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    Diseño de los sistemas de mantenimiento y consumos auxiliares mediante energías renovables del Buque Escuela Juan Sebastián Elcano
    (2015-06-04) Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Suárez García (advisor), Andrés; Sanjorge Maneiro, Martín
    Este trabajo de fin de grado tiene como objetivo principal simular bajo el entorno de Matlab y de su interfaz gráfica Simulink diferentes fuentes de energía renovables (Hidrogeneración, Aerogeneración y Generación Solar) implementadas en el buque escuela de la Armada Española Juan Sebastián de Elcano. Con este trabajo se pretende dimensionar y comprobar la posible viabilidad técnica de una serie de dispositivos que tranforman la energía presente en la mar, en forma de viento, sol y corrientes y aprovecharlas para generar potencia y contribuir por tanto, al ahorro de combustible utilizado por los generadores auxiliares convencionales que utilizan originalmente hidrocarburos. También por otra parte este trabajo pretende contribuir a la buena imagen de la Armada, demostrando la implicación de la misma con la investigación y la concienciación ambiental por el uso de energías no contaminantes. Como resultado y a continuación se pormenorizan el trabajo hecho y el interfaz resultante en el que se demuestra la viabilidad de instalación de energias renovables el almacenamiento en baterías de LiFePO 4 y el ahorro que generaría.
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    Diseño de un generador eléctrico mediante hidrógeno eólico y pila de combustible en la ENM
    (2015-06-04) Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Suárez García (advisor), Andrés; Romero González, Jesús
    La energía eólica es utilizada generalmente en la red eléctrica. Sin embargo dicho uso no es demasiado eficiente, puesto que para adaptar la energía eléctrica a las características de la red, es necesario rectificarla en un proceso que disminuye su eficiencia energética. Además su uso estaría limitado a las necesidades energéticas de la red eléctrica. Por otra parte, el almacenamiento de esta energía eléctrica es problemático, ya que el método tradicional es utilizando baterías, pero dichos sistemas están muy limitados tanto en capacidad, vida útil y precio. Otro método de almacenamiento posible sería mediante la obtención de hidrógeno a través de la electrólisis. Dicho proceso permite utilizar la corriente eléctrica de forma más eficiente y transformar agua en hidrógeno. A posteriori dicho hidrógeno podrá ser reconvertido en energía eléctrica mediante una pila de combustible. En este trabajo de fin de grado se propone la simulación y obtención de resultados de un generador eléctrico de pila de combustible, utilizando la energía eléctrica procedente de generadores eólicos ubicados en la ENM.
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    Diseño de un planta potabilizadora portable a base de luz ultravioleta y energía fotovoltaica de uso militar
    (2015-06-04) Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Maceiras Castro (advisor), Rocío; de la Mota Gallego, Sergio
    Hoy en día el agua potable no es algo tan común como se está acostumbrado a pensar en Occidente, hay mucha gente que no puede acceder a ella. El proyecto de fin de grado que aquí se presenta, trata acerca del diseño de una planta de agua potabilizadora portable a base de luz ultravioleta y energía fotovoltaica para un uso final militar. El fin es que los militares puedan acceder a una vía de agua potable durante la realización de las misiones en el extranjero en países donde sus habitantes no dispongan de este medio. Para su desarrollo, en primer lugar se hace referencia la situación en la que se encuentra el agua dulce que puede ser consumida por el ser humano. Se comienza buscando filtros para realizar las etapas de adsorción y filtración. A continuación, se han seleccionado los elementos que van a ser utilizados para el diseño de la planta potabilizadora, entre los que cabe destacar la lámpara de luz ultravioleta y los paneles solares que aportan energía para su funcionamiento. Los paneles fotovoltaicos van a ser de dos tipos, unos rígidos fijados al remolque y otros flexibles que se podrían ser transportados y utilizados si lo situación lo requiriese. Para otorgarle al sistema la posibilidad de almacenar energía con la intención de utilizarla en momentos cuando la luz solar no incida con suficiente fuerza, se añade al sistema un conjunto de baterías. Además, para concluir dicho trabajo, se ejecuta una búsqueda del resto de los elementos que formarán parte de la planta potabilizadora: inversor de corriente y regulador de la carga solar. A continuación se muestra el diseño de la planta potabilizadora montada como un remolque para los vehículos de Infantería de Marina y de Ejército de Tierra, todo ya incluido en el interior del remolque. Para concluir con el trabajo se desarrolla un estudio de la viabilidad de uso en diversas partes del planeta, eligiendo 3 zonas: la primera con mucha irradiación, Chile, la segunda con una irradiación media, Madrid, y para terminar una zona con poca irradiación, Noruega.
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    Diseño de un sistema portable de desalinización de agua de supervivencia marina para consumo humano mediante energía solar fotovoltaica mediante ósmosis inversa
    (2015-06-03) Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Maceiras Castro (advisor), Rocío; Amezcua Fernández, Pablo
    Este trabajo fin de grado tiene un único objetivo, el diseño de un sistema de obtención de agua dulce en situaciones de supervivencia marina mediante ósmosis inversa utilizando energía fotovoltaica. A lo largo de los capítulos se realiza una descripción teórica de cada uno de los elementos que conforman este sistema de supervivencia, así como, su desarrollo con el paso de los años. A su vez se seleccionan elementos existentes en el mercado teniendo en cuenta tanto sus características físicas como funcionales. Se dimensiona la batería, el panel fotovoltaico y el regulador de carga con los datos de radiación solar recibida en la provincia de Pontevedra, basándose este cálculo en las necesidades básicas de agua para el ser humano. Para el estudio, se seleccionó una de las balsas salvavidas embarcada en los buques de la Armada, esta balsa tiene una capacidad para doce tripulantes. Posteriormente se explica detalladamente cada elemento perteneciente al desalinizador, como se dispondría a bordo de la balsa salvavidas, sus capacidades de funcionamiento y limitaciones. Finalmente se realiza un estudio económico de la inversión que supondría la adquisición del equipo diseñado.
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    Diseño de una planta eléctrica para propulsión eléctrica del Buque Escuela Juan Sebastián Elcano
    (2015-06-04) Suárez García (advisor), Andrés; Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Piñeiro Vilar, Lorenzo
    El Buque Escuela (B/E) Juan Sebastián Elcano es un bergantín-goleta cuya función principal radica en hacer un viaje de instrucción para los futuros oficiales de la Armada. Este buque hace parte de su navegación a vela, pero por motivos de condiciones meteorológicas y para cumplir unas fechas concretas de llegada a puerto establecidas de antemano, necesita el uso de un motor diésel. Actualmente el mundo avanza en la dirección de la protección medioambiental y la eficiencia energética, dónde no encaja este tipo de propulsión. Hoy en día está más que demostrado las ventajas que tiene la propulsión eléctrica sobre la diésel no solo desde el punto de vista de la eficiencia energética, sino también por el confort de la ausencia de ruidos, vibraciones y humos; y por la versatilidad de su ubicación. El presente Trabajo Fin de Grado (TFG) tiene como objetivo el estudio de viabilidad de la propulsión eléctrica para el buque anteriormente descrito. Este trabajo tiene como fin conseguir mayor eficiencia energética y mayor protección medioambiental, eliminando el empleo de combustibles fósiles. Existen otros tipos de energía que permiten cumplir estos requisitos, pero la energía eléctrica está ampliamente desarrollada para el empleo en la propulsión naval. Para conseguir la propulsión eléctrica del B/E Juan Sebastián Elcano se tuvieron en consideración diversas características del barco. Ente otras, se pretende que la nueva propulsión cumpla como mínimo las mismas funciones que la anterior, para realizar su objetivo como lo ha hecho hasta la fecha. Esto implica cumplir con la potencia y autonomía necesarias. Sin embargo, tenemos muchos aspectos que limitan esto como espacio, peso y las limitadas características de almacenamiento de las baterías actuales. Finalmente, se consideró el uso de las energías renovables. Al intentar asumir la autonomía del buque mediante el empleo de baterías comerciales, se presentó la imposibilidad de hacerlo por motivos de espacio. A continuación, se redujeron las expectativas asumiendo únicamente el trayecto de mayor consumo y suponiendo la recarga completa de las baterías en puerto. Aun así, no fue suficiente y se calculó la potencia fotovoltaica para suplir el déficit, pero no existe superficie suficiente para colocar los paneles solares que generen tal potencia. En resumen, se llega a la conclusión de que la instalación eléctrica del B/E Juan Sebastián Elcano es totalmente inviable económicamente. Además, no es viable con las tecnologías planteadas cumplir su autonomía. Aun así, tiene muchas otras ventajas como el funcionamiento con cero emisiones a la atmósfera y la ergonomía de la ausencia de ruidos y vibraciones. Una posible solución para solventar el problema del déficit, puede ser reduciendo la distancia de los trayectos o flexibilizando el día de entrada en puerto.
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    Diseño de una planta para tratamiento de aceite usado procedente de motores navales
    (2016-08) Maceiras Castro (advisor), Rocío; Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Sierra Caruncho, Pablo
    Se podría establecer que los procesos pirolíticos ofrecen una interesante forma de recuperar tanto el valor químico como energético de los residuos para su futuro uso. Aunque se sabe que este es un método efectivo, es necesario continuar con la investigación de este proceso para así poder transformarlo en una forma viable de reciclaje. En este trabajo, se trata de diseñar y dimensionar una planta de tratamiento de aceite usado de motor para su destilación y transformación en diesel, así como un breve estudio económico de la misma, con la ayuda de la herramienta Hysys ® , para su posible ubicación en la Escuela Naval Militar. Una planta de estas características, dotaría a la Escuela Naval de la posibilidad de auto-gestionar sus residuos de aceite procedente tanto de las lanchas de instrucción como de los vehículos, evitando así la dependencia de empresas ajenas a la Armada para el tratamiento de este desecho y demostrando además, la concienciación de las Fuerzas Armadas con el medioambiente
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    Estudio de la limpieza ultrasónica de piezas de motor
    (2016-08) Maceiras Castro (advisor), Rocío; Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Piñeiro Filgueira, Antonio
    En el presente trabajo de fin de grado se presenta una investigación acerca de la limpieza de piezas de motor por medio de ultrasonidos. El proyecto comprende diferentes sistemas de limpieza entre los que se han estudiado la limpieza convencional, limpieza química, limpieza térmica, limpieza mecánica y por último el sistema en el que se centrará este trabajo, la limpieza ultrasónica. El estudio de este tipo de limpieza por ultrasonidos, también comprende la valoración de diferentes variables que afectan en la limpieza de dichas piezas. Dentro de la limpieza ultrasónica se estudian las variables posibles dentro del baño ultrasónico, variables de tiempo y temperatura de operación, además de analizar el procedimiento a seguir para obtener unos buenos resultados. El cuerpo del proyecto está centralizado en la parte experimental en la cual se han limpiado un total de 16 piezas algunas de las cuales duplicadas para poder realizar una comparación cambiando una de las variables de forma que se pueda observar cual es la mejor opción para la futura elección de la combinación tiempo-temperatura más óptima. En función de los resultados obtenidos procedentes de la parte experimental se determinará cual es la combinación más adecuada para obtener una limpieza óptima en el menor tiempo posible.
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    Estudio de la viabilidad de conversión de la planta motriz de las lanchas de instrucción a motor eléctrico alimentado con baterías de LiFePO4
    (2015-06-04) Suárez García (advisor), Andrés; Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Morillas Medina, José Miguel
    Los alumnos de Cuerpo General de la Escuela Naval Militar de Marín realizan una de sus más exigentes actividades de instrucción y adiestramiento a bordo de las Lanchas de Instrucción, con el fin de familiarizarse con las futuras tareas que tendrán que desempeñar a lo largo de su profesión militar. Este tipo de lanchas Rodman-66 son propulsadas por un motor diésel alimentado por dos depósitos de combustible fósil. El presente Trabajo de Fin de Grado estudiará la viabilidad de reemplazar la planta motriz diésel por una eléctrica. Dicha conversión llevará asociado un cambio en el abastecimiento energético sustituyendo los dos depósitos de combustible fósil por baterías LiFePO 4 . Esta clase de baterías cuenta con una tecnología madura y desarrollada, utilizada principalmente en los alumbrados de emergencia, sistemas de energía solar y vehículos eléctricos. Para poder realizar el trabajo, se estudiarán las necesidades energéticas y de potencia para las tareas realizadas por dichas embarcaciones, así los emplazamientos de los diferentes elementos que conformaran la planta motriz eléctrica. Además, se estudiará su viabilidad económica, teniendo en cuenta entre otros factores su instalación y mantenimiento. En el estudio, se dispondrán de los datos de las rutas realizadas por las lanchas, así como de sus planos de construcción. Entre los datos de las travesías figuran las distancias, velocidades y aceleraciones de los diferentes tramos que las conforman. Como se podrá ver en los sucesivos apartados, podremos comprobar que la energía que produce el combustible fósil es mucho mayor que la que puede proporcionar las baterías LiFePO 4. Esto ha supuesto unos cambios en los cálculos iniciales. Por un lado por la falta de espacio disponible y por otro lado se ha dimensionado para salidas normales, en las que no están más de cuatro horas en la mar. Con vistas al futuro, ya que la densidad energética de las baterías LiFePO 4 es mucho menor que la de los combustibles fósiles, se expone la posibilidad para trabajos de fin de grado posteriores, en los que la sustitución de la planta motriz por una eléctrica, estén alimentados por pilas de hidrogeno o en su defecto por nuevas tecnologías, como pueden ser las nuevas baterías de cinc-aire.
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    Obtención de biodiesel a partir de aceite de cocina usado de la ENM
    (2015-06-01) Maceiras Castro (advisor), Rocío; Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Barros Piñeiro, Xian
    La finalidad de este trabajo es la obtención de biodiesel a partir de aceite usado de la cocina de la Escuela Naval Militar. Esto se realizará mediante una reacción de transesterificación, utilizando metanol como alcohol para llevar a cabo la reacción, y un catalizador básico, concretamente el hidróxido de potasio. Se realizarán diversas experiencias, variando los parámetros de temperatura y tiempo de reacción, para encontrar el más idóneo para el proceso. Aunque esta es una reacción relativamente rápida, todavía dura varias horas, por tanto es necesario aplicar algún método para acelerarla. Por ello, para obtener mejores tiempos de reacción, se realizará la misma en un baño de ultrasonidos. La aplicación de ultrasonidos consigue acelerar este proceso generando en la misma burbujas de cavitación.
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    Obtención de diésel a partir de aceite usado de buques
    (2015-06-04) Maceiras Castro (advisor), Rocío; Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Morales Yedra, Francisco Javier
    de esta materia prima, por lo que en la actualidad sigue siendo un recurso difícilmente prescindible. El uso en particular del aceite como recurso procedente del petróleo y objeto de este proyecto, podemos encontrarlo en un amplio espectro de campos como puede ser la mecánica, hidráulica... Este proyecto tiene como objetivo, fijar un método para dar un valor añadido a productos cuya vida útil ha finalizado. En particular, se pretende como vía primaria, obtener un método para reutilizar y reciclar el aceite usado que podríamos obtener de motores marinos de los buque y demás maquinaria que dispone la Armada Española en sus arsenales para obtener un segundo producto como es el diésel, que sería totalmente reutilizable. Como segunda aplicación, este proyecto a su vez intentará aportar una solución para reducir el gasto que supone el tratamiento de residuos una vez que finaliza su vida útil. De esta manera, la Armada Española sería autosuficiente a la hora de gestionarlos, no siendo así necesaria la participación de una empresa privada y reduciendo por tanto los costes ocasionados por este servicio.
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    Simulación de sistemas de purificación de agua con ósmosis inversa y paneles fotovoltaicos
    (2016-08) Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Maceiras Castro (advisor), Rocío; Ibáñez Lissen, Juan Pedro
    El presente trabajo tiene como objeto el estudio de viabilidad técnica de un sistema de potabilización de agua marina mediante osmosis inversa y energía fotovoltaica. Para ello, se ha diseñado un modelo matemático que permite llevar a cabo simulaciones del funcionamiento del mismo con diferentes configuraciones. El dimensionado del sistema se llevará a cabo para su uso en una embarcación salvavidas por ser una aplicación novedosa y de aplicación en la Armada. El modelado se realizará con la ayuda de software de simulación matemática por ordenador. Se ha elaborado la modelización matemática de cada uno de los componentes a través de las ecuaciones que predicen su comportamiento. Para los ensayos, se han determinado las condiciones de radiación y temperatura gracias a una boya meteorológica ubicada en las inmediaciones de la Ría de Vigo. Paralelamente, se ha llevado a cabo una reconstrucción tridimensional de los distintos elementos que componen el sistema de supervivencia. Para ello, se ha hecho uso de software de diseño asistido por ordenador, con objeto de obtener una reconstrucción realista de la implementación del sistema en una balsa salvavidas. Los resultados han sido evaluados de cara a la obtención de conclusiones sobre el dimensionado de los componentes y su aplicación en distintos tipos de embarcaciones salvavidas, siempre considerando aquellas que emplea la Armada Española como referente.
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    Simulación y validación de un modelo de vehículo eléctrico para futuras aplicaciones en el ámbito militar
    (2016-08) Alfonsín Pérez (advisor), Víctor Ángel; Moreno Cózar, Antonio
    Este Trabajo Fin de Grado propone un modelo de simulación para vehículos eléctricos alimentados con baterías, desarrollado bajo el entorno de Matlab/Simulink ® . El objetivo principal es poder simular vehículos eléctricos con diferentes configuraciones y para distintos ciclos de conducción, tanto reales como estándar. Para la obtención de este modelo se implementan ecuaciones que modelan cada una de las partes que compone un vehículo eléctrico de manera independiente: un módulo para la dinámica del vehículo, un módulo para el motor eléctrico y un módulo para la batería. Estos bloques finalmente son implementados en un modelo global para su posterior simulación bajo ciclos de conducción. Una vez elaborado este modelo global se procede a su simulación y se efectúa la comprobación y validación de los datos obtenidos, los cuales son comparados con fuentes bibliográficas contrastadas. Además se ha realizado un recorrido real en la Escuela Naval Militar en un scooter eléctrico equipado con un dispositivo GPS, y cuyos datos han sido contrastados con los resultados simulados. Por último, se realiza una simulación empleando otro recorrido real obtenido por GPS, en un campo de maniobras militar durante la semana de I+A, con una posible configuración de vehículo VAMTAC S3 eléctrico que no está disponible en el mercado actual con el objeto de comprobar si es técnicamente viable.