UPCommons (Universitat Politècnica de Catalunya)
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Estudi de millora de l'enllumenat públic mitjançant tecnologia LED: estratègia per a l'optimització energètica d'un municipi
No full textAquest treball té com a objectiu principal analitzar i proposar una estratègia de renovació de la instal·lació d’enllumenat públic d’un municipi de menys de 5.000 habitants mitjançant la implementació de tecnologia LED, amb la finalitat de millorar-ne l’eficiència energètica i reduir els costos de funcionament i manteniment. La motivació d’aquest estudi neix d’un vincle personal amb el municipi objecte d’anàlisi i de la detecció d’una problemàtica energètica derivada del malbaratament lumínic nocturn en zones poc transitades. El projecte inclou la realització d’un inventari complet i georeferenciat dels punts de llum existents, l’anàlisi energètica de la instal·lació actual, la simulació lumínica amb programari especialitzat (DIALux) i l’avaluació econòmica i ambiental d’una proposta de renovació amb sistemes LED. El marc normatiu es fonamenta en el Reglament d’Eficiència Energètica en Instal·lacions d’Enllumenat Exterior (REEIAE). Els resultats obtinguts permeten establir una base tècnica per a futures actuacions municipals que afavoreixin la sostenibilitat, l’eficiència i la racionalització de la despesa energètica pública.Este trabajo tiene como objetivo principal analizar y proponer una estrategia de renovación de la instalación de alumbrado público de un municipio de menos de 5.000 habitantes mediante la implementación de tecnología LED, con la finalidad de mejorar su eficiencia energética y reducir los costes de funcionamiento y mantenimiento. La motivación de este estudio surge de un vínculo personal con el municipio objeto de análisis y de la detección de una problemática energética derivada del derroche lumínico nocturno en zonas poco transitadas. El proyecto incluye la realización de un inventario completo y georreferenciado de los puntos de luz existentes, el análisis energético de la instalación actual, la simulación lumínica con software especializado (DIALux) y la evaluación económica y ambiental de una propuesta de renovación con sistemas LED.
El marco normativo se basa en el Reglamento de Eficiencia Energética en Instalaciones de Alumbrado Exterior (REEIAE). Los resultados obtenidos permiten establecer una base técnica para futuras actuaciones municipales que favorezcan la sostenibilidad, la eficiencia y la racionalización del gasto energético público.This project aims to analyze and propose a renovation strategy for the public lighting system of a municipality with fewer than 5,000 inhabitants through the implementation of LED technology, with the goal of improving energy efficiency and reducing operational and maintenance costs. The motivation for this study stems from a personal connection to the municipality under analysis and the identification of an energy-related issue caused by nighttime light waste in low-traffic areas.
The project includes the creation of a complete and georeferenced inventory of existing light points, an energy analysis of the current installation, lighting simulation using specialized software (DIALux), and an economic and environmental assessment of a proposed LED system upgrade.
The regulatory framework is based on the Energy Efficiency Regulation for Outdoor Lighting Installations (REEIAE).
The results obtained provide a technical foundation for future municipal actions that promote sustainability, efficiency, and the rationalization of public energy expenditure
Aplicacions avançades amb un sistema de visió per computador professional
No full textL’automatització en la Indústria 4.0 es basa en la integració de sistemes ciberfísics, intel·ligència artificial i anàlisi de dades per millorar l’eficiència, la flexibilitat i la productivitat en els processos industrials. Gràcies a l’Internet of Things (IoT), els dispositius i màquines interconnectades poden recopilar i transmetre informació en temps real, cosa que permet la presa de decisions autònoma i el monitoratge remota.
Aquest treball de fi de grau presenta el desenvolupament d’una aplicació avançada de visió artificial aplicada a l’automatització industrial. L’objectiu és identificar i localitzar diferents claus de gots en moviment sobre una cinta transportadora mitjançant una càmera industrial Basler, per posteriorment enviar les coordenades amb un PC de visió, que s’encarrega del processament de la imatge i del monitoratge d’aquestes, fins a un robot UR que fa tasques de Picking i Tracking.
El sistema s’ha desenvolupat utilitzant tecnologies de visió artificial industrials, com el programari VisionPro i Cortex, i s’ha integrat amb un protocol TCP/IP per garantir la precisió i eficiència del procés. Es requereix un cert nivell de coneixement tècnic per a la implementació i ús d’aquests softwares, per evitar això en aquest document es guia a l’usuari per adquirir aquests coneixements i comprendre el funcionament del projecte en la seva plenitud.
L’aplicació es planteja com una eina educativa dins l’àmbit universitari, que permet als estudiants adquirir coneixements pràctics en automatització i robòtica. Finalment, s’extreuen unes conclusions tenint en compte l’impacte ambiental i social i proposant els possibles marges de millora del projecte.La automatización en la Industria 4.0 se basa en la integración de sistemas ciberfísicos, inteligencia artificial y análisis de datos para mejorar la eficiencia, la flexibilidad y la productividad en los procesos industriales. Gracias al Internet of Things (IoT), los dispositivos y máquinas interconectadas pueden recopilar y transmitir información en tiempo real, cosa que permite la toma de decisiones autónoma y la monitorización remota.
Este trabajo de fin de grado presenta el desarrollo de una aplicación avanzada de visión artificial aplicada a la automatización industrial. El objetivo es identificar y localizar diferentes llaves de vaso en movimiento sobre una cinta transportadora mediante una cámara industrial Basler, por posteriormente enviar las coordenadas con un PC de visión, que se encarga del procesamiento de la imagen y de la monitorización de estas, hasta un robot UR que hace tareas de Picking y Tracking.
El sistema se ha desarrollado utilizando tecnologías de visión artificial industriales, como el software VisionPro y Cortex, y se ha integrado con un protocolo TCP/IP para garantizar la precisión y eficiencia del proceso. Se requiere cierto nivel de conocimiento técnico para la implementación y uso de estos softwares, para evitar esto en este documento se guía al usuario para adquirir estos conocimientos y comprender el funcionamiento del proyecto en su plenitud.
La aplicación se plantea como una herramienta educativa dentro del ámbito universitario, que permite a los estudiantes adquirir conocimientos prácticos en automatización y robótica. Finalmente, se extraen unas conclusiones teniendo en cuenta el impacto ambiental y social y proponiendo los posibles márgenes de mejora del proyecto.Automation in Industry 4.0 is based on the integration of cyber-physical systems, artificial intelligence and data analytics to improve efficiency, flexibility and productivity in industrial processes. Thanks to the Internet of Things (IoT), interconnected devices and machines can collect and transmit information in real time, allowing autonomous decision making and remote monitoring.
This thesis presents the development of an advanced application of machine vision applied to industrial automation. The objective is to identify and locate different sockets wrench on a conveyor belt using a Basler industrial camera, and then send the coordinates with a vision PC, which is responsible for image processing and monitoring, to a UR robot that performs Picking and Tracking tasks.
The system has been developed using industrial machine vision technologies, such as VisionPro and Cortex software, and has been integrated with a TCP/IP protocol to guarantee the accuracy and efficiency of the process. A certain level of technical knowledge is required for the implementation and use of these softwares, to avoid this in this document the user is guided to acquire this knowledge and understand the operation of the project.
The application is conceived as an educational tool in the university environment, which allows students to acquire practical knowledge in automation and robotics. Finally, conclusions are made taking account the environmental and social impact and proposing possibles improvements for the project
Self-Reconfigurable Battery Management System (SRBMS) design
No full textThis project develops and evaluates a Self-Reconfigurable Battery Management System (SRBMS) through simulation. The proposed architecture enables the dynamic reconfiguration of cell connections—parallel during charging and series during discharging—to optimize charge time, extend battery life, and improve energy efficiency compared to conventional battery packs (CBP). A Simulink model was implemented to simulate two battery modules, each composed of six 3.6 V, 90 Ah lithium-ion cells. Results show that SRBMS can reduce charging time by up to 86%, thanks to simultaneous parallel charging, while serial discharge maximizes operating time. The model also incorporates control logic to manage cell-level faults, allowing real-time isolation of defective units without compromising system operation. Despite its clear advantages in efficiency, flexibility, and sustainability, the most notable drawback of the SRBMS is the high number of switches required, which significantly increases hardware complexity, cost, and the likelihood of component failur
Improved modified nodal analysis: a novel framework for electrical issues studies in modern power grids
No full textEfficient electrical software is essential for analysing power system issues. Such software usually relies on nodal analysis (NA), which utilises the nodal admittance matrix to relate nodal currents and voltages. When typical elements are connected to the power system, this matrix can be systematically calculated using incidence or connection matrices, a well-established technique. However, modern power grids often incorporate non-typical elements that fall outside the scope of NA. Based on incidence matrices, modified nodal analysis (MNA) partially addresses the limitations of NA, and subsequently, modified augmented nodal analysis (MANA) further enhances this approach. This paper introduces an improved modified nodal analysis (IMNA), which employs an analytical procedure to construct the extended nodal matrix, overcoming the limitations of NA, MNA, and MANA. Additionally, the proposed IMNA extends existing resonance analysis methods and these extensions are currently the only available options for studying resonances and stability in modern power grids. One of these extensions is applied on three modified IEEE power systems and on one modified synthetic network, and the results are validated by MATLAB/Simulink simulation when possible. These results remain logical regardless of the modifications.Peer ReviewedPostprint (published version
Palimpsesto de un paisaje : resiliencia hídrica y reactivación vinícola de la cuenca del Bareu en Arenys de Mar
No full textEl proyecto nace de la observación del territorio y de sus ciclos rotos. En Arenys de Mar, el Rial del Bareu se presenta como una línea vulnerable: lugar de paso del agua, de abandono agrícola, de desconexión entre naturaleza y comunidad. La intervención propone recomponer estos vínculos a través de una infraestructura híbrida donde la gestión del agua, la memoria productiva y el paisaje se entrelazan. En la cabecera del rial de Frontori, unas balsas de laminación amortiguan el pulso de las avenidas estacionales. Su traza no es solo técnica: se posa sobre una antigua viña, cuyas trazas históricas se remontan a los primeros viñedos romanos. Excavada en la tierra y construida con muros pantalla y bóvedas de cañón, la bodega organiza la producción en torno a un patio central, abriendo el subsuelo al cielo. El nuevo paisaje, florido y resiliente, activa procesos de regeneración ecológica. Las especies mediterráneas escogidas atraen polinizadores, que enriquecen la cosecha de la vid. El excedente de esta producción retorna a las balsas, donde microalgas depuran los residuos orgánicos de la vendimia. El ciclo se cierra sin jerarquías: agua, vino, paisaje y tiempo se integran en un sistema circular. Más allá de su función hidráulica, el proyecto se convierte en catalizador territorial: devuelve a Arenys de Mar un espacio productivo, visitable, educativo y ritual. Un lugar donde la agricultura renace, el agua se ralentiza y la comunidad se reencuentra con su historia
Urban navigation based on visual odometry for people with low vision
No full textThis document includes and explains the final project of the master’s degree in Automatic Control and Robotics. The aim of this is the creation of an algorithm that improves the location of individuals with low vision. The methodology used consists of the realization of several successive phases that, in a final instance, allow to reach the objective set. First, research is carried out on the different navigation and location solutions that exist today. Next, three localization correction methods are proposed, based on visual odometry, cartographic information and image segmentation. Using these data, the three models proposed are based on limiting the location to the transitable areas of the map. Correct the location on the sidewalk using the lateral distances at the ends of it. And calculate the rotation and translation necessary to align the margins of the cartographic sidewalk with the segmented mask from the real images. Due to the concretion of the problem raised, a database with sequences transiting sidewalks has been created to evaluate the developed methods. To validate the different methods, recorded sequences have been used, and different metrics have been evaluated for each of the sequences. Finally, the obtained result presents different methods that allow the improvement of the location, although it opens the doors to continue developing solutions that improve not only the correction itself, but the data used for it
Automatització de protocols de verificació per a dispositius mèdics
No full textDurant el desenvolupament d'aquest projecte s'ha analitzat, específicat i desenvolupat un sistema de proves amb l'eina Squish per a automatitzar la validació del programari dels dispositius Exelia Therapy Manager i Exelia Combox de l'empresa Quantium Medical, integrant el sistema en un pipeline de CI/CD. Aquest projecte pretén reduir significativament els temps de prova manuals, minimitzar els errors humans i facilitar la detecció precoç d'incidències i regressions.During the development of this project, a testing system was analyzed, specified, and developed using the Squish tool to automate the software validation of Quantium Medical's Exelia Therapy Manager and Exelia Combox devices, integrating the system into a CI/CD pipeline. This project aims to significantly reduce manual testing times, minimize human errors, and facilitate early detection of incidents and regressions
Estudio experimental sobre la adherencia de cordones de pretensado afectados por corrosión
No full textEl present Treball de Fi de Grau té com a objectiu analitzar la influència de la corrosió en l’adherència entre els cordons de pretensat i el formigó, un aspecte crític per garantir la seguretat, funcionalitat i durabilitat de les estructures de formigó pretensat. Tot i que la corrosió en armadures passives ha estat àmpliament estudiada, els seus efectes en armadures actives sotmeses a alts esforços han rebut menys atenció, malgrat la seva major tendència a fallades fràgils.
Amb aquest propòsit, s’ha desenvolupat una campanya experimental que inclou la fabricació de provetes de formigó amb cordons de pretensat, les quals han estat sotmeses a assaigs d’adherència tipus pull-out. S’han realitzat assaigs sobre provetes sense presència de corrosió, obtenint valors de referència que caracteritzen la interacció entre l’acer i el formigó en condicions òptimes.
En una segona fase del treball, s’ha induït corrosió accelerada en noves provetes mitjançant l’aplicació de corrent elèctric en un entorn controlat de laboratori. Posteriorment, s’han repetit els assaigs d’adherència per analitzar els efectes de la corrosió sobre la capacitat de transmissió de tensions i els modes de fallada.
Finalment, els resultats obtinguts en ambdues condicions (amb i sense corrosió) s’han comparat per quantificar els efectes de la corrosió en l’adherència, avaluar els mecanismes de degradació i extreure conclusions que contribueixin a una millor comprensió del comportament estructural d’elements pretensats deteriorats. Aquest estudi pretén aportar informació útil per a la millora dels criteris de disseny, manteniment i rehabilitació d’estructures exposades a ambients agressius.El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo analizar la influencia de la corrosión en la adherencia entre los cordones de pretensado y el hormigón, un aspecto crítico para garantizar la seguridad, funcionalidad y durabilidad de las estructuras de hormigón pretensado. Aunque la corrosión en armaduras pasivas ha sido ampliamente estudiada, sus efectos en armaduras activas sometidas a altos esfuerzos han recibido menos atención, pese a su mayor tendencia a fallos frágiles.
Con este propósito, se ha desarrollado una campaña experimental que incluye la fabricación de probetas de hormigón con cordones de pretensado, las cuales han sido sometidas a ensayos de adherencia tipo pull-out. Se han realizado ensayos sobre probetas sin presencia de corrosión, obteniendo valores de referencia que caracterizan la interacción entre el acero y el hormigón en condiciones óptimas.
En una segunda fase del trabajo, se ha introducido corrosión acelerada en nuevas probetas mediante la aplicación de corriente eléctrica en un entorno controlado de laboratorio. Posteriormente, se han repetido los ensayos de adherencia para analizar los efectos de la corrosión sobre la capacidad de transmisión de tensiones y los modos de fallo.
Finalmente, los resultados obtenidos en ambas condiciones (con y sin corrosión) se han comparado para cuantificar los efectos de la corrosión en la adherencia, evaluar los mecanismos de degradación y extraer conclusiones que contribuyan a una mejor comprensión del comportamiento estructural de elementos pretensados deteriorados. Este estudio pretende aportar información útil para la mejora de los criterios de diseño, mantenimiento y rehabilitación de estructuras expuestas a ambientes agresivos.This Final Degree Thesis aims to analyze the influence of corrosion on the bond between prestressing strands and concrete, an essential factor in ensuring the safety, serviceability and durability of prestressed concrete structures. Although corrosion in passive reinforcement has been extensively studied, its effects on active reinforcement subjected to high stress levels have received less attention, despite its greater tendency to brittle failures.
For this purpose, an experimental program was developed, including the fabrication of concrete specimens with prestressing strands, which were subjected to pull-out bond tests. Tests were conducted on uncorroded specimens to obtain reference values characterizing the interaction between steel and concrete under optimal conditions.
In a second phase of the study, accelerated corrosion was induced in new specimens using an electric current in a controlled laboratory environment. The same bond tests were then repeated to evaluate the effect of corrosion on load transfer capacity and failure modes.
Finally, the results under both conditions (with and without corrosion) were compared to quantify the effect of corrosion on bond, analyze failure mechanisms, and derive conclusions that enhance the understanding of structural behavior in deteriorated prestressed elements. The findings aim to support the improvement of design, maintenance, and rehabilitation practices for structures exposed to aggressive environments.Objectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i InfraestructuraObjectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats SosteniblesObjectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsable
La digitalización y la inteligencia artificial en la industria: estudio de un caso de aplicación
No full textEn las últimas décadas, hemos presenciado muchos cambios respecto a la mejora de modelos y procesos físicos con repercusión positiva en la humanidad, a los que llamamos Revoluciones Industriales. Actualmente nos encontramos inmersos en la Cuarta Revolución Industrial, conocida como Industria 4.0, la cual se caracteriza por la integración de tecnologías digitales avanzadas, como la Inteligencia Artificial (IA) y los Sistemas CiberFísicos (CPS), en los entornos productivos. En este contexto se enmarca este trabajo, cuyo objetivo es analizar y aplicar estas tecnologías emergentes a través del diseño de una solución de mantenimiento predictivo en un entorno industrial simulado. El trabajo se estructura en dos partes fundamentales. En primer lugar, se realiza una profunda revisión del panorama actual de la Industria 4.0, describiendo los principios rectores que la componen, como la conectividad integral, la representación digital, la autonomía en la toma de decisiones y la adaptabilidad. Se estudian también las arquitecturas de referencia como RAMI 4.0 y la pirámide CIM, las cuales permiten comprender la digitalización desde una perspectiva estructural. Además, se hace énfasis a los sistemas ciber-físicos y a la Inteligencia Artificial como tecnologías habilitadoras clave, abordando desde los fundamentos teóricos del aprendizaje automático y la lógica difusa, hasta la implementación de modelos híbridos como ANFIS, que combinan redes neuronales con inferencia difusa para procesar información ambigua o incierta. En segundo lugar, se lleva a cabo un caso práctico centrado en el desarrollo de una aplicación de mantenimiento predictivo mediante una arquitectura basada en el Internet Industrial de las Cosas (IIoT). Utilizando herramientas como MATLAB, Node-RED, InfluxDB y Grafana, se simula un entorno industrial donde se monitoriza un motor eléctrico a través de un sensor de vibraciones. Los datos capturados se transforman en indicadores estadísticos que permiten diagnosticar el estado de salud del equipo. Estos datos son procesados mediante un modelo de red neuronal entrenado en Matlab, el cual genera predicciones sobre la presencia o ausencia de fallos. La información resultante se visualiza en tiempo real a través de paneles interactivos en Grafana, facilitando así una toma de decisiones rápida y fundamentada. Los resultados obtenidos confirman la efectividad de la solución propuesta, ya que permite detectar anomalías en etapas tempranas, reducir paradas imprevistas y optimizar los recursos destinados al mantenimiento. Además, se demuestra la viabilidad de implementar sistemas inteligentes utilizando tecnologías accesibles y de código abierto, lo que incrementa su aplicabilidad en diferentes contextos industriales y educativos. Finalmente, el trabajo concluye destacando el potencial transformador de la digitalización y la IA en el ámbito industrial. No solo se mejora la eficiencia operativa y la resiliencia de los sistemas productivos, sino que también se abren nuevas oportunidades para la sostenibilidad y la competitividad. Se señala como posibles líneas futuras la validación del sistema en entornos reales, el desarrollo de soluciones hardware específicas y la integración con sistemas de gestión empresarial, consolidando así un camino hacia fábricas más inteligentes y autónomas.En las últimas décadas, hemos presenciado muchos cambios respecto a la mejora de modelos y procesos físicos con repercusión positiva en la humanidad, a los que llamamos Revoluciones Industriales. Actualmente nos encontramos inmersos en la Cuarta Revolución Industrial, conocida como Industria 4.0, la cual se caracteriza por la integración de tecnologías digitales avanzadas, como la Inteligencia Artificial (IA) y los Sistemas CiberFísicos (CPS), en los entornos productivos. En este contexto se enmarca este trabajo, cuyo objetivo es analizar y aplicar estas tecnologías emergentes a través del diseño de una solución de mantenimiento predictivo en un entorno industrial simulado. El trabajo se estructura en dos partes fundamentales. En primer lugar, se realiza una profunda revisión del panorama actual de la Industria 4.0, describiendo los principios rectores que la componen, como la conectividad integral, la representación digital, la autonomía en la toma de decisiones y la adaptabilidad. Se estudian también las arquitecturas de referencia como RAMI 4.0 y la pirámide CIM, las cuales permiten comprender la digitalización desde una perspectiva estructural. Además, se hace énfasis a los sistemas ciber-físicos y a la Inteligencia Artificial como tecnologías habilitadoras clave, abordando desde los fundamentos teóricos del aprendizaje automático y la lógica difusa, hasta la implementación de modelos híbridos como ANFIS, que combinan redes neuronales con inferencia difusa para procesar información ambigua o incierta. En segundo lugar, se lleva a cabo un caso práctico centrado en el desarrollo de una aplicación de mantenimiento predictivo mediante una arquitectura basada en el Internet Industrial de las Cosas (IIoT). Utilizando herramientas como MATLAB, Node-RED, InfluxDB y Grafana, se simula un entorno industrial donde se monitoriza un motor eléctrico a través de un sensor de vibraciones. Los datos capturados se transforman en indicadores estadísticos que permiten diagnosticar el estado de salud del equipo. Estos datos son procesados mediante un modelo de red neuronal entrenado en Matlab, el cual genera predicciones sobre la presencia o ausencia de fallos. La información resultante se visualiza en tiempo real a través de paneles interactivos en Grafana, facilitando así una toma de decisiones rápida y fundamentada. Los resultados obtenidos confirman la efectividad de la solución propuesta, ya que permite detectar anomalías en etapas tempranas, reducir paradas imprevistas y optimizar los recursos destinados al mantenimiento. Además, se demuestra la viabilidad de implementar sistemas inteligentes utilizando tecnologías accesibles y de código abierto, lo que incrementa su aplicabilidad en diferentes contextos industriales y educativos. Finalmente, el trabajo concluye destacando el potencial transformador de la digitalización y la IA en el ámbito industrial. No solo se mejora la eficiencia operativa y la resiliencia de los sistemas productivos, sino que también se abren nuevas oportunidades para la sostenibilidad y la competitividad. Se señala como posibles líneas futuras la validación del sistema en entornos reales, el desarrollo de soluciones hardware específicas y la integración con sistemas de gestión empresarial, consolidando así un camino hacia fábricas más inteligentes y autónomas