Tesis de Pregrado Acceso Abierto

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Clasificación de escenarios de operación de la red eléctrica
(2022-12) Benavente Silva, José Miguel ; Gutiérrez Gaete, Angel Antonio; Abdelhamid, Mohamed; Departamento de Electrónica; Araya López, Mauricio Alejandro
Los estados de la red eléctrica son datos constantemente analizados por parte de las empresas proveedoras de este tipo de servicio debido a que entregan relevante información que permite realizar tomas de decisiones logísticas más precavidas. La empresa Chilquinta Energía S.A. participó en el programa de Memorias Multidisciplinarias de la Universidad Técnica Federico Santa María para cambiar sus procesos de limpieza y clasificación manual de los datos. Estos procedimientos exponen un problema en los procesos de clasificación de los distintos estados de la red eléctrica de Valparaíso, ya que podrían encaminar a una mala resolución con consecuencias monetarias y sociales debido a que afectan la determinación de inversiones económicas por parte de la empresa a sectores más vulnerables en cuanto a disponibilidad y confiabilidad del servicio eléctrico. El objetivo de esta memoria es lograr la automatización de este proceso con el fin de mejorar los tiempos de trabajo y la toma de decisiones. Para ello, se propone una solución mediante el uso de inteligencia artificial, a través de redes neuronales capaces de extraer información y producir conclusiones a partir de los datos. El propósito es lograr un reconocimiento automático del estado de la red a través del aprendizaje de máquinas. A partir de los resultados de los experimentos, se concluye que la información del conjunto de datos usado para el entrenamiento de los modelos de inteligencia artificial supervisados no es confiable debido al voluble proceso de notificación de la existencia de una falla en la red eléctrica. Consecuentemente, se presenta un documento a la empresa Chilquinta Energía S.A., con una serie de recomendaciones que tienen como objetivo mejorar el flujo del registro de datos, para generar a futuro un mejor conjunto de datos que permita llegar a la solución automatizada de la clasificación de los estados de la red a través de la inteligencia artificial.
Desarrollo de un sistema de seguimiento de cargamentos portuarios
(2020-09) Arancibia Ojeda, Eduardo Ignacio; Pincheira Vicencio, Gerson Eduardo; Departamento de Electrónica; Abdelhamid, Mohamed; Jara Carvallo, Nicolas Alonso
En la actualidad se mueven millones de toneladas de cargas entre puertos a nivel mundial, transportándose una amplia gama de productos desde distintos países. Según el estudio elaborado por ProChile en el año 2018, Chile lideró las exportaciones en 29 categorías de productos a nivel mundial, por lo cual este tema se vuelve de suma importancia para el desarrollo económico del país. En este trabajo de título se investiga sobre una manera eficiente de dar seguimiento a los cientos de cargamentos que salen día a día desde los puertos del país, de modo que las empresas tengan un mejor control de sus productos y se puedan anteponer a cualquier inconveniente que fuera a ocurrir antes de que estos lleguen a su cliente. Se propone la creación de una aplicación web que guarde registro y actualice el estado de todos los cargamentos que estén actualmente en proceso de transporte; principalmente, nos centraremos en los contenedores que se transportan en vía marítima, ya que son estos últimos los que presentan un mayor desafío a la hora de poder darle un seguimiento preciso. Es muy difícil que una empresa que exporte productos utilice la misma naviera para el transporte de sus envíos, ya sea por costos, destino final, tiempos de embarque, entre otros factores. Es por esto que la idea principal de la aplicación es que el cliente pueda registrar todos los datos principales de cada uno de sus contenedores; de esta forma, la aplicación puede interactuar con la información entregada por cada naviera, dando seguimiento al contenedor en un solo lugar. La aplicación web constará de ciertos requisitos funcionales, tales como sistema de alarmas al cambiar los tiempos de arribo, visualización en tiempo real de los cargamentos, despliegue informativo sobre los contenedores, entre otras funcionalidades. El sistema de alarma permite(...).
Diseño de experiencias para talleres de electrónica orientados a estudiantes de educación primaria y secundaria
(2023-05) Huerta Cádiz, Camila Victoria; Abdelhamid, Mohamed; Departamento de Electrónica; Carvajal Barrera, Gonzalo Andrés
Las Academias de Tecnología del Departamento de Electrónica de la Universidad Técnica Federico Santa María (UTFSM) funcionan anualmente impartiendo clases de electrónica básica a estudiantes de enseñanza básica y media de establecimientos educacionales de la V Región, de mano de estudiantes del mismo departamento. Estas clases se centran en mostrar contenidos dependientes de cada tutor o tutora (estudiante universitario) a cargo de la enseñanza, lo que provoca un nulo control sobre los tópicos enseñados a los participantes y el real aprendizaje de estos, además de una capacidad de retroalimentación del o la participante hacia las Academias prácticamente inexistente. Tomando en cuenta lo anterior, surge la necesidad de estandarizar el aprendizaje y su proceso. Esto quiere decir: definir una lista de contenidos a entregar y el orden en el que se hará, además de planificar métodos de medición de aprendizaje de tal forma de poder analizar el impacto de las academias como tal en el aprendizaje de electrónica y en las competencias sello incluidas en la misión de estas(...).
Diseño de plataforma IOT para monitoreo remoto y control de edificios inteligentes
(2022-09) Arriagada Chávez, Sebastián ; Martinez Verdugo, José Manuel; Departamento de Electrónica; Abdelhamid, Mohamed
Con la creciente necesidad de obtener datos de los consumos energéticos dentro de un edificio, se hace necesaria la investigación de la obtención, orden y visualización de dicha información. Entonces, si se considera un edificio inteligente como aquel que permite obtener los datos desde dispositivos de medición energética y sensores, basta con tener acceso a dicho tipo de edificio para obtener la información buscada. Lamentablemente, ya que no todos los edificios poseen esta característica, se propone una serie de dispositivos de medición que permitan recabar la información de uso energético. Pero, con los dispositivos instalados, se requiere de una plataforma que permita su fácil visualización por el usuario final. Para ello se propone una plataforma de arquitectura IoT que tome los datos de consumo energético, los almacene y los muestre al usuario que puede conectarse a ella desde internet. La implementación de los dispositivos de medición se hace pensando en la implementación en tres escenarios característicos de un edificio (que se sabe además que forma parte de un conjunto de estos llamado Campus), que son: una oficina, una sala de clases y un laboratorio. Por otro lado, se realiza la implementación en un banco de pruebas que permite tener acceso a todas las cargas planteadas para probar dicha plataforma.
Diseño de sistema de riego inteligente basado en internet de las cosas para un viñedo en el Valle de Casablanca
(2020-09) Figueroa Fernández, Juan Carlos; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Lezana Illesca, Pablo Andrés; Abdelhamid, Mohamed
En la presente memoria se realiza el proyecto de sistema inteligente de riego y uso de energía renovable para la viña Casablanca, en la ciudad de Valparaíso. Esto se conoce también como agricultura de precisión o agricultura inteligente. La agricultura inteligente hace referencia al aprovechamiento eficiente de los recursos de la tierra a través de nuevas tecnologías, como por ejemplo el Internet de las Cosas. Esta mejora en el proceso trae beneficios tanto económicos como medioambientales. Para llevar a cabo la tarea, se realizó el levantamiento del equipamiento y los sistemas utilizados en el viñedo originalmente. El sistema de regadío utilizado por la viña no cuenta con un sistema de medición precisa y en tiempo real que permita tomar decisiones para la optimización del recurso hídrico. Adicionalmente, la bomba utilizada para el regadío es alimentada exclusivamente con energía proveniente de la red de distribución del sector. La siguiente etapa del proyecto consiste en la selección de una porción del campo para llevar a cabo la instalación de un sistema de monitoreo de regadío y de un sistema fotovoltaico que permita energizar el sistema de regadío en este sector. Además, se dimensiona un sistema de energía fotovoltaica para satisfacer la demanda de la bomba de agua que alimenta todo el sistema de riego de la viña. Con esto se busca disminuir el consumo de energía directamente de la red eléctrica y los costos asociados a este. Se implementa una red inalámbrica de sensores que permita el monitoreo de las condiciones ambientales y del suelo del viñedo. Estos datos se enviarán y serán recopilados por medio de una central que estará comunicada con cada uno de los puntos de medición dispuestos en terreno. La estación base envía la correspondiente señal a los actuadores pertenecientes al sistema, de acuerdo con lo medido por los sensores.
Diseño de un sistema fotovoltaico para ahorrar el consumo energético de un hogar inteligente con un vehículo eléctrico
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2021-12) Salles Mardones, Javier Ignacio; Abdelhamid, Mohamed; Departamento de Mecánica; Flores Maradiaga, Alex
La presente tesis de memoria nos entrega, en primera instancia, una perspectiva general sobre la aplicación de sistemas de generación local fotovoltaica a nivel residencial, los cuales han ido ganando terreno con el paso de los años. Entre las causas podemos nombrar, por un lado, el aumento de la demanda energética que presenta la carga de los vehículos eléctricos a nivel residencial y que se traduce en un gran problema cuando se genera un sobreconsumo a nivel de la red eléctrica, lo cual podría provocar grandes daños a la infraestructura eléctrica. De esta forma, una manera de mitigar este impacto es a través de sistemas inteligentes de gestión energética, junto con la generación distribuida fotovoltaica, lo cual además presenta beneficios económicos para los residentes. Otro factor clave ha sido el aumento de su rentabilidad, lo cual se debe principalmente a la baja en los precios de los componentes fotovoltaicos, como paneles, baterías de almacenamiento, inversores y controladores de carga, junto con el desarrollo de nuevos productos gracias al fuerte incentivo a la investigación y desarrollo por parte de los fabricantes, lo que ha permitido la entrada de componentes con mejores parámetros al mercado, como el aumento de las eficiencias, capacidades, entre otros aspectos clave. Por otro lado, se dimensionan dos sistemas fotovoltaicos, tanto con y sin sistema de almacenamiento en baterías, para un caso de estudio en Viña del Mar, en donde se recolectaron datos reales del consumo energético de un hogar inteligente y además se simula la demanda energética que presenta la carga domiciliaria de un vehículo eléctrico Nissan Leaf e+. El dimensionamiento, tanto del arreglo fotovoltaico de paneles como del sistema de almacenamiento en baterías, se realiza en base a(...).
Diseño e implementación de una plataforma de marketplace integrado al sitio InforedChile
(2021-03) Zúñiga Cáceres, Matías; Cabezas Berrios, Francisco; Departamento de Electrónica; Abdelhamid, Mohamed
El presente trabajo tiene el objetivo de documentar el diseño e implementación de un sistema de MarketPlace multi-vendedor, el cual puede ser integrado con un directorio público de MiPymes (InforedChile), y surge como respuesta a la problemática que muchas de estas empresas tienen en el contexto de la pandemia de COVID-19. Para esto, se analizan las alternativas existentes de sistemas que resuelven problemáticas similares, escogiendo uno para ser tomado como base de la solución propuesta. A partir de la base elegida, se diseñan e implementan interfaces de usuario que armonizan con la plataforma InforedChile, y se crean extensiones de integración para permitir que cada uno de los usuarios de InforedChile pueda ofrecer sus productos. Además, se desarrolla una integración con la pasarela de pagos Khipu, con el objetivo de poder realizar pagos en la plataforma con tarjetas de crédito y débito chilenas.
Diseño e implementación de una plataforma IoT de monitoreo de vehículos de movilidad compartida
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-03) Caqueo Ledesma, Cristóbal Ignacio; Diago Mosquera, Melissa Eugenia; Departamento de Electrónica; Abdelhamid, Mohamed
La movilidad compartida es un tema que ha ganado importancia en los últimos años. Esto se debe a la popularidad de los vehículos eléctricos y a la creciente necesidad de adoptar nuevas soluciones de movilización para las ciudades, con el fin de reducir emisiones y adaptarse a las crecientes poblaciones. Así, se ha buscado implementar distintas soluciones para promover la evolución de las ciudades y de la movilidad. Desde aplicaciones como Uber para solicitar viajes en auto, hasta plataformas como Grin para solicitar el uso de scooters eléctricos individuales. En general, estas soluciones se basan en comunicaciones 4G y dependen de los teléfonos de los usuarios para funcionar. Por otra parte, LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) es un protocolo de comunicaciones de bajo consumo con un alto alcance, ampliamente utilizado en aplicaciones IoT. Con el fin de probar el funcionamiento de LoRaWAN para redes IoT móviles y verificar su viabilidad para el futuro de las ciudades y la movilización, se diseñó e implementó una plataforma IoT usando nodos transmisores y receptores, gateways LoRa, y también una aplicación en Android para comparar el funcionamiento. Los resultados de la implementación muestran que una red a mayor escala es viable, siempre y cuando se mantenga un número adecuado de puntos de acceso bien ubicados dentro de la zona que se desea cubrir.
Diseño e implementación de una plataforma IoT para monitoreo de carga en hogares inteligentes
(2021) Calderón Silva, Nicolás; Departamento de Electrónica; Abdelhamid, Mohamed; Martínez Verdugo, José Manuel
El consumo de energía eléctrica está aumentando de manera significativa a lo largo de todo el mundo, llegando a estimarse que en un par de años las distribuidoras de este preciado recurso no sean capaces de dar abasto para solventar la necesidad de todos los usuarios. Con el fin de poder concientizar a los usuarios de su consumo energético es que nace el desafío de desarrollar e implementar una plataforma IoT para el monitoreo de los electrodomésticos del hogar, la que permite a los usuarios de ella observar su consumo en tiempo real. Este trabajo de título se ve alimentado por datos provenientes de electrodomésticos reales, con ayuda de un intermediario entre la toma de corriente y el dispositivo objetivo. Estos intermediarios son los Smart Plugs, los que envían continuamente información hacia un servidor en la nube para ser accedida por la plataforma y ser desplegada al usuario en distintos intervalos de tiempo, los que pueden ser seleccionados por él. La idea de la plataforma propuesta es que los usuarios puedan tener su propia cuenta dentro de ella, donde pueden ver el consumo de sus dispositivos organizados por habitaciones. Además, cada usuario tiene la posibilidad de adquirir el número necesario de Smart Plugs y agregarlos o desagregarlos dentro de la plataforma por medio de un código asociado al dispositivo físico. En este documento se explora el desarrollo y diseño de las dos primeras capas de arquitectura IoT del desafío, las que se encargan de la toma de datos y la comunicación de ellos. Finalmente, se muestra el resultado obtenido y su comparación con el resultado esperado, junto con una serie de recomendaciones futuras para mejorar el desafío.
Hacia un sistema auxiliar de detección de ubicación usando redes LoRa
(2021-09) Quiroz Cárdenas, Damián Marcelo; Departamento de Electrónica; Jara Carvallo, Nicolás Alonso; Abdelhamid, Mohamed
Una de las principales problemáticas vistas por las empresas de comercialización y distribución de productos son los robos y asaltos. Estos problemas generan una gran cantidad de pérdidas para dichas empresas, ya que la mercancía robada casi nunca es recuperada. Como una alternativa para mitigar esos delitos, muchas empresas contratan servicios de ubicación mediante Sistema de Posicionamiento Global o Global Positioning System (GPS) para tener información de los vehículos cuando ocurren estos delitos. Como una contramedida ante la acción de las empresas, los delincuentes utilizan dispositivos que inutilizan las señales de GPS, dificultando aún más el trabajo de las empresas dedicadas a este rubro. Este trabajo propone una alternativa de solución al problema de localización orientada a vehículos. El texto se centra en el diseño de un sistema auxiliar de localización para un sistema que posee de forma integrada un GPS, el que por distintos motivos podría fallar. Se trabajará en un prototipo de solución desde el diseño de hardware y firmware hasta la arquitectura de software, apuntando a la cobertura de eventos especiales, donde no se cuente con la señal de GPS o cuando se necesite enviar mensajes de alerta hacia otros vehículos. Para esto se evalúan las alternativas existentes en tecnologías como Wi-Fi, LoRa y Bluetooth. Por otra parte, se investigan los algoritmos de posicionamiento existentes, que son compatibles con las tecnologías, con sus ventajas y desventajas para resolver el problema planteado. Al evaluar las alternativas, se escogerá una de ellas para dar solución al problema y continuar con el desarrollo del dispositivo y servidor.
iHEMS: A web-based service for monitoring smart homes
(2022-08) Yuste Lucero, Sebastián Ignacio; Martínez Verdugo, José Manuel; Departamento de Electrónica; Abdelhamid, Mohamed
Predicción de demanda de agua potable mediante aprendizaje de máquinas y análisis de series de tiempo
(2021-11) Araya Barros, Luis Francisco; González Henríquez, Marcelo Iván; Departamento de Electrónica; Abdelhamid, Mohamed; Jara Carvallo, Nicolás Alonso
El agua como recurso es vital para el ser humano y además es una principal fuente de desarrollo económico y social del planeta. Factores como el aumento de la población, aceleración del cambio climático y nulas políticas de sostenibilidad han causado que dicho recurso sea cada vez más escaso, generando periodos extensos de sequía en varios países, incluyendo Chile. Una de las industrias que se destacan en el uso de dicho recurso son los sistemas de distribución de agua, los cuales se encargan del tratamiento de aguas servidas, además de la producción y distribución de agua potable. En este sentido, es vital el uso óptimo de los recursos, minimizando factores de pérdida como roturas de las conexiones, rebalses y mala toma de decisiones. La operación reactiva de los operadores frente a escenarios inciertos causa mermas importantes de energía, recursos monetarios y de agua. En esta tesis de título se trabaja con una compañía de servicios sanitarios ubicada en la Región de Valparaíso con el objetivo de minimizar las pérdidas asociadas a la toma de decisiones diarias de los operarios del sistema. En particular, se desea disponer de herramientas predictivas para que los operarios puedan tomar mejores decisiones en el corto plazo. Se propone un sistema compuesto por un flujo que construye modelos de predicción capaces de estimar el consumo diario de agua en base al consumo histórico para las zonas más críticas consideradas por la empresa. Además, se incluye una aplicación web en donde los operarios pueden consultar sobre el consumo diario en cada zona de interés para así poder tomar decisiones de forma proactiva y, en consecuencia, una minimización de costos operacionales.