UPCommons (Universitat Politècnica de Catalunya)
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Formula Student como laboratorio de innovación docente: optimización biomecánica de la posición de conducción
No full textFormula Student es una competición internacional que promueve el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) al desafiar a estudiantes de ingeniería a diseñar, fabricar y competir con monoplazas de estilo Fórmula 1 desarrollados íntegramente por ellos. Este programa educativo está orientado al desarrollo de habilidades prácticas en ingeniería, gestión de proyectos y trabajo en equipo y proporciona a los estudiantes una experiencia integral en el diseño y fabricación de vehículos de alto rendimiento. Los equipos deben cumplir con estrictas normativas técnicas y de seguridad. En la competición deben superar tanto pruebas dinámicas en pista como pruebas estáticas; estas últimas consisten en evaluaciones de diseño, costos y estrategia comercial y se desarrollan frente a jueces que poseen una amplia experiencia en la industria de la automoción. El equipo BCNeMotorsport de la Universitat Politècnica de Catalunya está integrado mayoritariamente por estudiantes de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona y de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de Barcelona y es la evolución del equipo ETSEIB-Motorsport, primer equipo español que participó en la competición Formula Student y que no ha dejado de hacerlo desde el año 2008. A partir de observaciones de pilotos y jueces, se identificaron deficiencias ergonómicas en vehículos de temporadas anteriores. Para intentar solucionar estas deficiencias, y aprovechando el rediseño de la geometría para el modelo CAT17, se realizó un análisis biomecánico de la posición de conducción de los pilotos. Este análisis se llevó a cabo en un prototipo de madera que permite configurar distintas posiciones de conducción de forma rápida, ajustando: la altura, distancia, inclinación y rotación máxima del volante; el ángulo del asiento; la altura y distancia de los pedales; y el ángulo de salida de las piernas. Para capturar los datos biomecánicos, se utilizaron 16 cámaras infrarrojas que registraron la posición de 31 marcadores colocados en el cuerpo de los pilotos. En el estudio participaron tres pilotos que realizaron movimientos esenciales de conducción, como giros de volante y activación de los pedales. Los datos obtenidos se procesaron con el software OpenSim y permitieron analizar la evolución de la posición del centro de gravedad del piloto en cada configuración del prototipo. Se seleccionó la configuración que reduce la altura del centro de gravedad del piloto y que lo acerca lo máximo posible al suelo para mejorar la estabilidad y el rendimiento del vehículo en pista. Finalmente, se rediseñaron elementos clave, como el asiento, los pedales, el volante y la geometría del monocasco y se logró una posición de conducción adaptable a las distintas características físicas de los pilotos que conducirán el vehículo durante esta temporada. Este trabajo refleja no solo una mejora tangible en el diseño del vehículo, sino también el valor del ABP como herramienta formativa en ingeniería, al integrar de forma práctica y colaborativa la adquisición de competencias técnicas y transversales en un entorno de alta exigencia.Peer ReviewedPostprint (published version
Pla de conjunt del Rector junt amb els premiats durant l'entrega de premis del Servei d'Esports 2024-2025
No full textSimulation and modeling of C+L+S multiband optical transmission for the OCATA time domain digital twin
No full text(English) This thesis focuses on implementing more robust control and management strategies such as those based on machine learning to enhance intelligence and drive towards autonomous operation is crucial for the future of optical communications.
In this regard, this thesis aims at three specific objectives: The first objective is to develop a multiband optical transmission simulator. It can be challenging to conduct simulations on a fully loaded MB system with hundreds of channels. In addition, in MB optical transmission, the Inter-channel Stimulated Raman Scattering (ISRS) becomes a major effect, which adds more complexity. In view of that, the Fourth Order Runge-Kutta in Interaction Picture (RK4IP) method is evaluated as an alternative to reduce time complexity, which is complemented with an adaptive step size algorithm to further reduce the computation time. We show that RK4IP provides an accuracy comparable to that of SSFM with reduced computation time, which enables its application for MB optical transmission simulation.
The second objective focuses on developing models for C+L+S Multiband Optical Transmission System In this objective of this thesis, we focus on modelling MB optical transmission to provided fast and accurate QoT estimation and propose Machine Learning (ML) approaches based on neural networks, which can be easily integrated into an Optical Layer Digital Twin (DT) solution. We start by considering approaches that can be used for accurate signal propagation modelling. Even though solutions like the Splitstep Fourier method (SSFM) for solving the non-linear Schrödinger equation (NLSE) cannot be used for QoT estimation due to their very high time complexity. Therefore, ML modelling approaches are considered to be integrated in the OCATA DT, where models predict optical signal propagation in the time domain. Being able to predict the optical signal in the time domain, as it will be received after propagation, opens opportunities for automating network operation, including connection provisioning and failure management.
The third objective of this thesis is to develop a semi-analytical model for measuring the gain profile of amplifiers in both fully loaded and partially loaded conditions of the metro- access network. The power imbalance is one of the issues associated with transitioning to a metro-access merged network. Additionally, maintaining these two separate networks (metro and access) is both complicated and costly. The node that interconnects the two networks must perform O-E-O conversions on the data traversing between them. The current network system uses ROADM in nodes, which is all optical and requires no O-E-O conversion. Therefore, this goal primarily focuses on characterizing the parameters of EDFA present in reconfigurable optical add-drop multiplexers (ROADMs) with the aim of achieving a balance between flexibility, complexity, and cost. These nodes must be thoroughly characterized regarding optical losses, power consumption, and other metrics. Once evaluated, the performance of these nodes can be modelled to enable the SDN controller to incorporate them into the network.(Català) Aquesta tesi se centra en la implementació d'estratègies de control i gestió més robustes, com les basades en l'aprenentatge automàtic, per millorar la intel·ligència i impulsar l'operació autònoma és crucial per al futur de les comunicacions òptiques.
En aquest sentit, aquesta tesi té com a objectiu tres objectius específics: El primer objectiu és desenvolupar un simulador de transmissió òptica multibanda. Pot ser difícil realitzar simulacions en un sistema MB completament carregat amb centenars de canals. A més, en la transmissió òptica MB, la dispersió Raman estimulada entre canals (ISRS) es converteix en un efecte important, que afegeix més complexitat. En vista d'això, el mètode Runge-Kutta in Interaction Picture (RK4IP) s'avalua com una alternativa per reduir la complexitat del temps, que es complementa amb un algorisme adaptatiu de mida de pas per reduir encara més el temps de càlcul. Mostrem que RK4IP proporciona una precisió comparable a la de SSFM amb un temps de càlcul reduït, la qual cosa permet la seva aplicació per a la simulació de transmissió òptica MB.
El segon objectiu se centra en el desenvolupament de models per a sistemes de transmissió òptica multibanda C+L+S En aquest objectiu d'aquesta tesi, ens centrem en modelar la transmissió òptica MB per proporcionar una estimació ràpida i precisa de la QoT i proposem enfocaments d'aprenentatge automàtic (ML) basats en xarxes neuronals, que es poden integrar fàcilment en una solució de bessó digital de capa òptica (DT). Comencem considerant enfocaments que es poden utilitzar per a un modelatge precís de propagació del senyal. Tot i que solucions com el mètode de Fourier de Splitstep (SSFM) per resoldre l'equació de Schrödinger no lineal (NLSE) no es poden utilitzar per a l'estimació de QoT a causa de la seva complexitat temporal molt alta. Per tant, es considera que els enfocaments de modelització ML estan integrats en OCATA DT, on els models prediuen la propagació del senyal òptic en el domini del temps. Ser capaç de predir el senyal òptic en el domini del temps, tal com es rebrà després de la propagació, obre oportunitats per automatitzar el funcionament de la xarxa, inclòs l'aprovisionament de connexions i la gestió de fallades.
El tercer objectiu d'aquesta tesi és desenvolupar un model semianalític per mesurar el perfil de guany d'amplificadors tant en condicions de càrrega com de càrrega parcial de la xarxa d'accés metro. El desequilibri de poder és un dels problemes associats amb la transició a una xarxa fusionada d'accés al metro. A més, mantenir aquestes dues xarxes separades (metro i accés) és complicat i costós. El node que interconnecta les dues xarxes ha de realitzar conversions O-E-O en les dades que travessen entre elles. El sistema de xarxa actual utilitza ROADM en nodes, que és tot òptic i no requereix conversió O-E-O. Per tant, aquest objectiu se centra principalment en caracteritzar els paràmetres d'EDFA presents en multiplexors òptics reconfigurables (ROADM) amb l'objectiu d'aconseguir un equilibri entre flexibilitat, complexitat i cost. Aquests nodes s'han de caracteritzar a fons pel que fa a les pèrdues òptiques, el consum d'energia i altres mètriques. Un cop avaluat, es pot modelar el rendiment d'aquests nodes per permetre que el controlador SDN els incorpori a la xarxa.(Español) Esta tesis se centra en la implementación de estrategias de control y gestión más robustas, como las basadas en el aprendizaje automático, para mejorar la inteligencia y el impulso hacia la operación autónoma es crucial para el futuro de las comunicaciones ópticas.
En este sentido, esta tesis persigue tres objetivos específicos: El primer objetivo es desarrollar un simulador de transmisión óptica multibanda. Puede ser un desafío realizar simulaciones en un sistema MB completamente cargado con cientos de canales. Además, en la transmisión óptica MB, la dispersión Raman estimulada entre canales (ISRS) se convierte en un efecto importante, lo que agrega más complejidad. En vista de ello, se evalúa el método de Runge-Kutta en Imagen de Interacción de Cuarto Orden (RK4IP) como una alternativa para reducir la complejidad del tiempo, el cual se complementa con un algoritmo de tamaño de paso adaptativo para reducir aún más el tiempo de cálculo. Demostramos que RK4IP proporciona una precisión comparable a la de SSFM con un tiempo de cálculo reducido, lo que permite su aplicación para la simulación de transmisión óptica MB.
El segundo objetivo se centra en el desarrollo de modelos para el sistema de transmisión óptica multibanda C+L+S En este objetivo de esta tesis, nos centramos en modelar la transmisión óptica de MB para proporcionar una estimación rápida y precisa de QoT y proponer enfoques de Machine Learning (ML) basados en redes neuronales, que pueden integrarse fácilmente en una solución de Gemelo Digital (DT) de capa óptica. Comenzamos considerando los enfoques que se pueden utilizar para un modelado preciso de la propagación de la señal. A pesar de que soluciones como el método de Fourier de paso dividido (SSFM) para resolver la ecuación no lineal de Schrödinger (NLSE) no se pueden utilizar para la estimación de QoT debido a su gran complejidad temporal. Por lo tanto, se considera que los enfoques de modelado de ML están integrados en el OCATA DT, donde los modelos predicen la propagación de la señal óptica en el dominio del tiempo. Ser capaz de predecir la señal óptica en el dominio del tiempo, tal como se recibirá después de la propagación, abre oportunidades para automatizar el funcionamiento de la red, incluido el aprovisionamiento de conexiones y la gestión de fallos.
El tercer objetivo de esta tesis es desarrollar un modelo semianalítico para medir el perfil de ganancia de amplificadores en condiciones de carga completa y parcialmente cargada de la red de acceso metropolitano. El desequilibrio de energía es uno de los problemas asociados con la transición a una red fusionada de acceso metropolitano. Además, el mantenimiento de estas dos redes separadas (metro y acceso) es complicado y costoso. El nodo que interconecta las dos redes debe realizar conversiones O-E-O en los datos que atraviesan entre ellas. El sistema de red actual utiliza ROADM en los nodos, que es todo óptico y no requiere conversión O-E-O. Por lo tanto, este objetivo se centra principalmente en caracterizar los parámetros de EDFA presentes en los multiplexores ópticos reconfigurables add-drop (ROADM) con el objetivo de lograr un equilibrio entre flexibilidad, complejidad y costo. Estos nodos deben caracterizarse minuciosamente con respecto a las pérdidas ópticas, el consumo de energía y otras métricas. Una vez evaluado, se puede modelar el rendimiento de estos nodos para permitir que el controlador SDN los incorpore a la red.Postprint (published version
Chloride-induced corrosion effects on the structural performance of concrete with rebar and fibres: a review
No full textChloride-induced corrosion is a major contributor in the degradation of standardised steel-based products (e.g., rebars and fibres) commonly used for reinforcing concrete structures. Since cracked reinforced concrete elements are determined to be more susceptible to corrosion on the one hand, and fibres are effective in arresting crack growth and improving the post-cracking mechanical behaviour on the other hand, the use of fibres emerges as a promising strategy to enhance durability. This review is focused on the degradation of the load-bearing capacity, caused by chloride corrosion, in concrete elements reinforced with fibres and conventional rebar. Based on the recorded values of ultimate loads and the corresponding deflections in the reviewed studies, a lower decrease in the load-bearing capacity and less severe degradation of ductility were observed in elements where fibres (either steel or macro-synthetic) were used in combination with rebar compared with elements where only rebar was used. Furthermore, the recorded values of corrosion potential (Ecorr), corrosion current density (icorr) and gravimetric measurements indicated lower corrosion damage, delayed corrosion initiation and a prolonged propagation phase of corrosion. However, due to many differences in the methodology among the reviewed studies, the optimal fibre type or quantity cannot be identified unless more studies are performed.This research was supported by the Master Builders Solutions GmbH, Germany, the Ministry of Science and Investigation (Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades) the State Research Agency (Agencia Estatal de Investigación) of the Kingdom of Spain. Project reference: PID2019-108978RB-C32; grant reference: PRE2020-095457. Support was provided by project Hormigones Reforzados con Macrofibras Sintéticas para Aplicaciones Estructurales en condiciones de altas temperaturas (HEAT), project reference: PID2023-149321OB-C32.Peer ReviewedPostprint (published version
Maneig optomètric d'un cas de diplopia en l'adult posterior a aneurisma cerebral
No full textEn aquest treball de recerca s’ha analitzat l’avaluació i el resultat de diferents tipus de tractament per eliminar la diplopia d’un pacient amb estrabisme adquirit posterior a un aneurisma cerebral.
Objectiu: eliminar la visió doble restrictiva que presenta el pacient mitjançant diferents tractaments.
Mètode: es van fer un total de 12 visites optomètriques a la Clínica Oftalmològica Santa Creu de Figueres per avaluar l’estrabisme, la desviació i la simptomatologia del pacient per començar a tractar-ho. Primer es va provar una prescripció prismàtica directa per ajudar-lo a fusionar, després es va provar una prescripció prismàtica inversa per allunyar les imatges encara més i així aconseguir que el cervell ignori una de les imatges i per últim es va provar un tractament d’oclusió posant un tapat a l’ull estràbic.
Resultats: Es va trobar que el pacient presentava un estrabisme incomitant amb un angle de desviació inestable, tenia una correspondència sensorial anòmala paradògica amb afectació en el III parell cranial (Recte Superior) i adducció en elevació en l’ull dret. Els tractaments amb prescripció prismàtica van ser un fracàs, ja que no es va aconseguir que el pacient fusiones ni que suprimeixi una imatge a causa de la inestabilitat de la desviació. El tractament d’oclusió de l’ull afectat és el que va ajudar al pacient a eliminar la diplopia, gràcies a la neuroplasticitat visual del pacient, perquè com que no va rebre estímuls per part d’aquest ull es va aconseguir estabilitzar i reduir l’angle de la desviació canviant l’equilibri excitador-inhibidor a l’escorça visual.
Conclusions: Es va eliminar la diplopia del pacient ocloent temporalment l’ull estràbic, es va aconseguir que tingués visió binocular, que fusiones, i aconseguís una bona estereòpsia.En este trabajo de investigación se ha analizado la evaluación y el resultado de distintos tipos de tratamiento para eliminar la diplopía de un paciente con estrabismo adquirido posterior a un aneurisma cerebral.
Objetivo: eliminar la visión doble restrictiva que presenta el paciente mediante distintos tratamientos.
Método: se realizaron un total de 12 visitas optométricas a la Clínica Oftalmológica Santa Cruz de Figueres para evaluar el estrabismo, la desviación y la sintomatología del paciente para empezar a tratarlo. Primero se probó una prescripción prismática directa para ayudarle a fusionar, después se probó una prescripción prismática inversa para alejar las imágenes aún más y así conseguir que el cerebro ignore una de las imágenes y por último se probó un tratamiento de oclusión poniendo un tapado en el ojo estrábico.
Resultados: Se halló que el paciente presentaba un estrabismo incomitante con un ángulo de desviación inestable, tenía una correspondencia sensorial anómala paradógica con afectación en el III par craneal (Recto Superior) y aducción en elevación en el ojo derecho. Los tratamientos con prescripción prismática fueron un fracaso, ya que no se logró que el paciente fusionase ni que suprimiese una imagen debido a la inestabilidad de la desviación. El tratamiento de oclusión del ojo afectado es el que ayudó al paciente a eliminar la diplopia, gracias a la neuroplasticidad visual del paciente, porque al no recibir estímulos por parte de este ojo se consiguió estabilizar y reducir el ángulo de la desviación cambiando el equilibrio excitador-inhibidor en la corteza visual.
Conclusiones: Se eliminó la diplopía del paciente ocluyendo temporalmente el ojo estrábico, se logró que tuviera visión binocular, que fusiones, y consiguiera una buena estereopsia.This study analyzed the evaluation and results of different types of treatment to eliminate diplopia in a patient with acquired strabismus after a cerebral aneurysm.
Objective: elimination of the restrictive double vision that the patient presents through different treatments.
Method: a total of 12 optometric visits were made to the Santa Creu Ophthalmological Clinic from Figueres to evaluate the patient's strabismus, deviation and symptoms in order to begin treating it. First, a direct prism prescription was tried to help him fuse, then an inverse prism prescription was tried to move the images even further apart and thus make the brain ignore one of the images and finally an occlusion treatment was tried by placing a patch on the strabismus eye.
Results: The patient was found to have incomitant strabismus with an unstable angle of deviation, had anomalous paradoxical sensory correspondence with involvement of the III cranial nerve (Superior Rectus) and adduction in elevation in the right eye. Treatments with prism prescription were a failure, since the patient was unable to fuse or suppress an image due to the instability of the deviation. The occlusion treatment of the affected eye is what helped the patient eliminate diplopia, thanks to the patient's visual neuroplasticity, because since he did not receive stimuli from this eye, it was possible to stabilize and reduce the angle of deviation by changing the excitatory-inhibitory balance in the visual cortex.
Conclusions: The patient's diplopia was eliminated by temporarily occluding the strabismus eye, he was able to have binocular vision, fusion, and achieve good stereopsis
El puerto marítimo del Serrallo: un enfoque crítico y propuestas de mejora
No full textEl puerto del Serrallo, en Tarragona, ha cambiado de un centro pesquero a un puerto estratégico pequeño que influye en la economía, el comercio y la cultura regional. Su crecimiento ha sido caracterizado por la mejora de infraestructuras, la digitalización y la sostenibilidad, fusionándose con la vida urbana y enlazándose con mercados mediterráneos. Aunque enfrenta retos frente a puertos más grandes, su enfoque en energías renovables, manejo ambiental y diversificación económica lo coloca como un ejemplo de equilibrio entre tradición y modernidad
Influence of high amount of recycled aggregate and cement type on the properties of concrete
No full textConcrete is one of the most carbon-intensive materials and contributes to global greenhouse gas emissions. Around 7% of the world's CO2 emissions have been caused by the production of ordinary portland cement since 2000. It is challenging to obtain cements that can rival the properties of OPC, but Fig. 1 shows the CO2 reduction potential of various low-carbon cements compared to ordinary portland cement (OPC).
There is an important need for creative solutions that can turn concrete manufacturing and use into more sustainable methods while maintaining performance. Billions of tons of waste concrete enter the worldwide construction and demolition waste (CDW) stream each year. The volume is rising quickly due to developments in many nations. 50–90% of discarded concrete is recycled. Studies have shown that recycled concrete aggregate (RCA) can perform well in both structural and non-structural concrete production. It is recommended that RCA be used as a partial replacement for natural aggregates (NA) in concrete. Due to its inferior quality and uncertainties in mechanical, physical, and durability qualities, the use of RA in structural applications has been restricted.
This research work is part of a big research project whose main objective is to develop a new generation of low-carbon and eco-friendly concrete. This involves self-compacting concrete with the use of supplemental cementitious ingredients. These materials not only provide a sustainable alternative to traditional components, but they also have the capacity to trap and store CO2, resulting in a dual advantage of lowering emissions and improving material qualities.
Significant environmental and structural performance improvements can be achieved by rethinking how concrete is manufactured and utilizing cutting-edge technology like CO2 curing procedures
Estudi de mobilitat generada per la transformació de l’Hospital Comarcal Sant Jaume de Calella
No full textDesign and development of a compact, sensor-driven smart indoor hydroponic system
No full textThe main objective of this thesis is to create a compact, autonomous, vertical solution for indoor leafy greens gardening that minimizes surface area. The proposed product integrates sensors, pumps,andactuatorstoautonomouslycontrolenvironmentalparameterssuchastemperature, humidity, pH, EC, and water levels, thus simulating optimal environment for effective plant growth. Hydroponiccultivation principles were thoroughly investigated to establish the product’s technical requirements. The resulting design utilizes the NFT hydroponic technique and specific environmental parameters to grow leafy greens such as lettuce and arugula. The development was based on a modular, standardized, and space-efficient architecture. The modular design allows the product to be expanded vertically up to the ceiling and horizontally as required. Each unit incorporates hydroponic channels, artificial lighting, ventilation, sensors, and actuators to ensure automated operations with minimal user intervention, limited to refilling water and fertilizers, harvesting, and planting. Inadditiontothedesign,thethesisevaluatestheproject’senvironmentalsustainability. Through life cycle analysis and CO2 footprint estimation, the values obtained are compared with supermarket vegetable alternatives. The results demonstrate the reduced environmental impact caused by the greater efficiency of hydroponics compared to traditional cultivation and savings in the supply chain and packaging. The result is a more sustainable urban lifestyle. Although the technical objectives have been achieved, the cost analysis reveals that the production cost of the thesis design is high for the current market. Further research and development will be required to optimize costs and validate the performance of the proposed solution for future commercialization