Modelado multi-dominio de máquinas eléctricas. Multi-domain modeling of electric machines

El objetivo general de este proyecto es desarrollar nuevos modelos multi-dominio de máquinas eléctricas para aplicaciones al control y al diagnóstico de fallas. Se propone comenzar con el modelo electromagnético del motor de inducción en base a circuitos magnéticos equivalentes (MEC) validándolo por medio de simulación y de resultados experimentales. Como segundo paso se pretende desarrollas modelos térmicos y mecánicos con el objetivo que puedan ser acoplados al modelo electromagnético y de esta estudiar la interacción de los dominios y se validará mediante resultados de simulación y experimentales el modelo completo. Finalmente se pretende utilizar el modelo multi-dominio como una herramienta para la prueba de nuevas estrategias de control y diagnóstico de fallas. The main objective of this project is the development of new multi-domain models of electric machines for control and fault diagnosis applications. The electromagnetic modeling of the induction motor (IM) will be done using the magnetic equivalent circuits approach. This model will be validated by simulation and by experimental results. As a second step of this project, new mechanical and thermal models for the IM will be developed, with the objective of coupling these models with the electromagnetic one. With this multi-domain model it will be possible to study the interaction between each others. After that, the complete model will be validated by simulation and experimental results. Finally, the model will be used as a tool for testing new control and fault diagnosis strategies.

Desarrollo de máquina de perfusión para la conservación de órganos para trasplante. Modelo renal.

El trasplante renal es el tratamiento óptimo para personas que sufren estadios terminales de enfermedades renales, presentando una relación costo beneficio a favor del trasplante con respecto a la diálisis. El número de paciente que requieren ser trasplantado se incrementa año a año, pero este incremento no se ve acompañado con el aumento de los órganos disponibles. Según el SINTRA en nuestro país hay 5880 pacientes en lista de espera para recibir un trasplante renal, durante el 2011 se procuraron 1720 riñones con criterios clásicos. Es consecuencia de esta falta de órganos que se comenzó a utilizar órganos marginales, aquellos que no reúnen los criterios clásicos de donantes, el inconveniente que esto genera, es que los órganos a trasplantar presentan un mayor índice de daño celular y de rechazo. Diferentes estudios demostraron que la utilización de máquinas de perfusión en estos órganos mejora la sobrevida del órgano y disminuye el rechazo, algo que no se puede lograr con los métodos de conservación clásicos. El objetivo de este proyecto es: desarrollar y construir una máquina de perfusión renal de flujo continuo / pulsátil, con las innovaciones que consideramos pertinentes para la conservación de órganos con criterios extendidos. La máquina dispondrá de dos cámaras herméticas una dentro de la otra, la interior que contendrá al órgano el cual será conectado por medio de cánulas, a una bomba pulsátil con solución de Wisconsin o similar, estará rodeada de otra con líquido refrigerante bombeado desde una bomba refrigerante eléctrica portátil, estos sistema eléctricos serán a batería de larga duración. Nuestro prototipo aporta además nuevas innovaciones como son; un sistema (GPS) que permitirá conocer la ubicación precisa del dispositivo activado y poder coordinar de mejor manera el procedimiento quirúrgico, una computadora de a bordo con la que se controlará todos los sistemas y se almacenarán los parámetros estadísticos del órgano transportado, consolas y pantalla táctil para el control de los parámetros de funcionamiento, se construirá la carcasa con tecnología LRTM de fibra de vidrio inyectada la cual se está desarrollando en nuestra empresa para aplicaciones varias. Se desarrollarán piezas descartables de bajo costo, acorde a las disponibilidades económicas locales, para lograr de este modo la amplia utilización de esta máquina en todos los centros de trasplante y procuración de órganos del país.

Diseño e implementación de una plataforma de red de sensores inalámbricos.

En el presente proyecto se propone el diseño e implementación de una plataforma de sensado inalámbrico. Para ello, es necesario el desarrollo de un nodo de Red de Sensores Inalámbricos (WSN, Wireless Sensor Network) y su implementación (hardware y software) mediante el uso de dispositivos programables que integren recursos analógicos, digitales y de señal mixta reconfigurables. Además se propone el modelado de una interfaz de sensado para permitir la fácil adaptación de la red a diferentes aplicaciones. El concepto de abstracción de hardware es utilizado para permitir una rápida portabilidad de la misma a distintas plataformas de sistemas embebidos. Para llevar a cabo esta tarea, se debe realizar previamente una caracterización de los sensores más comúnmente utilizados en aplicaciones WSN.

Plataforma informática aplicada como complemento a la enseñanza tradicional de la educación primaria y secundaria de la provincia de Córdoba. Integración de las ntics en los procesos de enseñanza-aprendizaje en entornos de sistemas móviles.

Desde la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de Córdoba, se pudo constatar a través de una investigación de campo y de Responsabilidad Social Universitaria, las dificultades que presentaban los alumnos de nivel medio para realizar sus tareas extra-áulicas. Estas dificultades provenían en general de las siguientes categorías: a. alumnos que no tienen el suficiente grado de contención fuera del ámbito netamente escolar. b. alumnos que no pueden recurrir a un adulto en sus hogares para solicitarles ayuda en sus tareas escolares. c. alumnos que, estando acompañados por familiares, estos no pueden acompañar la actividad de las tareas que los alumnos deben entregar en clases siguientes. Actualmente, esta situación fundamentalmente persiste en familias que están en la línea de pobreza o por debajo de ella. Esta problemática impide que se logre una interacción productiva entre los docentes, desde las propuestas de actividades curriculares, y los alumnos desde sus actividades extra-áulicas (deberes o tareas). El resultado es la deserción y la repitencia de los alumnos. El presente proyecto, como plataforma informática-educativa, inscripto en una realidad social compleja y de importancia vital para el desarrollo educativo de alumnos que pueden quedar excluidos socialmente. El desafío de este proyecto, multidisciplinario, en el que confluyen la Informática, el diseño de software y la pedagogía, es continuar el desarrollo, de complejidad creciente, de un espacio virtual en el que los alumnos de nivel primario y nivel medio puedan encontrar en él trayectorias formativas extra-aúlicas mediadas por el conocimiento curricular utilizando las posibilidades de las NTICs. En una continuidad con proyectos anteriores, las aplicaciones desarrolladas se implementarán para las plataformas de Sistemas Móviles.

Renovación y mejora varietal de frutales de hueso

El melocotonero (Prunus persica (L.) Batsch) es un cultivo de importancia creciente en España, particularmente para producción temprana en las regiones meridionales de la Península. Además tiene una elevado ritmo de sustitución de variedades. Solamente entre los años 1990-96 se comercializaron en el mundo alrededor de 500 nuevos cultivares (Fideghelli et al. 1998). El valor de las nuevas obtenciones es muy elevado, por lo que existe también un gran interés en su protección por parte de los mejoradores, y en el control de su identidad por viveristas o agricultores. La identificación varietal con datos sobre la morfología y fisiología de los frutales se realiza en ensayos de campo que requieren largo tiempo, generalmente años, de observación. Estos procesos son demasiado lentos para aplicaciones como el control de identidad en vivero o para la protección de los derechos de obtentor. Los marcadores moleculares, basados en la variabilidad del ADN, pueden detectarse en cualquier momento del desarrollo de la planta, y en diferentes tejidos, permitiendo establecer en pocos días un perfil único para cada variedad. El melocotonero es una de las especies menos variables del género Prunus (Byrne, 1990). Ello se debe a su sistema de autocompatibilidad que permite la autofecundación, lo que probablemente ha causado una importante erosión de su variabilidad genética especialmente desde el uso de las técnicas modernas de mejora genética. La baja variabilidad de este cultivo significa que los 2 marcadores que deben ser utilizados para su identificación han de buscarse entre los de mayor polimorfismo, ya que el uso de marcadores de buena calidad pero poco polimórficos no permite el objetivo de la caracterización individual de cada genotipo (Messeguer et al., 1986).

Diseño de un diplexor basado en resonadores BAW

Este proyecto plantea el diseño de un diplexor basado en resonadores BAW, pensado para aplicaciones de comunicaciones móviles. Éste permite a los terminales seleccionar los canales de uplink y downlink en sistemas que utilicen duplexado por división en frecuencia. Se plantean tres alternativas de diseño a partir de filtros implementados con resonadores BAW en una topología en escalera. Éstas serán evaluadas y comparadas considerando las pérdidas de inserción, el rechazo fuera de banda y las dimensiones de la estructura obtenida.

Anàlisi del sistema operatiu RTLinux e implementació d'un entorn de desenvolupament de tasques en temps real (aplicat al control de processos)

El projecte "Anàlisi del sistema operatiu RTLinux i implementació d'un entorn de desenvolupament de tasques en temps real" analitza la possibilitat de crear un entorn de desenvolupament de tasques en temps real per poder crear sistemes de control complex, tot això mitjançant codi lliure. Inicialment es fa un aprenentatge sobre el concepte de temps real, després s'elegeix el sistema operatiu en temps real RTLinux per a crear l'entorn de desenvolupament utilitzant el llenguatge de programació Tcl/Tk. Es creen un conjunt d'aplicacions (pel control computacional) per estudiar la viabilitat de la construcció de l'entorn desitjat per facilitar la tasca de l'usuari final. Aquest projecte obre multitud de possibles camins a continuar: comunicació remota, implementació de planificadors, estudi de controladors, etc.

Análisis y diseño de un procesador RISC simple para adquisición y proceso de datos

Aquest projecte té com a objectiu l'anàlisi de prestacions de processadors RISC de baix cost i el disseny d'un processador RISC simple per a aplicacions de propòsit general relacionades amb l'adquisició i el procés simple de dades. Com a resultat es presenta el processador SR3C de 32 bits i arquitectura RISC. Aquest processador s'ha descrit i simulat mitjançant el llenguatge de descripció de hardware VHDL i s'ha sintetitzat en una FPGA. El processador està preparat per poder utilitzar-se en SoCs reals gràcies al compliment de l'estàndard de busos Wishbone. A més també es pot utilitzar com plataforma educativa gràcies a l'essamblador i simulador desenvolupats.

Càlcul distribuït en BOINC per el trencament de l'algorisme RC5

Aquest projecte té com a objectiu participar en el desafiament d'RSA Laboratories corresponent a trencar el criptosistema RC5-32-12-9 proposat. Per realitzar-ho s'ha triat realitzar un atac per força bruta, mitjançant el càlcul distribuït i, més concretament, utilitzant la Public Resource Computing. La plataforma escollida és la Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC), coneguda per la seva utilització en grans projectes com ara SETI@home. En aquest projecte es posa en funcionament la infraestructura i es desenvolupen les aplicacions necessàries per iniciar els càlculs que haurien de permetre el trencament del criptosistema.

PIM place & ghost application

Actualment, el Servei d'Informàtica de l'Escola d'Enginyeries (SIEE) s'enfronta a dos problemes: l'augment del nombre d'alumnes, mantenint el mateix número d'ordinadors per fer les pràctiques i, d'altra banda, el també creixent nombre d'aplicacions que s'han desenvolupat i es desenvolupen per resoldre les necessitats generades pels mateixos alumnes. Aquest projecte neix amb la voluntat de solucionar aquests problemes, creant per un costat un aula de màquines virtuals i per altra banda crear un aplicatiu web, que servirà de framework i contenidor de futures aplicacions, on es pugui connectar de manera senzilla amb les màquines virtuals.

Modelo de un grupo de robots colaboradores cazadores

El nombre d'aplicacions dels microrobots en biomedicina creix a mesura que el seu desenvolupament avança. Entre elles hi ha les consistents a examinar cèl·lules amb microrobots cooperants. En aquest treball es presenta un prototip a escala d'aquest problema, convenientment simplificat: dos robots tracten d'agafar una pilota que representa la cèl·lula que s'examina. Com a resultat, s'ha obtingut un algorisme deliberatiu per a la resolució d'aquest problema amb robots homogenis.

Comportamiento tribomecánico de sistemas de sustrato: recubrimiento duros

En aplicaciones como la conformación en frío, donde los metales duros recubiertos con películas de naturaleza cerámica son ampliamente empleados, la existencia de un contacto mecánico repetitivo induce tensiones Hertzianas y origina el fallo por fatiga. En este trabajo, se investigan diversos recubrimientos cerámicos depositados por deposición física desde fase vapor sobre calidades diferentes de metal duro y un acero rápido pulvimetalúrgico para evaluar sus respectivas respuesta al contacto y comportamiento a fatiga. El trabajo experimental incluye la caracterización de los sistemas mediante ensayos de rayado y nanoindentación y la evaluación de las curvas tensión-deformación de indentación esférica de los sustratos, tanto desnudos como recubiertos, poniendo especial atención en determinar las tensiones de contacto críticas asociadas a la deformación plástica y a la aparición de grietas circulares en la superficie recubierta. A este estudio, le siguen numerosos ensayos a fatiga a cargas inferiores a aquéllas identificadas como críticas bajo carga monotónica y para un número de ciclos comprendido entre 1.000 y 1.000.000 de ciclos. Los resultados experimentales indican que las películas cerámicas no parecen desempeñar un papel relevante en la aparición de la cedencia plástica, siendo la deformación plástica global controlada por la deformación del sustrato. No obstante, para tensiones elevadas de indentación durante el régimen plástico, existe la aparición de grietas circulares en los recubrimientos cerámicos. Además, la aparición de las mismas es sensible a la fatiga por contacto. Este análisis mecánico se complementa con una inspección detallada del daño generado en profundidad y superficie.

RADIC II: a fault tolerant architecture with flexible dynamic redundancy

The demand for computational power has been leading the improvement of the High Performance Computing (HPC) area, generally represented by the use of distributed systems like clusters of computers running parallel applications. In this area, fault tolerance plays an important role in order to provide high availability isolating the application from the faults effects. Performance and availability form an undissociable binomial for some kind of applications. Therefore, the fault tolerant solutions must take into consideration these two constraints when it has been designed. In this dissertation, we present a few side-effects that some fault tolerant solutions may presents when recovering a failed process. These effects may causes degradation of the system, affecting mainly the overall performance and availability. We introduce RADIC-II, a fault tolerant architecture for message passing based on RADIC (Redundant Array of Distributed Independent Fault Tolerance Controllers) architecture. RADIC-II keeps as maximum as possible the RADIC features of transparency, decentralization, flexibility and scalability, incorporating a flexible dynamic redundancy feature, allowing to mitigate or to avoid some recovery side-effects.

Políticas de encaminamiento tolerantes a fallos

El uso intensivo y prolongado de computadores de altas prestaciones para ejecutar aplicaciones computacionalmente intensivas, sumado al elevado número de elementos que los componen, incrementan drásticamente la probabilidad de ocurrencia de fallos durante su funcionamiento. El objetivo del trabajo es resolver el problema de tolerancia a fallos para redes de interconexión de altas prestaciones, partiendo del diseño de polí­ticas de encaminamiento tolerantes a fallos. Buscamos resolver una determinada cantidad de fallos de enlaces y nodos, considerando sus factores de impacto y probabilidad de aparición. Para ello aprovechamos la redundancia de caminos de comunicación existentes, partiendo desde enfoques de encaminamiento adaptativos capaces de cumplir con las cuatro fases de la tolerancia a fallos: detección del error, contención del daño, recuperación del error, y tratamiento del fallo y continuidad del servicio. La experimentación muestra una degradación de prestaciones menor al 5%. En el futuro, se tratará la pérdida de información en tránsito.

Balanceo distribuido del encaminamiento para topologías fat-tree sobre redes Infiniband

Las redes de interconexión juegan un papel importante en el rendimiento de los sistemas de altas prestaciones. Actualmente la gestión del encaminamiento de los mensajes es un factor determinante para mantener las prestaciones de la red. Nuestra propuesta es trabajar sobre un algoritmo de encaminamiento adaptativo, que distribuye el encaminamiento de los mensajes para evitar los problemas de congestión en las redes de interconexión, que aparecen por el gran volumen de comunicaciones de aplicaciones científicas ó comerciales. El objetivo es ajustar el algoritmo a una topología muy utilizada en los sistemas actuales como lo es el fat‐tree, e implementarlo en una tecnología Infiniband. En la experimentación realizada comparamos el método de control de congestión de la arquitectura Infiniband, con nuestro algoritmo. Los resultados obtenidos muestran que mejoramos los niveles de latencia por encima de un 50% y de throughput entre un 38% y un 81%.