Browsing by Author "Pérez Collazo, Carlos (advisor)"

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    Análisis experimental de la utilización de biocombustibles en un generador convencional Perkins
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2024-04-30) Martín Moreno, Mario; Cacabelos Reyes, Antón (advisor); Pérez Collazo, Carlos (advisor); Boehman, André (advisor)
    Los biocombustibles son una fuente de energía alternativa a los combustibles tradicionales utilizando tecnología ya existente, acabando con la dependencia del petróleo sin suponer una gran inversión. El biodiésel es un biocombustible cuyo uso supone una emisión neta de carbono cercana a la neutra, siendo 100 % biodegradable y compatible con los motores actuales. Procede de ácidos grasos vegetales que, mediante un proceso de transesterificación se transforma en biodiésel. En el presente TFG se realiza un análisis experimental de la utilización de biodiésel en un grupo electrógeno formado por un motor Perkins y un generador eléctrico. Se han realizado ensayos haciendo funcionar el grupo con biodiésel en diferentes proporciones y a diferentes cargas, comprobando cómo afectaban estos parámetros sobre el consumo de combustible y nivel de emisiones. Para esto se le ha diseñado y construido un sistema de alimentación de combustible alternativo y una instalación eléctrica para conectar un conjunto de resistencias. Posteriormente, se han propuesto medidas para reducir la emisión de óxidos de nitrógeno y probado una de ellas. Finalmente, se ha valorado la viabilidad de la utilización de biodiésel en motores actuales y cuáles son las condiciones que debe cumplir el mismo para alcanzarla con éxito.
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    Aplicación de depósitos modulables de almacenamiento de hidrógeno para propulsión de motores térmicos
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2023-04-30) Méndez Díaz, Iván; Álvarez Feijoo, Miguel Ángel (advisor); Pérez Collazo, Carlos (advisor)
    A lo largo del tiempo, se han presentado diversas opciones de propulsión que buscan mejorar los medios de transporte disponibles, desde la propulsión con el remo y la vela, hasta los motores térmicos modernos. Se ha desarrollado una serie de tecnologías y combustibles alternativos, entre los cuales se encuentra el hidrógeno, considerado como la alternativa energética del futuro debido a las múltiples ventajas que presenta. El objetivo de este proyecto consiste en llevar a cabo la primera etapa para la futura adaptación de las lanchas de instrucción RODMAN 66 a una propulsión basada en hidrógeno. Para ello, se llevará a cabo una investigación del estado actual de las alternativas disponibles, analizando tanto las ventajas como las desventajas que presentan los combustibles alternativos. Con base en dicha información, se diseñarán depósitos para el almacenamiento de hidrógeno, que se optimizarán a través de la utilización de software especializado, como SOLIDWORKS y Autodesk Inventor, para determinar los materiales y el diseño más apropiados. Finalmente, se opta por el modelo de fibra de carbono y matriz epoxi al mejorar notablemente las prestaciones de peso y coste respecto al modelo de acero-carbono, a pesar de que su autonomía está lejos de la obtenida con gasoil.
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    Diseño conceptual de un mini-submarino tripulado
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2023-04-30) Hernández Gil, Andrés; Carrasco Pena, Pedro (advisor); Pérez Collazo, Carlos (advisor)
    Este TFG es un proyecto conceptual de un mini-submarino tripulado para el que, en primer lugar, hemos analizado el estado del arte en la materia y analizado las distintas posibilidades que existen a la hora de definir y construir la estructura de este tipo de vehículos. Los materiales principales en la construcción de vehículos submarinos son el acero, los materiales compuestos y hormigón entre otros. En el caso del hormigón, existen estudios que han demostrado que este tipo de estructuras sumergidas en aguas profundas son viables. Este TFG plantea un proyecto en el cual, tras obtener unas dimensiones principales para un mini-submarino, partiendo de una base de datos de distintos sumergibles, nos ha dado por métodos de regresión las dimensiones finales. Estas dimensiones han sido el punto de partida para el dimensionamiento de la estructura del sumergible evaluando su resistencia y viabilidad para su construcción, al igual que un cálculo económico aproximado. En el caso de los submarinos un elemento fundamental es su casco resistente, por lo que la mayor parte de este estudio está orientado a este. Los resultados han demostrado que el casco de hormigón modular con pretensado longitudinal es viable. Además, la construcción modular permite una fácil reparación y mantenimiento. En general, el uso del hormigón en la construcción de submarinos ofrece una alternativa a los materiales tradicionales.
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    Diseño de un sistema de control de flotabilidad para un planeador submarino
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2023-04-30) Uttaros, Nattawut; González Prieto, José Antonio (advisor); Pérez Collazo, Carlos (advisor)
    Este trabajo trata sobre el diseño y desarrollo de un sistema de control de flotabilidad para un planeador submarino. El objetivo es crear un sistema que permita al planeador mantener una profundidad deseada mediante el control de la cantidad de aceite que es transferido entre un depósito interno y una vejiga en contacto con el exterior. El diseño incluye la creación de un circuito hidráulico y electrónico, cuya función es controlar el flujo de aceite entre el depósito interior y la vejiga exterior, de forma que la unidad de control se realiza empleando el microcontrolador ESP32 Dev kit V1, lo que permitirá reducir el tamaño del sistema, optimizar el consumo y disponer de conectividad wifi-integrada. Para analizar el comportamiento de la bomba y las válvulas, se realizarán ensayos para obtener las curvas características y los datos de consumo. El soporte del sistema se diseñará de forma cilíndrica utilizando AutoCAD e Inventor. Además, se desarrolla un modelo matemático del sistema de control mediante los métodos PID y MPC. Este modelo se utilizará para realizar simulaciones con Python, lo que permitirá optimizar y ajustar el control del sistema. En resumen, este trabajo implica el diseño y desarrollo de un sistema de control de flotabilidad para un planeador submarino, que incluye la creación de un circuito hidráulico y electrónico, el control mediante un microcontrolador, ensayos de análisis de componentes, el diseño de un soporte y la simulación del sistema.
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    Gemelo digital de entorno operativo marítimo: propuesta de arquitectura de integración de datos y operación
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2024-01-31) Ramírez Morán, Sergio; Fernández Gavilanes, Milagros (advisor); Pérez Collazo, Carlos (advisor)
    El mundo experimenta la Cuarta Revolución Industrial, marcada por tecnologías disruptivas como la inteligencia artificial, Big Data, el internet de las cosas, etc., habilitadoras del denominado gemelo digital, el cual, basándose en la disponibilidad de datos masivos sobre un determinado proceso o sistema, crea un modelo virtual del mismo capaz de proporcionar valiosa información del funcionamiento actual y futuro. En este contexto, instituciones meteorológicas y marítimas han reconocido el valor de datos y modelos predictivos abiertos para mejorar, entre otras, la planificación y operación marítima. Esta información, junto con la que las propias plataformas marítimas son capaces de generar, debidamente integradas mediante técnicas de inteligencia artificial y Big Data, constituyen una base prometedora para el desarrollo de un gemelo digital de un entorno marítimo operativo que permita a las plataformas disponer de una mayor consciencia situacional en su entrono de operaciones, lo que se traducirá en una mayor seguridad, efectividad y eficiencia en el cumplimiento de su misión. Sin embargo, las limitaciones de capacidad informática y comunicaciones en plataformas navales plantean desafíos. Para abordarlos, se plantea el diseño conceptual de una arquitectura de integración de datos que permita el desarrollo de ese gemelo digital basada en tres niveles: un sistema central terrestre que crea y mantiene el gemelo digital usando todas las fuentes disponibles; una plataforma naval que ejecuta un modelo local actualizado con datos propios, y plataformas desplegables que proporcionan información adicional. Asociadas a esta arquitectura se definen las estrategias de operación que permiten su funcionamiento.
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    Gemelo digital oceanográfico: discretización del entorno marino mediante un modelo multinivel de mallas H3
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2023-04-30) García Valera, Pablo; Fernández Gavilanes, Milagros (advisor); Pérez Collazo, Carlos (advisor)
    El TFG aborda temas de importancia y de actualidad en la Armada como es el concepto de Gemelo Digital, centrándose especialmente en el ámbito marítimo, haciendo uso de las nuevas tecnologías para mejorar el conocimiento de los fenómenos meteorológicos, en tiempo real y con previsión de futuro. Llevando a cabo un estudio previo de las posibles fuentes de datos con la posterior creación de una base de dato capaz de almacenar la información necesaria, y a la que se puede acceder desde cualquier lugar realizando una conexión al servidor. Para conseguir solucionar el problema de la representación gráfica de los datos, se ha desarrollado una página web que permite el intercambio de información entre un usuario y el servidor que almacena la información. Empleando mallados iniciales para llevar a cabo la descarga de información relevante en sus nodos y que serán empleados para construir el mallado multinivel final (H3). Analizando cuales son las resoluciones que mejor se adaptan a las unidades de la Armada, se asegurará una precisión de calidad. Los resultados finales serán analizados remarcando aquellos aspectos de importancia para prevenir errores de funcionamiento. El TFG finaliza proponiendo el modelo final diseñado, consiguiendo una calidad aceptable para la simulación.
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    Implementación de un sistema Big Data para almacenamiento de datos MetOcean para la predicción de datos metereológicos
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2024-04-30) Álvarez Gutiérrez, Pablo Patricio; Fernández Gavilanes, Milagros (advisor); Pérez Collazo, Carlos (advisor)
    La sociedad actual está inmersa en la Cuarta Revolución Industrial, caracterizada por innovaciones tecnológicas tales como la Inteligencia Artificial, el Internet de las Cosas o el Big Data. Estas tecnologías posibilitan la creación y la sustentación de gemelos digitales que son réplicas virtuales de objetos, sistemas o proceso reales. Un Gemelo Digital Oceanográfico replica el medio marino y las predicciones meteorológicas mediante el uso de las tecnologías surgidas en el contexto de la Cuarta Revolución Industrial. Para nutrir el Gemelo Digital Oceanográfico se implementa este sistema Big Data que toma datos procedentes de fuentes abiertas como MeteoGalicia o Puertos del Estado. Posteriormente se procesan los datos mediante el uso de Apache Spark, una poderosa herramienta que capaz de procesar grandes volúmenes de datos de forma eficiente, extrayendo información relevante para las predicciones meteorológicas. A continuación, los datos tratados se almacenan en una base de datos de MongoDB donde estarán disponibles para su visualización. La implementación final del sistema se realiza al ejecutar todo el proceso automáticamente en un servidor que alimenta al Gemelo Digital Oceanográfico ininterrumpidamente. Los beneficios de la implementación de este sistema son notables en cuanto al aumento de la seguridad en la navegación, pero otros ámbitos como la preservación del entorno marítimo o la actividad humana en el mar también se ven beneficiados.
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    Modelo paramétrico de calibración de un módulo de control de orientación en un AUV
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2024-04) Núñez Gómez, Fernando; Pérez Collazo, Carlos (advisor); Reyes Cacabelos, Antón (advisor)
    A raíz de la Revolución Tecnológica 4.0, uno de los cambios más significativos que ha experimentado la guerra es la implementación de vehículos autónomos con fines bélicos. Como se puede apreciar en numerosos conflictos de la actualidad, la ventaja táctica proporcionada por la implementación de estos vehículos, puede ser un factor determinante para decidir un enfrentamiento. Uno de los ejemplos más destacados es el Glider, un autómata capacitado para cumplir una amplia variedad de misiones mientras planea por el fondo marino haciendo un consumo de energía mínimo. Este desplazamiento se produce mediante la variación de flotabilidad, provocando un movimiento vertical y una inclinación, que, por medio de unas alas laterales se convierten en movimiento horizontal. Este trabajo plantea la elaboración de un modelo paramétrico de calibración de un módulo de control de un Glider modular, mediante un péndulo mecánico. Para ello se llevaron a cabo numerosos ensayos, con el fin de validar metodologías numéricas y gráficas existentes para obtención del centro de gravedad, así como los momentos de inercia del prototipo para las diferentes posiciones de la masa del módulo de control. Finalmente, como resultado de este periodo de estudio, se definió la componente longitudinal del modelo paramétrico.
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    Propulsión naval sostenible: estudio de viabilidad técnico-económica para su implantación en el sector naval nacional y en particular en la Armada
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2024-04-30) Gómez-Vizcaino Escudero, José; Pérez Collazo, Carlos (advisor); Boehman, André (advisor)
    El actual panorama de cambio climático ha provocado una creciente conciencia social respecto a la necesidad de adaptar el funcionamiento de nuestra sociedad a un modelo más sostenible. En esta línea, la Unión Europea establece un objetivo de cero emisiones para el año 2050. Para ello, resulta indispensable la transición progresiva hacia el uso de combustibles renovables que sustituyan a los combustibles fósiles que se usan mayoritariamente a día de hoy. Así mismo, el ámbito de la defensa se encuentra involucrado en este proceso de cambio con el objetivo de minimizar la huella de carbono producida por las operaciones militares. Este estudio pretende realizar un estudio tecno-económico de los combustibles alternativos más prometedores para su implementación tanto en el sector marítimo nacional como en los buques de la Armada, así como identificar las plataformas navales más aptas para su transición a corto plazo hacia estas nuevas formas de obtención de la energía necesaria para sus operaciones. Para ello, se empleará un análisis del Coste Total de Propiedad, de la mano de un análisis de las debilidades y fortalezas (DAFO) de diferentes combustibles renovables. Ambos, serán aplicados tanto al ámbito civil como al militar.
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    Rediseño de la planta propulsora de la plataforma RODMAN 66 para la implementación de combustibles marinos alternativos
    (Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar, 2024-04-30) Menéndez de Luarca Moreno, Alfonso; Pérez Collazo, Carlos (advisor); Carrasco Pena, Pedro (advisor)
    El sector económico-industrial se desplaza alineado con el vector energético, en busca de la neutralidad climática, donde el hidrógeno renovable está llamado a ser una solución eficiente y sostenible en el proceso de descarbonización. En este trabajo se va a estudiar las alternativas que ofrecen los combustibles marinos alternativos en el sector marítimo, con la finalidad de implementar una planta propulsora en una plataforma marina como son las lanchas de instrucción RODMAN 66. El objetivo que se espera alcanzar es la adaptación total de las lanchas de instrucción a una propulsión basada en el hidrógeno, buscando el máximo aprovechamiento energético de dicho elemento. Para ello, se llevará a cabo un estudio de las alternativas que nos ofrece el hidrógeno como combustible, analizando cual será la más idónea entre el hidrógeno gas, el amoníaco y el metanol verde. Así, con la alternativa escogida como base, se diseñará una planta propulsora en base a la plataforma expuesta, optimizando mediante software especializado como Autodesk Inventor que determinará la disposición más adecuada considerando la dificultad que conlleva el uso de un nuevo combustible en términos de su manejo y almacenamiento. Finalmente, tras el análisis y desarrollo se concluye con una posible implementación en las unidades de la flota, remarcando la importancia de fomentar el desarrollo gradual de los combustibles alternativos como materia prima en el sector industrial.