Intercanvi d'energia intel·ligent

El projecte d’intercanvi d’energia intel·ligent defensa la idea que és possible un nou model energètic. Aquest nou model pretén aprofitar al màxim possible els recursos energètics que provenen de fonts d’energies renovables i consisteix en la integració de xarxa elèctrica i telecomunicacions en la que usuaris són consumidors i a l’hora productors d’energia elèctrica mitjançant els seus propis sistemes de generació basats en energies renovables, amb la finalitat d’adaptar la demanda a l’oferta. El projecte desenvolupa la part que s’encarrega de fer aquesta gestió de repartiment i intercanvi d’electricitat entre els usuaris, utilitzant les politiques de gestió de processos per una CPU. Per això s’ha fet una adaptació dels algorismes que utilitzen els sistemes operatius a l’àmbit de la xarxa d’intercanvi. Per comprovar els resultats d’aquest estudi, s’han fet les simulacions del model proposat en un entorn web (www.energiainteligent.com) per tal de poder fer una anàlisi dels resultats.

Imágenes en infrarrojo cercano de baja altura sobre zonas de interés del PN-MaB Montseny: planificación de campañas de vuelo, procesamiento de imágenes y evaluación: informe ejecutivo

La tecnología civil de pequeños vehículos aéreos no tripulados (miniUAV) puede representar una alternativa de bajo coste para fotografía digital al alcance de los presupuestos normales en aplicaciones de Conservación. Si la calidad y operatividad son suficientes, estos sistemas pueden ser una herramienta importante para adquirir información de alta resolución con la que apoyar la planificación y gestión de espacios protegidos. En este proyecto se han planificado 13 campañas en 7 sitios del Parque Natural del Montseny para el miniUAV ATMOS-4 de CATUAV, se han procesado las imágenes y se ha evaluado tanto la operatividad y calidad de los vuelos como de las imágenes adquiridas.

Análisis del ciclo de vida de sistemas de tratamiento de aguas residuales: influencia de los materiales utilizados

En este proyecto se tiene como objetivo comparar una EDAR específica con otras tres, desde el punto de vista ambiental, y establecer diferentes alternativas. En particular, se ha evaluado la mejor alternativa en la obtención de energía eléctrica para la propia utilización de la planta de tratamiento de aguas residuales, a partir del biogás generado en el digestor en la línea de lodos. En este tipo de instalaciones, entre las alternativas tanto en su uso actual como en fase de desarrollo, el motor de cogeneración de electricidad y el calor es el más utilizado para obtener simultáneamente la electricidad necesaria para las instalaciones y el calor necesario para mantener el digestor de lodos a la temperatura de trabajo (36ºC aproximadamente). Las otras alternativas evaluadas en este estudio son las pilas de biogás de membrana electrolítica polimérica (en inglés Polymeric Electrolyte Membrane, PEM) y las pilas de óxidos sólidos (en inglés Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) con una turbina de gas (sistema híbrido SOFC-GT). Por otro lado, se estudian las características de los materiales que componen los dispositivos MEC (microbial electrolysis cell) y las pilas PEM y SOFC, así como las ventajas e inconvenientes de usar estas nuevas tecnologías en el tratamiento de aguas residuales, así como la evaluación del impacto ambiental de la EDAR objeto de estudio, que se ha llevado a cabo utilizando el análisis de ciclo de vida (ACV). El ACV es una herramienta que permite comparar diferentes procesos o productos que tengan la misma función, y así evaluar la alternativa que conlleve una mejora en el medio ambiental. La metodología de ACV pretende evaluar en detalle el ciclo de vida completo de un producto o proceso. Un ACV se suele definir de tipo "cradle to grave" o "desde la cuna hasta la tumba" o bien de tipo "gate to gate", o "de puerta a puerta". En el primer caso el estudio analiza el ciclo de vida completo del sistema, dese el origen hasta el final, mientras que en el segundo caso el ACV no tiene en cuenta su disposición final (vertedero, reciclaje, etc.). Un estudio de ACV del primer tipo conlleva hacer un estudio muy detallado, que en la práctica puede resultar muy largo y laborioso por la dificultad de encontrar todos los datos necesarios. Por ello, muchos estudios de ACV que se encuentran en la literatura suelen ser del tipo "gate to gate". Además, hay que esablecer las fronteras del sistema a estudiar, ya que hay procesos que tienen muy poca contribución a las categorías de impacto ambiental. En una EDAR los principales procesos considerados en el ACV llevado a cabo son el consumo de productos químicos, de electricidad, la producción de lodos y su utilización como composta, el biogás y su utilización para producir electricidad, los residuos sólidos y las distintas emisiones al medio producidas por el propio funcionamiento de la EDAR. Las operaciones relacionadas indirectamente como el transporte de los lodos, de productos químicos, de los residuos sólidos y la infraestructura con una vida media de 30 años no influyen significativamente en los resultados, por ejemplo el transporte de los lodos con un camión a 30km contribuyen en menos de 1% en todas las categorías de impacto. De acuerdo con las normativas ISO series 14040 que regulan las pautas de un ACV, se establece una unidad funcional apropiada, o sea habitante equivalente, ya que es la más apropiada por tener en cuenta la carga contaminante en el agua a tratar, parámetro imprescindible para comparar EDARs. Redefiniendo las fronteras, se realiza un ACV del depósito del biogás sin tener en cuenta el resto de la instalación y se toma como unidad funcional m3 de biogás, en el caso concreto de obtener biogás mediante un dispositivo MEC, que maximiza la cantidad de hidrógeno en detrimento de la cantidad de metano contenido en el biogás, observándose que la contribución de un biogás con un alto contenido en hidrógeno y, por tanto bajo en metano, produce una mejora ambiental. Las categorías de impacto ambiental que tienen contribución son el calentamiento global y la oxidación fotoquímica; el dispositivo MEC hace quela contribución a estas categorías de impacto sea de un orden de magnitud inferior con respecto al biogás generado en un digestor. Además, si se produce la combustión del biogás, la única categoría de impacto que tiene contribución es la de calentamiento global; para una dispositivo MEC la contribución sigue siendo un orden de magnitud inferior con respecto al biogás de un digestor de lodos.

Diseño y desarrollo de un equipo de caracterización de ISFET para la medida de analitos iónicos

En este proyecto se desarrolla una unidad de medida para investigar la cuantificación de la concentración de analitos iónicos en análisis clínico mediante sensores ISFET. Para su desarrollo se precisa de un elemento que simule el comportamiento de un ISFET por lo que también se desarrolla un simulador de ISFET. Para realizar la unidad de medida se diseñan unos circuitos SMU que permiten polarizar en tensión y medir la corriente de cada terminal de un ISFET y del electrodo de referencia que actúa de puerta. El simulador se realiza con un MOSFET de la misma geometría que el ISFET y dos generadores de tensión programables. Desarrollados y validados los circuitos correspondientes, obtenemos unos excelentes resultados en el simulador que se revela de gran utilidad para la puesta en marcha de la unidad de medida, la cual ofrece unos resultados bastante buenos, si bien se aprecian ciertas corrientes de fuga que no permiten alcanzar toda la exactitud que se pretendía. Ello es debido a los circuitos impresos que deberán ser mejorados hasta conseguir la exactitud deseada. Sin embargo pueden darse por válidos los circuitos de medida diseñados.

Anàlisi i disseny d'un reflector per banda W

Les ones passives mil·limètriques (30 a 300GHz) tenen la peculiaritat de propagar-se en medis com la boira o la roba, a diferència del rang visible o l’infraroig. D’aquesta peculiaritat, surt l’interès de reproduir imatges per diverses aplicacions (seguretat, vigilància, etc...). És per aquest motiu que es treballa en el disseny d’un reflector per aquest tipus d’aplicació, treballant a una de les finestres de propagació d’aquest rang, la de la banda W. Es dissenyen i analitzen tres tipus de reflector: parabòlic simètric, offset i Cassegrain. D’aquests, s’estudien les seves figures de mèrit i directivitats buscant que aquestes siguin el més elevades possibles per obtenir una bona resolució, així com l’escaneig de l’escena de la qual es vol obtenir una imatge, veient aquí els efectes de les aberracions més comunes.

Implementación de resonadores serie en derivación mediante stubs en derivación de salto de impedancia: análisis y limitaciones

En aquest projecte s'analitzen les limitacions de la implementació de ressonadors sèrie en derivació en tecnologia microstrip mitjançant un stub en derivació de salt d'impedància (SISS). L'esmentada estructura està composada per una línea d'alta impedància carregada amb una línea de baixa impedància acabada en circuit obert. El seu comportament en freqüència és equivalent al d'un ressonador sèrie en derivació sempre i quan les longituds de les seves línies siguin elèctricament petites. Sota aquestes condicions, bàsicament, la línia d'alta impedància sintetitza una inductància, mentre que la línia de baixa impedància una capacitat. La limitació en els valors mínim i màxim de la impedància característica que es poden implementar implica una limitació sobre la inductància i la capacitat que es poden sintetitzar mitjançant el SISS.

Analysis and optimization of the satellite-to-plane link of an aeronautical global system

En aquest projecte s’ha analitzat i optimitzat l’enllaç satèl·lit amb avió per a un sistema aeronàutic global. Aquest nou sistema anomenat ANTARES està dissenyat per a comunicar avions amb estacions base mitjançant un satèl·lit. Aquesta és una iniciativa on hi participen institucions oficials en l’aviació com ara l’ECAC i que és desenvolupat en una col·laboració europea d’universitats i empreses. El treball dut a terme en el projecte compren bàsicament tres aspectes. El disseny i anàlisi de la gestió de recursos. La idoneïtat d’utilitzar correcció d’errors en la capa d’enllaç i en cas que sigui necessària dissenyar una opció de codificació preliminar. Finalment, estudiar i analitzar l’efecte de la interferència co-canal en sistemes multifeix. Tots aquests temes són considerats només per al “forward link”. L’estructura que segueix el projecte és primer presentar les característiques globals del sistema, després centrar-se i analitzar els temes mencionats per a poder donar resultats i extreure conclusions.

Desfasador de dos estats

El projecte es basa en el disseny i la fabricació d’un circuit desfasador, amb una entrada i una sortida, que commuta entre dos estats, un estat amb desfasament de 180º i l’altre sense desfasament. El circuit es dissenya amb microstrip,per una fc=5GHz. S’intenten obtenir les millors característiques per aquest disseny, és a dir, bon ample de banda i pèrdues per inserció baixes, acompanyat d’una bona resposta en les relacions de magnitud i fase. Es segueixen diferents etapes de disseny, on es comença per un model simple i s’avança en complexitat, afegint els nous components que acabaran conformant el circuit final. Després del disseny es passa a la fabricació del circuit, per veure el seu funcionament real. La memòria recull i ordena la informació obtinguda a través d’aquest procés, intentant mostrar-la de manera clara, per tal de seguir el procés de disseny realitzat, i així poder interpretar els resultats obtinguts. L’objectiu final és veure com es comporta el circuit dissenyat i definir les pautes a seguir per millorar-lo en un futur.

Transmisión de datos PDA - servidor web

En aquest projecte es visualitza la trajectòria d'un vehicle (aeri o terrestre) en una pàgina web. Per això es disposa d'una PDA (Personal Digital Assistant), en la qual es té informació actualitzada de la posició i de la velocitat d’aquest vehicle. Aquestes dades són obtingudes d'un sistema que combina la navegació inercial i el GPS (Global Position System), els quals estimen de manera precisa la trajectòria del vehicle. A fi d'oferir una visualització en temps real, versàtil, accessible i amigable a l'usuari de la trajectòria del vehicle, s'ha desenvolupat un sistema de visualització on-line que proporciona un millor rendiment en comparació amb la qual es venia fent en la PDA. Per a dur-lo a terme s'implementa una interfície d'usuari en la PDA que ens permet transmetre aquesta informació via WIFI a la pàgina web, d'igual forma al servidor web es crea una interfície que interpreta i gestiona aquestes dades per a posteriorment ser graficats a Google Maps.

Desarrollo de un sistema integrado de navegación inercial: interfície IMU + FPGA

Els sistemes automatitzats que requereixen d’un control d’estabilitat o moviment es poden trobar cada cop en més àmbits. Aplicacions UAV o de posicionament global són les més comunes per aquest tipus de sistemes, degut a que necessiten d’un control de moviment molt precís. Per a dur a terme aquest procés s’utilitzen unitats de mesura inercial, que mitjançant acceleròmetres i giroscopis degudament posicionats, a més a més d’una correcció del possible error que puguin introduir aquests últims, proporcionen una acceleració i una velocitat angular de les quals es pot extreure el camí efectuat per aquestes unitats. La IMU, combinada amb un GPS i mitjançant un filtre de Kalman, proporcionen una major exactitud , a més d’un punt de partida (proporcionat per el GPS), un recorregut representable en un mapa y, en el cas de perdre la senyal GPS, poder seguir adquirint dades de la IMU. Aquestes dades poden ser recollides i processades per una FPGA, que a la vegada podem sincronitzar amb una PDA per a que l’usuari pugui veure representat el moviment del sistema. Aquest treball es centra en el funcionament de la IMU i l’adquisició de dades amb la FPGA. També introdueix el filtre de Kalman per a la correcció de l’error dels sensors.

BAW notch filter for WiMAX applications

Als darrers anys la necessitat de connectar-se a internet des de qualsevol lloc s’ha incrementat exponencialment sobretot de manera inalàmbrica. Degut al finit espectre radioelèctric es tendeix a aprofitar totes les franges freqüencials d’aquest convivint diferents sistemes en franges properes podent induir-se interferències mútuament. Per evitar aquestes interferències es requereix de filtres a tots els dispositius els quals aïllin un sistema del adjacent. En aquest projecte es dóna una solució al cas concret de la convivència entre els sistemes Wi-Fi y WiMAX eliminant la banda Wi-Fi interferent en sistemes WiMAX. Aquesta solució consisteix en el disseny d’un filtre banda eliminada d’ordre 3 implementat mitjançant tecnologia BAW a partir de l’estructura y especificacions d’un filtre comercial. A més també es fa un petit estudi per veure si seria interessant una millora en els processos de fabricació del filtre per part del fabricant.

Diseño de filtros Bulk Acoustic Wave con topología en escalera de altas prestaciones

Degut als avenços als dispositius de telecomunicacions durant l’última dècada, els filtres integrats en aquests dispositius requereixen de millors prestacions, baix cost i, per sobre de tot, requereixen unes dimensions el més reduïdes possibles. Tot i que avui dia encara s’utilitzen el filtres SAW en aquests dispositius, cada cop més s’estan substituint pels filtres amb tecnologia BAW, ja que tenen millors prestacions. En l’actualitat la topologia BAW més extensa i utilitzada és la topologia en escala. En aquest projecte s’ha portat a terme un estudi en profunditat de les limitacions dels filtres en escala. A partir de les limitacions detectades s’ha presentat una nova estructura de disseny per aquest tipus de filtres que redueix les dimensions d’aquests i millora considerablement algunes de les limitacions de l’estructura convencional. Paral·lelament s’ha desenvolupat una metodologia sistemàtica pròpia pel disseny de la nova estructura.

La integració de les energies renovables en un model energètic sostenible

La sostenibilitat del model energètic de Catalunya es veu condicionada per aspectes com la dependència energètica, la seguretat de subministrament, l’eficiència energètica, els impactes ambientals i la demanda creixent. D’altra banda, la incorporació d’energia renovable en el mix energètic implica una major autonomia energètica, seguretat de subministrament a llarg termini, i eficiència energètica, així com un menor impacte ambiental. Tanmateix, la contribució en el sistema elèctric d’un volum ja important i creixent d’energia renovable requereix una complexa tasca d’integració a nivell tècnic i econòmic. Per aconseguir-ho, és necessari desenvolupar una regulació estable que complementi el procés de liberalització del sector amb l’objectiu d’acomodar la generació renovable en un model energètic sostenible. La (in)formació i participació de la demanda es presenta com una condició clau per engegar el camí cap a una nova cultura energètica.

Uranium reserve, nuclear fuel cycle delusion, CO2 emission from the sea, and electricity supply: reflections after the fuel meltdown of Fukushima nuclear power units

The Great Tohoku-Kanto earthquake and resulting tsunami has brought considerable attention to the issue of the construction of new power plants. We argue in this paper, nuclear power is not a sustainable solution to energy problems. First, we explore the stock of uranium-235 and the different schemes developed by the nuclear power industry to exploit this resource. Second, we show that these methods, fast breeder and MOX fuel reactors, are not feasible. Third, we show that the argument that nuclear energy can be used to reduce CO2 emissions is false: the emissions from the increased water evaporation from nuclear power generation must be accounted for. In the case of Japan, water from nuclear power plants is drained into the surrounding sea, raising the water temperature which has an adverse affect on the immediate ecosystem, as well as increasing CO2 emissions from increased water evaporation from the sea. Next, a short exercise is used to show that nuclear power is not even needed to meet consumer demand in Japan. Such an exercise should be performed for any country considering the construction of additional nuclear power plants. Lastly, the paper is concluded with a discussion of the implications of our findings.