Estudi i aplicació de llibreries de física per a motors de videojocs

En el món dels videojocs el realisme és un punt molt important a tenir en compte ja que dónamés sensació a l’usuari d’estar immers en el videojoc. Això passa en part per aconseguir realisme en la dinàmica dels objectes i fer que aquests segueixin les lleis de la física de Newton. Per això s’han desenvolupat diverses llibreries que s’anomenen “motors de física” (physics engines), que empren variables com la massa, la velocitat, la fricció i la resistència del vent. Els objectius d’aquest projecte seran l’estudi de diferents llibreries físiques existents, la seva comparació i com s’integren en els motors de jocs. A més a més , la generació de contingut amb comportament que respongui a les funcions definides a aquestes llibreries no és trivial i per aquest motiu també es desenvoluparà una aplicació per generar murs de forma semiautomàtica que respongui a impactes. Per assolir aquests objectius caldrà: d’ una banda, comparar els cossos rígids, unions i funcionament en general de diferents llibreries físiques: Newton Game Dynamics, NVIDIA PhysX Technology, Open Dynamics Engine, Bullet PhysicsLibrary, Tokamak Physics Engine i Havok i d’ altra banda, implementar una aplicació que donant-li una imatge en planta d’una paret o conjunt de parets en format vectorial i les mides d’un maó, generi murs que puguin reaccionar de forma adequada quan rebin l’impacte d’una massa determinada. L’aplicació s’implementarà en C++ i amb l’entorn de desenvolupament Microsoft Visual Studio 2005. La visualització serà amb OpenGL

Estabilització del color de la fracció cel·lular de sang de porc deshidratada per atomització

L’ús de colorants alimentaris pot ser controvertit, ja que la seva presència s’associa amb problemes provocats pel seu consum a llarg termini, o perquè es tem que siguin emprats per dissimular deficiències en la qualitat del producte. Aquesta preocupació és una tendència creixent entre els consumidors i ha portat a moltes empreses del sector alimentari a revisar la formulació dels seus productes i substituir, sempre que sigui econòmica i tecnològicament possible, els colorants artificials per colorants naturals. L’hemoglobina procedent de la sang dels escorxadors industrials podria ser una font important de colorant vermell natural degut a les grans quantitats generades diàriament. A més, s' evitaria que anés a parar a les aigües residuals. El seu ús com a colorant vermell natural queda supeditada al fet de trobar alguna substància o sistema capaç de protegir-la de l’oxidació durant el procés de deshidratació i el posterior període d’emmagatzematge ja que l’hemoglobina és poc estable i es poden produir canvis en el seu color. Inicialment l’hemoglobina presenta un color vermell brillant. La seva desoxigenació comporta un canvi a color porpra. I l’oxidació del ferro confereix a la molècula un indesitjable color marró. En l’estudi que aquí es presenta es pretén estabilitzar el color de l’hemoglobina de sang porcina tant durant la seva deshidratació per atomització com durant l’emmagatzematge a temperatura ambient de la pols obtinguda afegint al concentrat d’hemoglobina, prèviament a la deshidratació, combinacions de diferents substàncies que puguin actuar de manera complementària en l’estabilització del ferro hèmic enfront la seva oxidació. L’objectiu d’aquest treball és determinar si la seva combinació amb agents antioxidants comporta una millora en l’estabilització de la forma reduïda de l’hemoglobina tant durant la deshidratació per atomització com durant l’emmagatzematge de la pols a temperatura ambient

Refrigeració de les gillettes d’ una talladora industrial

L’empresa Proslit Equipment forma part del Grup Comexi i la seva activitat consisteix en la fabricació de màquines talladores de material flexible. Degut als avenços tecnològics, s’han incrementat les prestacions de les seves màquines, entre altres coses, s’ha augmentat la velocitat de tall del film fins a 800 m/min. Aquest factor afegit a condicionants com per exemple treballar amb materials gruixuts i abrasius, a temperatures ambientals elevades, etc. fa que sorgeixi una problemàtica en el tall gillette. Degut a la fricció entre el film que circula i les gillettes que el tallen, es crea una energia calorífica que fa augmentar la temperatura de les gillettes fins a tal extrem que aquestes provoquen petites fusions del plàstic, aquest s’incrusta a les gillettes que s’acaben trencant. L’objecte principal d’aquest projecte és fer una anàlisi tècnica mitjançant elements finits de la problemàtica que s’ha detectat a les màquines talladores de l’empresa Proslit Equipment, concretament de l’escalfament de les gillettes utilitzades en el sistema de tall. Es pretén crear un model teòric que s’aproximi al màxim a la realitat de manera que es pugui observar el comportament tèrmic del sistema de tall en funció de les condicions que es determinin com a més desfavorables. Una vegada s’obtinguin aquests resultats teòrics, es valoraran i es proposaran solucions

Optimització dels recursos d'un magatzem

El projecte sorgeix de la sol·licitud per part d’una empresa del sector alimentari de realitzar un estudi qualitatiu i quantitatiu del mètode de treball dut a terme en el magatzem.En la primera fase es recull i tracta la informació del mètode de treball en el magatzem. I en la segona fase, amb la informació esmentada mitjançant el software Arena es procedeix a la simulació informàtica de l’estat actual de treball.S’efectua una simulació base, representant l’estat actual del magatzem, que permet conèixer els temps que no és possible obtenir per observació directa i cronometratge o a partir dels registres de dades. En segon lloc, es realitza una simulació actuant en el nombre de recursos a fi d’analitzar si l’aportació de recursos és viable enfront al guany de temps de procés.A partir de les conclusions extretes de les anàlisis realitzades en les diferents fases del projecte, es proposen solucions per resoldre els problemes detectats

Diagnosi basada en models tenint en compte els retards en xarxes de comunicació

Els mètodes de detecció, diagnosi i aïllament de fallades (Fault Detection and Isolation - FDI) basats en la redundància analítica (és a dir, la comparació del comportament actual del procés amb l’esperat, obtingut mitjançant un model matemàtic del mateix), són àmpliament utilitzats per al diagnòstic de sistemes quan el model matemàtic està disponible. S’ha implementat un algoritme per implementar aquesta redundància analítica a partir del model de la plana conegut com a Anàlisi Estructural

Instrumentació i anàlisi de dades d'assaigs de bigues de formigó armades amb barres de FRP

Estudi experimental del comportament de bigues de formigó armades amb barres de materials compostos de matriu polimèrica (FRP)

Disseny i optimització d'un rodet hidràulic d'un molí fariner de meitat del segle XX situat a Besalú

A Besalú (la Garrotxa) hi ha les restes d’un molí fariner de rodet horitzontal que va deixar de funcionar a meitat del segle XX. Durant l'any 2004,l’Ajuntament de Besalú va realitzat unes actuacions arqueològiques a la zona dels horts, pròxima al riu Fluvià, que han permès la redescoberta del Molí d’en Subirós, que està propulsat per la força de l’aigua del canal de rec, que va paral·lel al riu.Actualment s’estan duent a terme les obres de reconstrucció de l’edifici del molí amb laintenció que torni a funcionar com ho feia antigament i convertir aquest espai en unpetit museu dedicat a aquest antic ofici, en l’actualitat desaparegut. Per això, cal reconstruir tots els elements que composen el mecanisme del molí. Per poder dur a terme aquesta feina amb el màxim rigor històric s’ha realitzat un treball d’investigació històrica i s’ha comparat amb molins existents a la comarca.Aquesta comparació i anàlisi de molins existents ha revelat la manca d’estudis tècnics sobre el rodet hidràulic tot i ésser una de les parts fonamentals del molí. D’aquesta forma, és d’esperar que un redisseny adequat del rodet permeti millorar de forma apreciable el rendiment hidràulic del molí.S’ha dividit el projecte en dues parts: primer, hem definit els elements que composen el mecanisme del molí fariner hidràulic de rodet horitzontal i hem analitzat el seu funcionament. Segon, hem realitzat un estudi tècnic (hidràulic i mecànic) del rodet clàssic(utilitzat en d’altres molins de característiques semblants). D’aquesta forma, som capaços de conèixer no només el seu comportament hidràulic sinó també com podem modificar les variables essencials del mecanisme com potència hidràulica, parell motriu, etc

Visualització en temps real de multituds

Avui en dia, hi ha moltes pel.lícules o videojocs on apareixen grans quantitats de persones. Sovint és molt costós aconseguir grans quantitats de persones per realitzar les escenes, amb els problemes que això comporta (ja siguin econòmics o d’infraestructura) i la majoria de les vegades resulta inviable. Amb l’arribada de les noves targes gràfiques, és possible calcular aquesta visualització en temps real, donades una sèrie de simplificacions respecte de l’estructuració dels models a visualitzar.El que es pretén amb el GdM no és oferir una visualització molt realista de multituds (com ho faria el Massive Software, per exemple), sinó que el que es vol és la simulació de multituds usant molt menys temps per obtenir uns resultats prou bons per a simular el comportament i el moviment d' una multitud humana.Aquest projecte consta de dues parts: la primera, és la creació del model de persones que formaran la multitud. La segona, és la creació del GdM i la integració d’aquest model per la generació de la multitud

Mètodes de visualització i dinàmica de gasos relacionats amb l'escalat de cintes superconductores en planta prepilot

Ara ja fa un segle del descobriment de la superconductivitat. Aquest fenomen quàntic macroscòpic té aplicacions en el camp de la diagnosi mèdica per MRI (Magnetic Resonance Imaging), que permet obtenir imatges internes detallades del cos humà o en aplicacions científiques com el SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), amb el que es poden mesurar camps magnètics molt dèbils, amb límits de detecció fins a 10-15 T. Però les aplicacions dels superconductors no es limiten ni molt menys a aquests camps ja que s‟estan fent grans esforços per poder processar cintes superconductores a gran escala per tal de poder aplicar aquest fenomen a cables de conducció elèctrica, motors, generadors, transformadors, etc. Amb això s‟aconseguiria un increment notable de l‟eficiència energètica amb la consegüent disminució de l‟emissió de gasos d‟efecte hivernacle. En aquest projecte, realitzat al grup de Superconductivitat i Nanoestructuració a Gran Escala de l„ICMAB, s‟han fet diversos muntatges experimentals per tal de poder observar i entendre millor el procés de piròlisi d‟una solució precursora de YBCO en forma de capes primes a sobre de diferents substrats. Aquesta etapa és determinant per obtenir en el procés de creixement una capa texturada i d‟ alta densitat de corrent crítica (Jc). Per això s‟ha fet ús d‟un sistema que permet realitzar la piròlisi de forma relativament ràpida mentre s‟enregistra en vídeo l‟evolució de la capa. En totes les mostres pirolitzades s‟ha estudiat la qualitat, textura i morfologia superficial. També s‟ha intentat veure de forma qualitativa el comportament dinàmic dels gasos a dins d‟una cavitat cilíndrica, que és la geometria utilitzada fins ara per créixer cintes superconductores. Finalment s‟han dissenyat diferents tipus de bufadors per tal d‟introduir els gasos de forma transversal i no longitudinal dins del forn tubular durant el tractament tèrmic, fet que dóna lloc a un increment de la superfície superconductora homogènia. El projecte es distribueix en diferents parts. Inicialment es fa una introducció als superconductors d‟alta temperatura així com els mètodes de fabricació actuals de les cintes superconductores. Seguidament s‟expliquen els objectius que pretenem assolir. En un apartat posterior descrivim les tècniques experimentals utilitzades. Seguidament detallem tots els resultats obtinguts junt amb les seves caracteritzacions. Finalment estudiem el impacte ambiental que ha tingut la realització d‟aquest projecte. Detallem el cost del mateix en un pressupost. En tres annexes ampliem alguns subapartats que per manca d‟espai en el text principal no hem pogut desenvolupar.

Inducció local de magnetisme mitjançant irradiació d'ions a través de màscares

Degut a la gran demanda tecnològica, actualment hi ha un gran interès en desenvolupar medis magnètics amb entitats ferromagnètiques de dimensions nanomètriques. Aquesta demanda promou la investigació i el desenvolupament de nous materials i processos de fabricació que permetin controlar d’una manera més precisa les propietats magnètiques i estructurals. Entre els mètodes de litografia convencionals (per exemple deposició física a través de màscares, deposició química en fase vapor i electrodeposició), recentment s’ha demostrat que la irradiació amb ions a través de màscares pre‐litografiades, sembla ser un bon mètode per a la fabricació d’estructures ferromagnètiques de l’ordre dels nanòmetres. Aquesta tècnica pot ser aplicada per aprofitar la transició paramagnètica‐ferromagnètica que presenten alguns materials al ser desordenats estructuralment (per exemple FeAl, FePt3, Ni3Sn2). En el treball que es presenta a continuació s’utilitza l’aliatge Fe60Al40 per a fabricar estructures ferromagnètiques embegudes en una matriu paramagnètica mitjançant irradiació amb ions d’argó a través d’una membrana de polimetil metacrilat (PMMA) prèviament litografiada amb feixos d’electrons (EBL). La fabricació d’aquest sistema té com a objectiu d’estudiar l’evolució de la morfologia i el gruix de PMMA (a partir de SEM i AFM) i del comportament magnètic de les estructures fabricades (MFM i MOKE), quan és irradiat consecutivament a diferents energies. Per a completar l’estudi s’han utilitzat simulacions per a determinar les condicions d’irradiació (TRIM), com per a una millor comprensió dels resultats (simulacions micromagnètiques). El contingut de la memòria inclou una breu introducció històrica i conceptual sobre el magnetisme. A continuació s’exposen les tècniques necessàries per a la fabricació, preparació i caracterització de la mostra. Finalment es presenta una discussió dels resultats obtinguts i les conclusions.

Intelligent PCA contribution analysis for quality estimation in batch processes. Application in a sequencing batch reactor for wastewater treatment

En aquest treball, es proposa un nou mètode per estimar en temps real la qualitat del producte final en processos per lot. Aquest mètode permet reduir el temps necessari per obtenir els resultats de qualitat de les anàlisi de laboratori. S'utiliza un model de anàlisi de componentes principals (PCA) construït amb dades històriques en condicions normals de funcionament per discernir si un lot finalizat és normal o no. Es calcula una signatura de falla pels lots anormals i es passa a través d'un model de classificació per la seva estimació. L'estudi proposa un mètode per utilitzar la informació de les gràfiques de contribució basat en les signatures de falla, on els indicadors representen el comportament de les variables al llarg del procés en les diferentes etapes. Un conjunt de dades compost per la signatura de falla dels lots anormals històrics es construeix per cercar els patrons i entrenar els models de classifcació per estimar els resultas dels lots futurs. La metodologia proposada s'ha aplicat a un reactor seqüencial per lots (SBR). Diversos algoritmes de classificació es proven per demostrar les possibilitats de la metodologia proposada.

Estudio y diseño de filtros pasobanda y en banda dual basados en resonadores microstrip open-loop acoplados

El proyecto está dedicado al estudio y diseño de filtros paso-banda y en banda dual con tecnología microstrip mediante estructuras resonantes de tipo open-loop. Se ha llevado a cabo el diseño de un filtro paso-banda con respuesta Chebyshev, un filtro pasobanda con ceros de transmisión y un filtro de banda dual para WCDMA y WiFi, empleado el método de diseño para filtros basados en resonadores inter-acoplados. Se presentan los modelos eléctricos de los filtros de RF simulados junto con sus respectivos layouts y se comparan las respuestas obtenidas de los dispositivos con las respuestas ideales. En el proyecto se realiza un estudio del comportamiento de los diferentes tipos de acoplamiento entre resonadores open-loop en función de la geometría de la estructura. Las tendencias de comportamiento de los acoplamientos permiten el diseño y colocación de los resonadores para satisfacer las especificaciones del filtro.

Estudio del péndulo doble

L'objectiu del projecte “Estudi del pèndol doble” és analitzar eldesenvolupament d'aquest sistema físic i del seu comportament dinàmicmitjançant aplicacions informàtiques.En l'estudi es van utilitzar dues aplicacions informàtiques: MATLAB en laseva versió 2009b per a l'anàlisi del pèndol simple, i la setzena versió deMAPLE per a la resolució i l'anàlisi gràfica de les equacions diferencials quegovernen el sistema.Un cop analitzat el sistema s'aplicarà a un problema mecànic, que seràla creació d'una atracció de fira basada en aquest mecanisme.L'anàlisi del problema mecànic es tindrà en compte optant per diversesconfiguracions i, un cop escollits els paràmetres més adequats, escorregiran en funció de les necessitats de fabricació per a tornar a obtenirles dades i poder analitzar si són vàlides.

Avenços en l'estudi de la litiasi renal: mètodes de chemical imaging i intel·ligencia artificial (ANN) per la caracterització de càlculs renals

La litiasi urinària és un trastorn que implica la formació de precipitats en qualsevol part del tracte urinari. Aquest és un desordre comú que afecta aproximadament a una desena part de la població de la Unió Europea al llarg de la seva vida. A més, durant els cinc anys posteriors a un episodi litiàsic el percentatge de recurrència dels pacients és del 45 al 75%. Aquest trastorn urinari està influït per una gran quantitat de variables, d’origen fisiològic, psicològic i ambiental. Els episodis litiàsics, es poden solucionar espontàniament, amb l’expulsió del càlcul renal, o bé a través de diverses intervencions mèdiques. Els tractaments mèdics derivats de la litiasi urinària; és a dir, la fragmentació del càlcul, intervencions quirúrgiques i tractaments posteriors generen unes grans despeses als sistemes mèdics. Pels motius exposats, la identificació del desordre que ha originat l’episodi litiàsic és de radical importància, per tal de minimitzar el risc de reincidència. Els mètodes més usuals per determinar les causes que desencadenen la formació del càlcul renal són les anàlisis d’orina i l’estudi del càlcul generat. La correcta descripció de la composició i, especialment, l’estructura del càlcul renal pot aportar informació clau sobre les possibles causes de la seva formació, tant de l’inici de nucleació del càlcul com de les successives etapes de creixement cristal·lí. Tenint en compte aquest darrer aspecte, el present estudi s’ha dirigit a la caracterització de càlculs urinaris mitjançant l’aplicació de metodologies d’imatge química (Hyperspectral Imaging), el que va contribuir a determinar les principals característiques espectrals de cada compost majoritari als càlculs renals. D’altra banda, la utilització de mostres de composició coneguda ha possibilitat la creació d’un model amb Xarxes Neuronals Artificials, que permet la classificació de noves mostres de composició desconeguda, de manera més ràpida que el procediment actual. Aquest treball constitueix una nova contribució a la comprensió de l’estructura de les pedres de ronyó, així com les condicions de la seva formació. Els resultats obtinguts destaquen les possibilitats que presenten les tècniques emprades al camp de la litiasi renal, que permeten complementar els coneixements existents enfocats a millorar la qualitat de vida dels pacients.

Incidència de l'aplicació d'un programa de control de la conducta violenta en joves infractors

En aquest estudi es pretén avaluar l'impacte de la intervenció de tres programes aplicats en centres educatius tancats de la Direcció General de Justícia juvenil per ajudar al jove al control de la seva conducta violenta. Aquest mateix programa s'ha aplicat a joves en medi obert que complien mesures imposades pel jutge de llibertat vigilada. La recerca intenta avaluar els resultats de l'aplicació i la seva perdurabilitat en el temps, un cop han passat uns anys des que van ser aplicats en els joves. El programa es plantejava el control de la conducta violenta dels joves a partir d'un plantejament cognitivo-conductual on les activitats proposades i desenvolupades amb els joves anaven encaminades al canvi i modificació d'aquests comportament. Per avaluar l'efectivitat d'aquests programes la recerca segueix a 31 joves que van fer el programa entre el 2002 i el 2004 i analitza el seu grau de satisfacció respecte la situació actual així com la taxa actual de reincidència. L'estudi aprofita per donar dades respecte el perfil socio-familiar, personal i criminològic dels joves que participen en les diferents aplicacions dels programes.