FRN - Producción de Investigación - Proyectos
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Item Análisis de Caso en el campo de la Ingeniería haciendo uso de tópicos de las Ciencias Básicas. Un enfoque basado Diseño Instruccional.(2021-09-12) Hossian, Alejandro; Alveal, Maximiliano, EmanuelLa presente propuesta metodológica se enmarca dentro del proyecto de investigación con asentamiento en el departamento de Ciencias Básicas de la Facultad Regional Neuquén de la Universidad Tecnológica Nacional. La metodología propuesta incluye cuatro fases que se llevan a caboen forma gradual,de manera que el estudiante se sienta capaz de desarrollar un análisis conceptual del caso de estudio. Por consiguiente, se analiza un caso de aplicación en el campo de la Ingeniería con una marcada inclinación a la exploración de las ecuaciones que conforman el modelo matemático del caso en cuestión, en aras de la consecución de un diseño robusto que sea alcanzable por un estudiante medio de la carrera de Ingeniería.Los autores se basan en las teorías prescriptivas del diseño instruccional para su investigación, habida cuenta de que las mismas están orientadas hacia la práctica y estimulan el análisis crítico y reflexivo de situaciones problemáticas ingenierilesItem Análisis del control de posición de un manipulador robótico con compensación de gravedad(2022-09-22) Hossian, AlejandroEl control de posición (regulación) es una temática de gran importancia en diferentesámbitos de aplicación; tales como pintado de objetos y estibado. Este problema se analiza en base al movimiento del efector terminal del manipulador desde cualquier posición inicial hacia la posición deseada. Este hecho se traduce en que la i – ésima articulación del manipulador debe moverse hacia la i – ésima posición deseada. En el presente artículo se propone un método de análisis sustentado en dos fases. En la primera se construye la correspondiente ecuación en lazo cerrado en términos de las variables de estado que definen el problema del control de posición con compensación de gravedad, combinando la ley de control con la ecuación del modelo dinámico del manipulador. En la segunda fase, se lleva a cabo el análisis de estabilidad en el sentido de Lyapunov y la unicidad del punto de equilibrio del sistema dinámico en estudio.Item Análisis y estudios de casos de un manipulador robótico industrial por medio de la obtención de su modelo dinámico. Un enfoque basado en la formulación de la mecánica Lagrangiana.(2022-11-22) Hossian, Alejandro; Alveal, Maximiliano, Emanuel; Carabajal, Roberto; Bustamante, Patricio; Hirschfelelt, CarolinaEl presente artículo aborda el estudio del modelo dinámico de un manipulador robótico industrial, en base a un enfoque de la mecánica lagrangiana. En la sección introductoria, se explica brevemente las características del proceso de obtención del modelo dinámico para un robot manipulador. En la segunda sección, se desarrolla el caso de estudio de un robot de una articulación rotatoria y otra prismática, a partir del desarrollo de las ecuaciones de Lagrange; las cuales permiten obtener los pares de torsión, en forma matricial, de cada articulación presentes en el dispositivo. En la tercera sección, se presentan los resultados correspondientes a los pares de torsión aplicadas a las articulaciones obtenidas por el software de Matlab, para distintas trayectorias articulares. Mientras que, en la cuarta sección de discusión, se debaten dichos productos. En la quinta sección, se aborda las conclusiones del grupo y futuras líneas de trabajo.Item Proceso de obtención de las funciones polinómicas interpoladoras en el espacio articular para un robot manipulador un enfoque basado en el control cinemático.(2021-09-17) Hossian, Alejandro; Merlino, Hernan; Carabajal, Roberto; Bustamante, Patricio; Alveal, Maximiliano, EmanuelLos movimientos del actuador de un manipulador cuandose desplaza de un punto a otro en su ambiente de operación, lo hace conforme a una función continua del tiempo. El cálculo de estas funciones refiere a la “GENERACION” de las “TRAYECTORIAS articulares”. El problema que se analiza, se encuadra dentro del módulo de control cinemático; el cual permite seleccionar aquellas trayectorias articulares que debería seguir el robot, conforme a los requisitos del usuario. Teniendo en cuenta que estos requisitos en general se establecen en el espacio de trabajo o cartesiano del robot, el núcleo de esta investigación consiste en una propuesta metodológica para la obtención de trayectorias en el espacio articular, las cuales se materializan por medio de las funciones polinómicas interpoladoras. Esta propuesta posee como elemento disparador la matriz de transformación homogénea referida al sistema de referencias asociado a la base del robot (0Tn). Esta matriz contiene toda la información de las coordenadas cartesianas del efector terminal en función de las variables articulares modelo cinemático directo (0Pn (t) en función de q(t)). Con este modelo es posible obtener las ecuaciones que provee el modelo cinemático inverso (q(t) en función de 0Pn(t)); a partir de las cuales determinados puntos de paso, en el espacio cartesiano (0Pn(t)) tienen correspondencia con sus valores de parámetros eslabón. Este proceso proporciona como elemento de salida las funciones interpoladoras de posición, velocidad y aceleración (elementos que se denominan trayectorias articulares). Este proceso permite examinar el cumplimiento de ciertos criterios básicos en termino de diseño; como por ejemplo, el monitoreo de la aceleración articular máxima obtenida, de manera que no supere el valor admisible de tolerancia estipulado por el fabricante (q_max^'≤q_adm^''). En caso que no satisfaga la condición anterior, debe calcularse nuevamente el tiempo de actuación con el valor de aceleración admisible.Item Establecimiento de tecnologías aplicadas al análisis de las trayectorias de un robot móvil en un espacio con obstáculos(2020-05-19) Hossian, Alejandro; Alveal, Maximiliano, Emanuel; Bustamante, PatricioLa tecnología de la Inteligencia Artificial (IA) concatena una diversa gama de tecnologías transversales a diferentes campos disciplinares. Este es el caso de la navegación de robots móviles autónomos cuando deben realizar tareas de diferente complejidad en un ambiente estructurado. Esta producción centra su trabajo en la conducta que registran los robots móviles en ambientes de navegación en espacios de configuración en colisión, en los cuales las estructuras permanecen fijas mientras el robot realiza las operaciones requeridas por el usuario. Los primeros experimentos tuvieron como soporte la aplicación de las Tecnologías Inteligentes de las Redes Neuronales Artificiales (RNA), los cuales se entraron en la implementación del algoritmo de aprendizaje supervisado de retropropagación del error (backpropagation). Actualmente, y con el propósito de mejorar la performance del robót movil con la tecnología aplicada, se realizan experimentos mediante la aplicación de algoritmos inteligentes de paradigma deliberativo, los cuales se orientan hacia la planificación de las tareas dentro de su entorno de operación.Item Desarrollo de un modulo de construcción del modelo dinámico inverso para un manipulador robótico industrial.(2020-10-30) Hossian, Alejandro; Alveal, Maximiliano, Emanuel; Carabajal, Roberto; Echeverria, Cesar; Merlino, HernanLa mecánica analítica constituye una sólida herramienta matemática para formular modelos de sistemas mecánicos. El “Modelo Dinámico” de un manipulador robótico analiza la relación entre el movimiento producido en el robot y los pares/fuerzas aplicados en las articulaciones del mismo. Se presenta un proceso de construcción del modelo dinámico de un robot manipulador en base a la formulación de las ecuaciones de Lagrange, las cuales describen la dinámica de un robot manipulador mediante el balance de la energía cinética y potencial de sus eslabones). Con este modelo se analizan fenómenos físicos como: “Efectos Inerciales” – “Fuerzas Centrípetas y de Coriolis” – “Par Gravitacional” y “Fricción”. Este proceso posee como “insumos de entrada” los parámetros dinámicos (masas, longitudes y momentos de inercia de eslabones) y la matriz de transformación homogénea suministrada por modelo cinemático directo y como “productos de salida” las fuerzas y pares de torsión que se deben aplicar en cada articulaciónItem Desarrollo e impacto del campo de la robótica en América Latina hacia una propuesta superadora en el contexto de la IV Revolución Industrial(2020-10-30) Hossian, Alejandro; Merlino, Hernan; Alveal, Maximiliano, EmanuelThis paper is a contribution of the field of robotics and automation areas. Intelligent Technologies such as Expert Systems (ES), Artificial Neural Networks (ANN), Automatic Learning (AL) and Fuzzy Logic (FL) contributing to the progress of these areas. The first point of these paper is referred to the beginning and development of Robotics. The second point is related to the technological aspects related to the field of robotics. A third point focuses on the social aspects linked to the robotizacion process. And a fifth poin that consists of an improvement proposal. All these points are developed based on the Fourth Industrial Revolution of 21st century..Item Co-digestión anaeróbica de purines de cerdo con macroalgas provenientes de ríos y lagos patagónicos eutrofizados.(2022-12-31) Camacho, Alberto; Henoch, Glenda Marianela; Carroza, Ivone, Elisabeth; Astorga, Marcos, Adrian; Gatti, Marcela, Noemí; Bartucci, Sandra; Laos, FranciscaEl proceso se realiza utilizando un sistema manométrico, constituido por una botella de vidrio color caramelo, un tapón de goma y un precinto metálico para su cierre hermético. El ensayo se lleva a cabo en condiciones mesofílicas (35 ± 2°C), incluyendo cada tratamiento por triplicado. Todos llevan la misma cantidad de sustrato, y cantidades crecientes de co-sustrato (%). Se incluye un control negativo – inóculo solo- y un control positivo con Celulosa Microcristalina (CMC). La duración del ensayo es de 3a días aproximadamente, y el criterio utilizado para su finalización es hasta alcanzar el 1% de producción de metano respecto al total acumulado, por 3 días consecutivos. Periódicamente se extrae el biogás generado a través del tapón de goma, con una jeringa conectada a un manómetro en U que permitie ajustar su extracción hasta igualar la presión atmosférica. Una vez registrado el volumen, el biogás se filtra con una solución de NaOH 1N, permitiendo retener el CO2 y estimar indirectamente la fracción de metano. Los datos obtenidos se expresan en condiciones normales de presión y temperatura (CNPT: 1 atm, 0°C).Item Dinámica molecular en nanomateriales(2022-01-01) Crespo, EduardoLa nanotecnología es la manipulación en forma precisa de átomos y moléculas para la fabricación de productos a nanoescala. En vista a emplear el hidrógeno como combustible resulta de interés almacenarlo, conducirlo, y detectarlo, a escala nanométrica. Conducirlo en forma gaseosa por nanotubos de carbono, almacenarlo en nanocontenedores de grafeno, y detectarlo en nanopartículas y/o nanocables de paladio. Las simulaciones atomísticas resultan herramientas fundamentales para estudiar estos sistemas. En particular la dinámica molecular (MD) consigue que átomos y moléculas interactúen por un período de tiempo, permitiendo una visualización del movimiento de las partículas. Esta técnica fue concebida dentro de la física teórica y actualmente es ampliamente utilizada en el campo de la biofísica y la ciencia de materiales. La MD resulta ser una herramienta de diseño en nanotecnología, permitiendo predecir el comportamiento molecular de los dispositivos en la nanoescala. Por medio de MD nos proponemos estudiar la interacción del H con nanoestructuras de C y Pd. Nos interesa estudiar la interacción de moléculas de hidrógeno H2 con nanotubos, y nanocontenedores de grafeno. Calcular parámetros importantes para la descripción del gas como distribuciones de energías y velocidades. Valores medios, rms, más probables, y determinar la presión dentro de los nanocontenedores. Evaluar el stress de la nanoestructura de C y su reactividad química. Se propone estudiar procesos de hidruración en nanocables y nanopartículas de Pd, calcular isotermas de absorción de H para distintos radios, temperaturas. Analizar efectos de segregación de H y propiedades mecánicas. Se pretende además la implementación de cálculos de MD en Zr, NiAlH, y metano almacenado en nanoestructuras de C.Item Monitoreo continuo de calidad y seguridad en subestaciones transformadoras urbanas(2021-05-10) Marasco, Damian; Monte, Gustavo; Bufanio, Rubèn; Agnello, Ariel; Scarone, NorbertoDurante el periodo estival las subestacionestransformadoras urbanas (SET) trabajan en una condicióncrítica debido a factores ambientales y a la excesiva demanda. Estaexigencia sumada a los puntos calientes, los cambios dinámicosdel punto de operación, el desequilibrio entre fases y el desgastenatural provocan un agravamiento temporal del estado operativode la subestación.La convergencia tecnológica propiciada por la IoT (Internetof ings) permite, sobre todo por la reducción drástica decostos, proponer soluciones en situaciones jamás pensadas.Esta “nueva” información alimenta los procesos de toma dedecisiones empleando paradigmas de Big Data e inteligenciacomputacional.Por lo expuesto, se desarrolló e implementó un sistema demonitoreo continuo de variables de calidad eléctricas, acústicas,mecánicas y térmicas para SETs. La información obtenidapermite inferir la evolución de su estado operativo minimizandoel impacto ambiental y asegurando la calidad del suministro