REPOSITORIO USM
Trabajos de Título, Monografías Académicas, Tesis o Memorias de pregrado
Recent Submissions
Sistema de monitoreo IOT para el análisis de indicadores de mantenimiento industrial
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Catalán Becerra, Andrés Antonio; Departamento de Mecánica; Larson Munoz, Guillermo Felipe
El presente trabajo desarrolla e implementa un sistema de monitoreo IoT para el análisis de indicadores de mantenimiento industrial, dirigido específicamente al contexto de la pequeña y mediana industria chilena. La investigación aborda la problemática de la baja adopción de tecnologías predictivas en el sector industrial nacional, particularmente en PYMES, donde el 65% aún opera bajo esquemas de mantenimiento reactivo o preventivo básico. La solución propuesta integra una arquitectura de tres capas basada en tecnologías de código abierto: (1) un simulador desarrollado en Python que genera datos sintéticos de vibración y temperatura mediante modelos estocásticos de degradación; (2) la plataforma ThingSpeak como repositorio cloud para almacenamiento y visualización de series temporales; y (3) Node-RED para el procesamiento en edge y aplicación de lógica de diagnóstico basada en normativas internacionales ISO 10816-3 y NEMA MG-1. El sistema implementado automatiza el cálculo en tiempo real de indicadores clave de mantenimiento (MTBF, MTTR, Disponibilidad, Confiabilidad) y genera diagnósticos predictivos mediante un sistema experto basado en reglas. La validación se realizó mediante simulación computacional, demostrando la capacidad del sistema para detectar anomalías en etapas tempranas con un 95% de precisión en la clasificación de estados operativos. Los resultados evidencian que la arquitectura propuesta reduce los costos de implementación en aproximadamente 85% respecto a soluciones comerciales equivalentes, haciendo viable la transición hacia mantenimiento predictivo para PYMES industriales chilenas. El trabajo contribuye a la democratización del acceso a tecnologías 4.0 en el sector productivo nacional, alineándose con los objetivos estratégicos de modernización industrial impulsados por CORFO. Palabras clave: IoT Industrial, Mantenimiento Predictivo, Industria 4.0, Node-RED, ThingSpeak, Indicadores de Mantenimiento, PYMES Industriales
Análisis y diseño de circuito snubber para convertidor dual flyback-forward en aplicaciones fotovoltaicas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-12) Vera Cartes, Josefina Martina; Rojas Monrroy, Christian Alexis; Departamento de Electrónica; Pérez Leiva, Marcelo Alejandro
El presente trabajo aborda el análisis, modelamiento y diseño de un circuito snubber pasivo tipo RCD, aplicado a un convertidor Dual Flyback–Forward aislado, empleado como etapa de pre-regulación en sistemas fotovoltaicos. Considerando un modelo de transformador no ideal, con inductancia de dispersión 𝐿𝑝, se estudió detalladamente el comportamiento dinámico del convertidor, caracterizando sus estados de conmutación y los efectos asociados al snubber, en términos de pérdidas de potencia y oscilaciones de alta frecuencia. A partir de simulaciones en PLECS y Python, se desarrollaron dos modelos matemáticos para el diseño del snubber. El primero corresponde a una expresión simplificada para la potencia disipada, obtenida mediante una aproximación geométrica de su forma de onda. El segundo modelo, basado en mínimos cuadrados, describe el porcentaje de overshoot del voltaje en el snubber como una función de la capacitancia 𝐶𝑠𝑛, obteniendo un coeficiente de determinación 𝑅2=0,995R2, lo que evidencia un ajuste altamente satisfactorio. Ambos modelos permitieron establecer un procedimiento de diseño trazable, escalable y replicable para dimensionar 𝑅𝑠𝑛 y 𝐶𝑠𝑛, en función de requerimientos de eficiencia y protección. La validación del método, mediante una prueba de diseño, entregó errores inferiores al 1 % en eficiencia y al 3 % en overshoot, demostrando su precisión y aplicabilidad práctica. El estudio evidencia que la resistencia del snubber es el parámetro dominante en la pérdida de potencia, mientras que la capacitancia gobierna directamente las oscilaciones del sistema. El método propuesto constituye una herramienta útil para convertidores aislados con inductancia de dispersión y sienta las bases para desarrollos futuros en modelamiento, caracterización experimental y automatización del proceso de diseño.
Análisis comparativo entre la Norma BS EN 15628:2014 y el marco de cualificación minero chileno 2019, identificando brechas y oportunidades de mejora
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Zárate Cortés, Benjamín Lucas; Departamento de Mecánica; Duque Ramírez, Pablo Andrés
Esta memoria aborda la necesidad de contar con marcos de cualificación en mantenimiento que respondan tanto a estándares internacionales como a requerimientos sectoriales específicos. El objetivo es realizar un análisis comparativo entre la norma “Maintenance—Qualification of Maintenance Personnel” (BS EN 15628:2014) y el Marco de Cualificación Minero (MCM) 2019, identificando convergencias, divergencias y oportunidades de articulación. Se revisa la evolución de la gestión del mantenimiento y el desarrollo de marcos de cualificación. La norma “Maintenance—Qualification of Maintenance Personnel” se presenta como un referente multisectorial alineado con el Marco Europeo de Cualificaciones (EQF), mientras que el MCM 2019 refleja el contexto chileno, con énfasis en su vinculación con ChileValora, la Educación Media Técnico Profesional (EMTP) y la Formación Técnica de Nivel Superior (FTNS). La Industria 4.0 y la transformación digital se analizan como ejes transversales que condicionan el desarrollo de competencias en mantenimiento. La metodología se basó en el ciclo PHVA, matrices comparativas con indicadores binarios y una escala de uno a cinco sintetizada en gráficos radar, considerando seis criterios: estructura, tipos de competencias, pertinencia sectorial, vinculación con formación/certificación, flexibilidad tecnológica y mejora continua. e acuerdo con la Alianza CCM–Eleva (2023), la minería chilena proyecta una demanda de más de 18.000 nuevos talentos en mantenimiento para la próxima década, lo que evidencia una brecha de cualificación significativa frente a la oferta formativa actual. Este déficit sustenta la relevancia del estudio y la necesidad de articular marcos normativos actualizados que garanticen la formación pertinente del capital humano.(...).
Sistema inteligente para la transformación de obras de artes visuales en experiencias auditivas accesibles para personas con discapacidad visual
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-12) Campusano Gaete, Tomás Andrés; Torres Rudloff, Nicolás; Departamento de Electrónica; Olivares Roncagliolo, Patricio Andrés
En el presente informe se aborda el desafío de mejorar la accesibilidad de las obras de arte visuales para personas con discapacidad visual, mediante el uso de inteligencia artificial. Se propone una plataforma accesible que transforma automáticamente imágenes de obras de arte en experiencias sonoras inmersivas, combinando descripciones narrativas y paisajes auditivos generados por modelos generativos. El sistema se estructura en cuatro módulos principales: un generador de audio descriptivo multimodal, un narrador contextual histórico, un generador de sonidos ambientales inmersivos y una interfaz web inclusiva, basada en normativas de accesibilidad, que integra los tres módulos anteriores. En particular, este trabajo se centra en el desarrollo del generador de audio descriptivo multimodal, encargado de interpretar y describir los elementos visuales presentes en las obras mediante modelos de lenguaje multimodales. Los resultados demuestran que el sistema es capaz de generar descripciones coherentes y auditivamente comprensibles, constituyendo un aporte significativo a la accesibilidad cultural y al uso de inteligencia artificial en experiencias sensoriales inclusivas.
Estudio de prefactibilidad técnico y económico para el suministro de energía eléctrica mediante un sistema fotovoltaico en la comuna Colina, región Metropolitana
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2026) Saavedra Ortega, Alan; Departamento de Electrotecnia e Informática; Ahumada Vera, Cristian
El presente trabajo lleva como título “Estudio de Prefactibilidad Técnico y Económico para el suministro de energía eléctrica mediante un sistema fotovoltaico en la Comuna de Colina, Región Metropolitana” y evalúa la creación de una empresa dedicada a la instalación de generadores solares fotovoltaicos a nivel domiciliario. El propósito de este servicio es vender la instalación de paneles solares a nivel domiciliario, con el fin de poder utilizar la energía como autoconsumo o bien la venta de excedentes que se generen a la compañía de distribución. Primero que todo, se realiza un estudio para evaluar la factibilidad de radiación solar que existe en la zona, en este caso la Comuna de Colina, la cual se presenta como un escenario idóneo para la aplicación de este proyecto. El Capítulo 1 presenta el diagnóstico completo del proyecto, incluyendo su contexto, objetivos, antecedentes y posibles impactos. Esta información es esencial para comprender la base sobre la cual se llevará a cabo la evaluación del proyecto y tomar decisiones informadas sobre su viabilidad y desarrollo. El Capítulo 2 corresponde al análisis de prefactibilidad de mercado, donde se detalla el servicio a ofrecer y su precio. Además, se realiza un análisis de la posible demanda actual y cómo se proyecta en el futuro, considerando las variables que la afectan. Con respecto a la oferta, se analiza tanto la actual como la futura, considerando igualmente sus variables. También se destacan aspectos relevantes como el detalle de los precios por el servicio entregado, la localización de la empresa y un exhaustivo análisis del sistema de comercialización. El Capítulo 3 abarca diversos aspectos relacionados con la planificación y desarrollo del proyecto, incluyendo la descripción y selección de procesos, la creación de un diagrama de flujo, el balance de masa y energía, la selección de equipos, proyectos complementarios, diseño de lay-out, determinación de insumos, productos y subproductos, flexibilidad y rendimientos, consumos de energía, programas de trabajo, turnos y gastos en personal, perfiles y sueldos del personal de operaciones, inversiones en equipos y edificaciones, inversiones y capital de trabajo, así como costos de instalación, puesta en marcha y costos de imprevistos. Estos son puntos clave a considerar en la fase de planificación de un proyecto. Para el proyecto puro se requiere una inversión inicial de 1.189 UF. En el Capítulo 4 se aborda la Evaluación Económica, destacando las consideraciones a utilizar. Se exploran dos tipos de proyectos: el “proyecto puro” y el “proyecto con financiamiento”, con variaciones del 25%, 50% y 75% de financiamiento externo. Además, se examinan al menos dos sensibilizaciones para evaluar la robustez del proyecto frente a cambios en variables clave. El flujo con mejores resultados corresponde al proyecto financiado en un 75%, que alcanza un VAN de 5.459 UF, una TIR de 252% y un PRI de 1 año.
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