo de fisuración para la pantalla de hormigón (EPHS, Elastic Plastic Hardening Softening), se aplicaron para analizar el impacto de la secuencia constructiva y el nivel de compactación en las deformaciones de la escollera y la aparición de grietas en la pantalla de hormigón. Se utilizó como caso de estudio una presa CFRD prototipo de 238 m de altura, lo que permitió cuantificar la influencia de estos factores. Los resultados proporcionan información clave para la fase de diseño, optimizando los métodos constructivos, garantizando la integridad estructural y reduciendo los riesgos de deformaciones excesivas en futuros proyectos de CFRD de gran altura.[ENG] The research activity has focused on improving the prediction of the behavior of very high Concrete Face Rockfill Dams (200¿250 m). One of the critical issues in high CFRDs is "deformation control," which, among other aspects, incorporates the prediction of rockfill deformation from the design phase. In fact, the first CFRDs that reached heights around 200 m experienced problems such as separation of the concrete face from the rockfill upstream slope, cracks, and fractures in the face slab, leading to watertightness capacity issues, significant leakage, and water loss. The direct cause was excessive settlements in the rockfill, sometimes far greater than those anticipated during the design phase. This is because the rockfill is a granular material with complex mechanical behavior, exhibiting high non-linearity, stress-path-dependent behavior, dilation, creep, degradation due to wetting, and particle breakage under high confining pressures, with significant scale effects. In the context of improving "deformation control", this research first developed two constitutive models for rockfill: VEPP (Viscous Elastic Perfectly Plastic model) and VEPHS (Viscous Elastic-Plastic Hardening Softening). Next, the ability of these models to accurately reproduce the behavior observed in real cases (back-analysis) has been verified using case studies of two CFRDs in China: Tianshengqiao-1 (178 m) and Shuibuya (233 m, currently the tallest CFRD in the world). The next step has been to use the VEPP to predict the behavior of the Shuibuya dam, now using only the information available during the design phase, before the dam was built (unlike the back-analysis). The prediction made with the VEPP closely matches the behavior observed after dam construction, the first reservoir filling, and the initial years of operation. In fact, prediction using VEPP significantly improves upon those made by other authors using more complex models.
Moreover, these constitutive models, along with a cracking model developed for the concrete face slab (EPHS, Elastic Plastic Hardening Softening), have been applied to investigate the influence of different construction sequences and different compaction effort levels on rockfill deformations and cracking in the concrete face slab. For this purpose, a prototype CFRD, with a height of 238 meters, has been used as a case study. This allowed for the estimation of the relative influence of construction sequence and compaction intensity, providing valuable information for use in the design phase, optimizing construction methodologies, ensuring structural integrity, and reducing the risks associated with excessive unforeseen deformations in future very high CFRD projects.Escuela Internacional de Doctorado de la Universidad Politécnica de CartagenaUniversidad Politécnica de CartagenaPrograma de Doctorado en Tecnología y Modelización en Ingeniería Civil, Minera y Ambienta
Incident prediction in commercial flights using Machine Learning techniques. Practical applications
Get PDFEl objetivo del presente trabajo es detectar los factores que influyen sobre las incidencias en los vuelos comerciales. Proponer y justificar incidencias que serían de interesante poder predecir. Estudiar el uso de herramientas de Machine Learning que posibiliten la predicción de las incidencias. Explorar la disponibilidad de bases de datos sobre vuelos comerciales. Desarrollar e implantar un modelo para estimar posibles incidencias. Comprobar la eficiencia del modelo utilizando datos reales de vuelos comerciales.
EL desarrollo de la aviación comercial ha implicado un gran aumento en el número de vuelos con los que opera un aeropuerto. Las restricciones en la operatividad del mismo implica la necesidad de una planificación adecuada de los recursos. En este marco de trabajo se justifica la necesidad de predecir posibles incidencias para acometer acciones preventivas que eviten la saturación de los recursos. Un objetivo que entra dentro de esta visión sería la determinación de posibles retrasos en la llegada de vuelos comerciales. Para ello se plantea la útilEscuela Técnica Superior de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagen