Vamos a hablar ahora del grupo de investigación G-eLios.
G-eLios es un grupo de investigación de la
Escuela de Ingeniería Industrial de la UNED,
y básicamente nos dedicamos a las áreas de Ingeniería Eléctrica,
Tecnologías Avanzadas en Educación y Estandarización, Electrónica,
Control, Computadores, Energías Renovables, Sostenibilidad,
Movilidad, Telemática y Ciberseguridad, Bioingeniería,
Inteligencia de Datos, Control Optimizado Adaptativo
y Química Aplicada a Ingeniería.
Como veis, son muchas áreas,
pero porque tenemos un grupo de investigación grande.
En nuestro grupo somos unos 35 investigadores,
de los cuales 5 son de fuera
de la Universidad, de la UNED, del entorno docente
e investigación de la universidad y tenemos básicamente ahora mismo
en el grupo, 5 catedráticos de universidad,
10 profesores titulares de universidad, 6 profesores
contratados doctores y en total,
unos 26 sexenios de investigación.
Eso hace que sea un grupo grande;
es un grupo fuerte, multidisciplinar,
en todo lo que sería el área de electrical engineering,
desde el punto de vista, digamos, americano o norteamericano,
en el cual se ve esta cobertura,
digamos, amplia de lo que es la ingeniería eléctrica.
También dentro del grupo tenemos unos cuantos investigadores
de fuera de la Escuela de Ingenieros Industriales,
hemos tenido investigadores del departamento
de Sistemas de Comunicación y Control,
y de Ingeniería de Software y Sistemas
de la Escuela de Ingenieros Informáticos de la UNED,
y también tenemos del departamento de Educación
y Pedagogía Social de la Facultad de Educación,
porque, como decía antes, somos un grupo multidisciplinar.
Este grupo de investigación
surgió hace ya más de 20 años en la universidad,
pero estuvo unos años parado por la fallecimiento del profesor
Juan Peire Arroba, que fue el primer director
del grupo de investigación.
Yo soy Manuel Castro y soy el actual coordinador
de este grupo de investigación.
Básicamente el grupo se orienta hacia lo que es el aprendizaje
y la ingeniería en el aprendizaje,
la mejora, en general, del aprendizaje,
lo que hoy se denomina, sobre todo en Europa,
el Technology Enhanced Learning, el aprendizaje
basado en tecnología o aumentado por la tecnología.
Tocamos muchos temas en esa línea, como decía antes,
todas las partes de ingeniería eléctrica,
electrónica, control, automática
y luego ya como herramientas las plataformas educativas,
su integración, el aprendizaje que se llama personalizado,
los laboratorios remotos y virtuales,
la reutilización de recursos educativos
y la arquitectura de entornos virtuales
de aprendizaje y herramientas.
Este sería un poco un resumen
de las líneas de investigación que tenemos,
que básicamente cubren todo lo que os he comentado ya antes,
y las líneas de trabajo que son muy afines, digamos,
a todo lo que son estas líneas de investigación.
Vamos a ver en detalle un poquito de algunas de ellas.
Por ejemplo, en ingeniería eléctrica.
En ingeniería eléctrica, sobre todo
lo que trabajamos es la parte desde la generación,
la distribución y la utilización de la energía eléctrica
en todos los aspectos,
desde lo que sería la producción con centrales clásicas
o centrales renovables
hasta el uso, la movilidad, el vehículo eléctrico.
Todo eso estaría cubierto por nuestro grupo de investigación.
También las energías renovables,
lo que sería la energía hidráulica, la energía térmica,
la energía eólica o también, por ejemplo,
lo que es el ahorro energético.
Las nuevas fuentes de energía, el ahorro energético
y la sostenibilidad energética, son uno de los
objetivos de este grupo de investigación que lo
analizamos desde la línea de investigación de tecnologías
avanzadas en energías renovables y desarrollo sostenible.
Ahí como decía antes, la movilidad,
la movilidad urbana, la industria 4.0,
que sobre todo afecta a estos tipos de movilidad
y las centrales solares, térmicas, eólicas,
son todos, como digo, puntos, digamos de trabajo y conexión
en nuestro grupo de investigación G-eLios.
Desde el punto de vista de las tecnologías avanzadas en educación,
pues trabajamos en lo que son las analíticas de aprendizaje,
e-learning analitics, todo lo que es el Big Data,
la gestión de datos avanzados para su uso y decisión
dentro de lo que es el aprendizaje, basado en ordenador,
las tecnologías avanzadas, en gestión de conocimiento,
y por ello también estamos fuertemente implicados
en lo que son los cursos masivos online abiertos,
los cursos MOOC o COMA,
y también los laboratorios remotos,
como podéis ver en la imagen que tenemos ahí el laboratorio VISIR,
que tenemos instalado en nuestro departamento.
Este laboratorio, VISIR ha dado servicio
y está dando servicio.
Hemos tenido picos de hasta 500.000 sesiones
durante dos meses en uno de los primeros cursos MOOC,
que se han realizado en el mundo,
con un laboratorio remoto de electrónica en este caso.
Y también trabajamos fuertemente en lo que son los estándares
para los laboratorios de investigación y los trabajos,
en este caso de tecnologías avanzadas de educación,
como fue el estándar que ya se aprobó a principios del año,
a finales perdón del año 2019, de la sociedad de educación,
del IEEE, el primer estándar en temas de educación en Ingeniería.
También trabajamos, como decía antes en otros sistemas,
como son productos, optimización, control industrial,
lo que sea en laboratorios también en este caso brazos robóticos
exteriores o sistemas de arquitectura
de ordenadores, también con laboratorios remotos
para que cualquier estudiante de la universidad
y de fuera de la universidad pueda usar nuestros medios.
Son medios caros, avanzados, complejos
de trabajar con ellos y de una forma abierta,
tienen acceso a cualquiera de estos sistemas
desde cualquier punto que se encuentren en el mundo
con una conexión a Internet.
También trabajamos en los sistemas de seguridad.
La ciberseguridad es fundamental hoy en día,
los desarrollos de las comunicaciones, las ciencias,
el derecho, toda la parte de las redes privadas
Cloud Computing, toda la arquitectura digamos de redes,
como digo es parte la actividad que hacemos dentro del grupo, también.
Y ya para acabar esta parte, la bioingeniería, la ingeniería,
la biomedicina, todo lo que son los sensores, la domótica
también, para el tema de la actividad doméstica
y el tema por ejemplo de caídas con ancianos,
también lo vemos desde aquí.
Tenemos una sinergia fuerte también con otros grupos de innovación,
por ejemplo, hemos visto antes algunas transparencias del proyecto
de Madrid, que es la comunidad o la red de excelencia que tenemos
en la Comunidad de Madrid,
de universidades públicas, para temas de educación en Ingeniería
y también trabajamos fuertemente con el grupo de innovación docente
que tenemos también en el departamento,
el G-TAEI del cual también haremos una videoclase en otro momento.
Para acabar una breve transparencia de lo que serían proyectos,
que se han acabado algunos, como es el caso de PILAR,
en el cual hemos obtenido
la etiqueta Good Practice Example a nivel europeo.
Nos ha ofrecido la Unión Europea.
Esta etiqueta de buen ejemplo de práctica, de desarrollo
de proyectos, en este caso con el laboratorio remoto VISIR.
Y otros proyectos que tenemos en marcha, por ejemplo,
el proyecto TESI, para temas de
sistemas personalizados adaptativos,
para crear entornos y tareas
y para lo que es la inclusión social
de estudiantes con problemas de aprendizaje y comunicación
o el proyecto IOE-EQ, que sobre todo para el tema de internet
de la energía y la propuesta de que las pequeñas
y medianas empresas de Europa
usen estos sistemas de internet de la energía,
el proyecto e-LIVES, que también es para laboratorios remotos
en este caso, orientado al Magreb, al norte de África y a Jordania,
o el último proyecto que tenemos ahora en marcha,
que es el I4EU, que también es para que las pequeñas y medianas
empresas europeas puedan trabajar en lo que es la industria 4.0.
Como digo, son proyectos muy orientados al sistema social
y al entramado social de las empresas,
las pequeñas y medianas empresas y la universidad en Europa.
Por último, también remarcar la cooperación del Grupo G-ELios
con IOE-EQ, con el Instituto
de ingenieros eléctricos electrónicos mundial,
en el cual el departamento está presente, digamos,
dentro de esta asociación,
con una fuerte presencia a nivel español,
a nivel europeo, a nivel mundial.
Somos parte de esos 400.000 miembros
que tiene la asociación en el mundo.
Tenemos una rama estudiantes aquí en la UNED,
pertenecemos a la sección española,
tenemos un capítulo de la sociedad de educación en España,
y pertenecemos en este caso, tenemos un miembro que soy yo mismo
dentro de lo que es el board de directores del IEEE.
Para acabar nuestra colaboración, también en congresos,
hemos desarrollado congresos como es el EDUCON,
desde el grupo de investigación, que lleva ya a su 11ª edición,
este año en Oporto, LWMOOCS
que este año también es la 7ª edición
en Antigua, Guatemala, hemos participado y organizado FIE,
también de Madrid, el TAEE también,
que la siguiente edición es en Oporto
también este año en junio y otros nuevos ya como el Engineering,
que se celebra este año en Jordania,
dentro de ese grupo de investigación de Engineering,
del que veíamos antes del e-LIVES,
el COMPSAC que se celebra en Madrid ahora
y el año que viene, el 21 tendremos en Madrid también
por primera vez en España
el WEEF/GEDC/IFEES unos congresos más grandes
del mundo en temas de educación, en Ingeniería.
Pues con esto, espero que os haya interesado
esta presentación muy rápida de lo que es el grupo G-ELios,
y cualquier duda que tengáis o pregunta, tenéis
la presentación en slideshare, y me puedes encontrar y mandar
un correo en cualquier momento, buscando Manuel Castro
UNED en la red.
Muchas gracias.
Vamos a hablar ahora de un grupo de innovación docente.
Esta es una especialidad que tenemos aquí
en la Escuela de Industriales de Ingenieros Industriales de la UNED,
que suelen ser grupos que van paralelos o de forma sinérgica,
con otros grupos de investigación
como el G-eLios, que habéis visto ya
en otra presentación, en videoclase.
El grupo de innovación docente G-TAEI
persigue básicamente sus objetivos,
sus fines son hacer innovación docente
en las áreas de tecnologías avanzadas, en educación,
su estandarización en Ingeniería eléctrica, electrónica de control,
computadores, energías renovables, sostenibilidad,
movilidad, telemática y ciberseguridad, bioingeniería,
inteligencia de datos, control optimizado adaptativo
y Química Aplicada a la Ingeniería.
Es un grupo multidisciplinar,
que como he dicho antes se basa o que funciona adecuadamente
de forma sinergética, con el grupo que tenemos de investigación,
que se llama G-eLios.
Es un grupo grande, es un grupo multidisciplinar, tenemos
varias áreas de conocimiento también,
tenemos 6 áreas de conocimiento dentro del grupo,
tenemos ejes de sistemas y automática,
tenemos ingeniería eléctrica, tecnología electrónica,
tenemos también química aplicada en Ingeniería,
tenemos en este caso teoría de educación y pedagogía social,
de la Facultad de Educación, y tenemos tecnología electrónica.
Todas esas áreas y de ingeniería telemática
son las que conforman este grupo,
digamos de tecnología e innovación docente,
dentro de la Escuela de Industriales.
Somos 37 investigadores, con lo cual tenemos un grupo amplio
y como digo, muy interdisciplinares y trabajando en muchas ramas.
Nuestro foco es en lo que se llama el technology enhanced learning,
el aprendizaje
mejorado por la tecnología y en él hacemos actividades de todo tipo,
sobre todo orientados a la formación y enseñanza abierta,
y en este caso también, como,
como mayor exponente actual de este entorno,
a los cursos online -masivos y abiertos, los cursos MOOC o COMA.
Básicamente nos dedicamos a temas de plataformas educativas,
integración, laboratorios remotos,
recursos educativos en abierto y arquitectura
de entornos virtuales de aprendizaje.
Las líneas varias que tenemos, a grandes maneras
son todo lo que cubre la ingeniería eléctrica americana:
la electrónica,
el control, computadores, informática, energías renovables,
sostenibilidad, ciberseguridad, comunicaciones, ingeniería, datos,
gestión del conocimiento, control optimizado adaptativo,
nuevas tecnologías de comunicaciones, y química
aplicada a la ingeniería como tal.
Vamos a ver un par de casos concretos.
Por ejemplo, el más específico
dedicado a lo que es la educación en ingeniería.
Aquí hemos hecho desde aplicaciones multimedia,
aplicaciones de varios entornos, modales como tal, con vídeo, audio,
integración de medios, ordenador, aplicaciones móviles
y también entorno a los que eran cursos MOOCs,
cursos online masivos abiertos, donde hemos hecho, por ejemplo,
los primeros MOOC mundiales con un laboratorio remoto,
detrás del laboratorio remotos VISIR.
Trabajamos también en sistemas abiertos,
queremos que todos los sistemas deben ser abiertos
y estar a disposición de nuestros usuarios, usuarios de la UNED,
estudiantes de la UNED, profesores de otras instituciones o usuarios
y estudiantes en todo el mundo como tal.
Esto es un poco esa visión que hemos hecho desde el año 1990
hasta el 2020, hasta ahora, en los últimos 30 años como tal.
Pues hemos pasado de lo que era el aprendizaje online,
aprendizaje a distancia, que tenemos al principio,
que básicamente su núcleo, su parte fundamental
era lo que se llamaba pues la pizarra, la tiza, en
nuestro caso online, el ordenador, el fax,
el móvil, la aparición de las tecnologías como tal.
En el 2010 empezaron las plataformas, sobre todo,
y el intercambio de datos entre plataformas, el SCORM,
la interoperabilidad de plataformas,
salió Moodle, salieron un montón de plataformas nuevas.
Y ahora en 2020 estamos ya trabajando sobre todo de datos.
Aprendizaje social, aprendizaje colaborativo,
aprendizaje móvil y lo último que tenemos ahora mismo,
que es, llévate tu propio dispositivo a tu aula,
lo que es el Flipped Learning o el aprendizaje
digamos inverso, o el aprendizaje cambiado.
Y también al final los cursos MOOCs,
los cursos online, masivos y abiertos.
Todo ello permite que nuestros estudiantes
tengan la mejor tecnología para poder aprender
de la forma mejor posible los mejores materiales,
con los mejores profesores que tenemos ahora mismo, como tal.
Esto será un poco esa sinergia que decía antes entre los dos grupos.
El grupo de investigación G-eLios y el grupo de investigación G-TAEI,
donde la mayoría de los profesores estamos
en ambos grupos, aunque tenemos personal
que solamente está en el grupo de investigación
o solamente está en el grupo de innovación docente.
Y por último también para acabar,
igual que hice en el grupo de G-eLios,
comentar también nuestra colaboración con el IEEE,
con otros institutos o puntos de referencia mundiales.
En este caso el IEEE, colaboramos fuertemente
con la sociedad de educación, la sociedad de educación del IEEE,
que es la mayor sociedad dentro de lo que es ingeniería,
en este caso eléctrica y electrónica a nivel mundial.
Son más de 3.000 miembros en todo el mundo, que pertenecemos
a esta sociedad, en la cual lo que hacemos básicamente
es, pues eso, proporcionar a las personas
interesadas en la ingeniería eléctrica,
una serie de elementos, medios, actividades
para que ellos puedan mejorar su capacidad profesional
y su mejora hacia la vida.
En este caso también colaboramos en diversos congresos.
Hemos organizado aquí en Madrid congresos como el EDUCON 2010,
Learning with MOOCs 18, el FIE en 2016, 2014, perdón,
el FIE, el TAEE también en 2010, y ahora, este año
que viene, este año 2020.
Estamos colaborando para montar el congreso
Engineering en Jordania
o el COMPSAC aquí en Madrid, en julio de 2020.
Y ya el año que viene, en noviembre de 2021,
vamos a montar también aquí en Madrid,
el Congreso WEEF/GEDC/IFEES,
que es la sociedad mayor del mundo de asociaciones
de ingeniería educativa como tal.
Pues con eso he acabado esta presentación del grupo
de innovación docente en tecnologías
avanzadas de educación G-TAEI de la Escuela Técnica Superior de
Ingenieros Industriales de la UNED.
Yo soy Manuel Castro y cualquier tema que queráis ampliar,
o comentar me mandáis un correo sin ningún problema,
y estoy a vuestra disposición.
Muchas gracias.
Vamos con un ejemplo real
a hablar de cómo se integran las distintas tecnologías
que cubre la Ingeniería Industrial.
Seguro que todos vosotros habéis visto en la prensa,
en las noticias, hablar sobre desarrollo sostenible,
sobre cambio climático, sobre las energías renovables.
Todo este sector, que está asociado a los vehículos eléctricos,
o que la aplicación, una de las aplicaciones
van a ser los vehículos eléctricos,
van mucho más allá de las tecnologías actuales,
porque van a dar lugar
a una nueva economía y a una nueva industria.
Veamos este ejemplo.
Cuando se habla del vehículo eléctrico,
¿cuál es la primera diferencia?
Ya no tenemos un motor de explosión,
tenemos un motor eléctrico.
Entonces, en esto trabajamos los ingenieros industriales
especialistas en ingeniería eléctrica.
Pero esto va mucho más allá, porque ahora ese motor eléctrico
para los vehículos ya no es exactamente igual
que un motor eléctrico
de otro tipo, que se utiliza en la industria.
Entonces se necesita gente que trabaje en nuevos materiales,
tiene que haber imanes muy potentes
y que tengan una formación matemática,
porque hay que hacer mucha simulación para hacer
nuevos diseños aplicados a los motores eléctricos.
Ya tenemos el motor eléctrico,
pues ahora entran otro grupo de ingenieros,
porque ese motor eléctrico hay que llevarlo,
hay que integrarlo dentro de más cosa.
Por ejemplo,
la tecnología electrónica es muy importante,
porque ese motor eléctrico hay que regular su velocidad.
Y el control también es importante,
porque hay distintos tipos de funcionamiento,
ya que una de las ventajas del motor eléctrico
es que en la frenada, parte de la energía
se recupera y se utiliza para cargar las baterías.
Entonces ya tenemos dos nuevas líneas de trabajo.
Pero esto va más allá; ya tenemos el motor eléctrico,
tenemos su parte de electrónica, tenemos las baterías,
todo esto tenemos que integrarlo en lo que ya es el coche eléctrico.
Luego también tendrá que haber nuevos ingenieros,
como todos los ingenieros mecánicos, para diseñar,
e integrar toda esa nueva estructura que hemos dicho antes,
que va a mover este coche, integrarlo dentro de un coche
que puede ser más o menos similar a los que hay ahora,
visto desde fuera.
Ese coche eléctrico, habrá que hacerlo en cadenas de montaje,
muchas, como hay elementos distintos y nuevos,
habrá que hacer nuevas cadenas de montaje,
cadenas mucho más robóticas.
Van a tener otros elementos distintos
a los que había en la automoción tradicional
de los motores de combustión.
Luego también van a tener que trabajar en el vehículo eléctrico,
los ingenieros industriales,
que son especialistas, en ingeniería de la fabricación,
y en lo que ya hoy en día se está llamando la industria 4.0.
Ya tenemos, suponemos que ya tenemos el coche y ya ha salido
de nuestra cadena de montaje.
Ahora hay que cargarlo, hay que alimentarlo, luego
nuevamente llegamos los ingenios eléctricos,
porque la carga, la gasolina de ese coche nuevo es la electricidad.
Tendremos que generarla,
no nos vale si estamos hablando de coches para, de coches nuevos,
para evitar el cambio climático,
para evitar la emisión de gases de efecto invernadero,
tenemos que ir a otras tecnologías de generación
de energía eléctrica distintas a la de los combustibles fósiles.
Luego tendremos que hablar de energías renovables.
Y esa energía que se ha producido de forma renovable
a través de centrales eólicas o centrales fotovoltaicas,
por ejemplo, habrá que transportarla,
con lo cual otra vez tiene que haber ingenieros industriales,
especialistas en sistemas eléctricos,
que aborden el transporte y sobre todo ya en las ciudades,
la distribución de esa energía eléctrica.
Ya tenemos ese coche, ya lo tenemos incluso alimentado,
ahora va a empezar a moverse por la ciudad.
Una de las ventajas o una de las cosas que se van
a utilizar con la implantación de los coches eléctricos
es hacer coches que estén mucho más integrados con su entorno
en el sentido de las comunicaciones,
que reciban y sepan en todo momento
o que puedan funcionar basándose en esa información
que reciben, llegando incluso algún día a los coches autónomos.
Luego también tendremos dentro de lo que se llama
el coche eléctrico, la implantación del coche eléctrico, trabajo
para que haya ingenieros industriales
especializados en comunicaciones industriales y en telemática.
Estos coches eléctricos perfectamente comunicados,
se integraran en lo que ya se llaman las ciudades inteligentes.
Como veis en este esquema, pues aparte del coche,
pues estará toda la gestión de semáforos,
comunicaciones, señalización,
distribución del tráfico por la ciudad,
bueno, todo eso requiere muchos datos,
con lo cual volvemos otra vez a ingenieros especializados
que tengan una formación matemática importante para ver Big Data,
e incluso temas de ciberseguridad.
Es decir, cuando un sistema en este caso
el coche está muy integrado y recibe mucha información,
tenemos que proteger para que no sea vulnerable,
ante por ejemplo, cualquier tipo de ciberataque.
Luego también la ciberseguridad se verá.
Como veréis y ya por resumir, hablamos de vehículo eléctrico,
alguien podría pensar que solamente afecta
a los ingenieros industriales
de la especialidad de ingeniería eléctrica,
pero sin embargo habéis visto que hemos hablado
de Ciencias de Materiales, hemos hablado de matemáticas,
hemos hablado de tecnología electrónica,
hemos hablado de control,
hemos hablado de química industrial e ingeniería mecánica,
generación eléctrica con energías renovables, sistemas eléctricos,
Big Data, ciberseguridad, comunicaciones, telemática.
Es decir,
hay muchos campos de la ingeniería industrial que se ven aquí.
En todos estos campos, trabajamos en la Escuela,
y todos estos campos los enseñamos en los distintos grados
que tenemos en la Escuela.
Por eso, si te interesa cualquiera de estos aspectos,
si te interesa lo que hemos visto en este ejemplo,
todo esto lo vemos en la UNED.
Por eso lo que decimos es, que si te gusta lo que hacemos,
los ingenieros industriales
y tú también quiere ser un ingeniero industrial,
si te gusta encontrar soluciones a problemas que realmente existen,
si quieres aprender y estudiar,
organizando tú mismo tu tiempo, que es importante, hazlo con nosotros.
Estudia industriales en la UNED.
Muchas gracias.
Bien, pues con este vídeo quiero hacer una presentación
a nuestro grupo de investigación, el grupo de sistemas térmicos,
energía y medio ambiente de la UNED.
Nuestro grupo de investigación,
está formado por 6 profesores del área de máquinas
y motores térmico del Departamento de Ingeniería Energética
de la UNED, de forma que en nuestro departamento
existen dos grupos, uno, que se dedica a la tecnología de
de fisión, fusión y fuentes de radiación,
el grupo Techfin y nuestro grupo el de sistemas térmicos,
energía y medio ambiente, que es el que voy a presentar.
El grupo se creó en 2007, es un grupo consolidado de la UNED,
y su objetivo es contribuir al avance
y a la mejora en la producción,
en la gestión de la energía térmica en general
y termoeléctrica en particular.
En los últimos 5 años hemos sostenido diversos proyectos,
tanto regionales, como estatales, como internacionales,
en los que nos dedicamos a optimizar una serie de sistemas.
Por ejemplo, en el proyecto coordinado
EXADEXA que coordina la UNED, nos dedicamos a optimizar
la forma de integración solar,
dentro de los ciclos combinados
para la producción de energía eléctrica.
Otro proyecto que aún tenemos en vigor es el proyecto EUROfusion,
en el que nos dedicamos a optimizar diversos equipos del bloque
de potencia para la futura planta DEMO de fusión nuclear.
Y actualmente, más recientemente estamos colaborando,
trabajando en dos proyectos,
un proyecto regional HACER 2030, que reúne a todos los grupos
de investigación de la Comunidad de Madrid,
que se dedican a trabajar en el sistema de concentración solar
para la producción de energía eléctrica.
Nosotros somos somos uno de esos grupos,
y pertenecemos a este consorcio,
en el cual estamos desarrollando concentradores solares
para la producción de CO2 supercrítico y la optimización
de bloques de potencia para producir energía eléctrica.
Y el último proyecto en el que estamos trabajando
es el proyecto ASTE, es un proyecto del programa horizonte 2020,
en el cual coordinamos nosotros el consorcio,
y tiene por objetivo la construcción de dos prototipos,
uno en Rumanía y otro en Grecia,
para la producción de calor de proceso en distintas industrias,
una del acero y otra láctea.
Nuestras líneas de investigación a lo largo de todos estos años
se han centrado en dos vertientes.
Una, en generación en energía eléctrica
y calor de proceso más recientemente, y, otra,
en el ahorro energético, en la edificación.
Dentro del bloque de la generación de energía eléctrica,
hemos optimizado centrales termosolares,
hemos optimizado la integración solar
dentro de los ciclos combinados,
y actualmente estamos empezando a desarrollar una nueva línea
de investigación para la producción de calor,
de procesos para la industria, como he comentado.
Y en cuanto a la línea de ahorro de energía en la edificación,
tenemos investigadores dedicados a la producción de frío
de origen solar y de calefacción de origen solar,
así como a la simulación energética de edificios.
Dentro, nuestra mayor actividad,
se centra en la línea de energía de producción eléctrica
con energía solar de concentración, en la cual hemos trabajado
en proyectos de simulación y diseño de colectores y receptores solares,
la optimización de los campos de los datos,
en la simulación y en la optimización
de los bloques de potencia de estas centrales
y en el desarrollo
de nuevos conceptos tanto de colectores o receptores solares
como ciclos avanzados para la producción de energía eléctrica.
En cuanto a las capacidades e instalaciones más relevantes,
el grupo de investigación posee un cluster de computación modesto,
de unos 60 núcleos de capacidad de procesamiento,
que nos permite abordar la mayoría de tareas.
Pero el departamento cuenta con un cluster
de computación mucho mayor que hasta 1.500 procesadores,
que podríamos utilizar para tareas mucho más complejas.
Por último, para terminar esta presentación,
actualmente formamos parte del programa de doctorado
de investigación en tecnologías industriales,
dentro de la línea de Análisis, optimización de sistemas térmicos
y energías renovables,
dentro de la cual se han leído 5 tesis en los últimos 4 años
y tenemos 3 más en curso.
También tenemos una línea de investigación
dentro del Máster Universitario en Investigación
en Tecnologías Industriales, una línea que tiene por título Análisis
simulación y optimización termodinámica y termoeconómica
de sistemas térmicos.
Además, quiero presentar a nuestros colaboradores más habituales,
que son investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid,
del ICAI dentro de la Universidad Pontificia Comillas,
algún investigador en la Universidad de Huelva,
alguna investigadora, en las Palmas de Gran Canaria
y varios investigadores
en la Universidad de Valladolid, así como distintos institutos
de investigación y empresas con las que hemos colaborado,
como son el CIEMAT, la plataforma solar de Almería,
el instituto alemán, IASS para el
estudio de desarrollos avanzados de sistemas sostenibles,
y actualmente con el proyecto ASTE,
vamos a tener en contacto con muchísimo más empresas
de diversos países,
puesto que coordinamos el consorcio de 17 socios.
Pues esto es todo, muchas gracias.
Me llamo Francisco Ogando
y junto con Antonio López y Mauricio García,
vamos a presentar, en representación del resto
de mis compañeros, al grupo de investigación TECF3IR,
el grupo en investigación en tecnologías, decisión
-fusión y fuentes de irradiación,
se encuadra dentro del departamento de Ingeniería Energética
de la Escuela de Industriales de la UNED,
y es uno de sus principales grupos de investigación consolidados.
Actualmente se compone de 16 miembros,
de los cuales solo cuatro solo somos profesores,
y el resto son investigadores y estudiantes de doctorado,
con un total de cuatro nacionalidades diferentes.
El sueldo de la mayor parte del personal se sostiene
con los contratos y proyectos de investigación vigentes en el grupo.
Las actividades del grupo de investigación
se encuadran tanto en la docencia,
como en la investigación.
En la docencia, participamos en grados y
másteres de la Escuela de Ingeniería Industrial
y en la formación, en el programa de doctorado,
haciendo formación de investigadores.
La formación en el campo de la tecnología nuclear
actualmente está estimulada por la Unión Europea,
dado que existen muy pocos estudiantes,
teniendo en cuenta las previsiones de trabajo para el mantenimiento
y el progreso del campo, en el futuro.
En cuanto a las tareas de investigación,
el centro de trabajo de nuestro grupo
se realiza en análisis nucleares
para instalaciones de fusión nuclear.
Esto tiene interés tanto para organismos
públicos internacionales,
en el marco de proyectos internacionales que tenemos,
como en el campo de la transparencia,
al tener contratos con empresas que actualmente están interesadas
en el desarrollo de instalaciones para la fusión nuclear.
¿Y qué es un análisis nuclear?
Bueno, un análisis nuclear es el conjunto de estudios
que hay que realizar en instalaciones
donde hay campos de radiación muy elevados,
de manera que se proteja contra la radiación
tanto al público entendido como la población
alrededor de esas instalaciones a los trabajadores implicados
en las propias instalaciones, y asimismo, aunque es menos conocido,
a la protección del equipo electrónico,
que puede ser sensible en un ambiente con radiación.
Todo esto nosotros lo realizamos
mediante simulaciones computacionales,
con las cuales calculamos los niveles de radiación
que hay en esas instalaciones, y podemos reducirlos
o mitigarlos, de alguna manera para que sean aceptables.
¿Y por qué nos dedicamos a la fusión nuclear?
Pues es una apuesta de futuro.
La fusión nuclear es la energía de las estrellas,
es una fuente de energía que funcionara en el futuro
de una manera complementaria,
a las energías renovables no produce dióxido de carbono,
ni contribuye al calentamiento global.
Se basa en un combustible que es casi inagotables,
y se obtendrá del agua del mar, es segura frente a accidentes,
y aunque produzca residuos radiactivos, los produce
con una vida y un volumen mucho más bajos
de los que tiene actualmente es la tecnología de fisión.
Aquí tenemos como ejemplo el Sol
que es un reactor de fusión nuclear
que nos provee a todos de la energía todos los días.
La fusión nuclear como reacción, consiste
en la unión de núcleos atómicos.
Los núcleos atómicos se repelen, al tener carga positiva los 2.
Entonces tenemos que trabajar con núcleos
que sean ligeros con poca carga,
y aun así forzarles unas colisiones muy energéticas,
lo cual se consigue elevando la temperatura del combustible
hasta millones de grados. Por contra cuando se consigue
esta difícil reacción, se libera unas cantidades
de energía que son millones de veces superiores
a las que se liberan en el caso de la combustión de carbón, petróleo,
u otros combustibles fósiles.
En el camino hacia la producción de energía eléctrica
por fusión nuclear,
se tienen que resolver unos problemas que han supuesto
uno de los grandes retos de la humanidad
en las últimas décadas, se lleva tiempo trabajando en ello,
y se han necesitado unas instalaciones experimentales
en el pasado y otras que se prevén para el presente
y el futuro de cara a ir resolviendo unos problemas,
tanto físicos como tecnológicos, para llegar al objetivo final,
que es la producción de energía eléctrica de manera competitiva,
con fusión nuclear.
En esta transparencia podemos encontrar la descripción
de diferentes plantas experimentales,
que han abordado diferentes problemática,
que se encuadra en este camino hacia el objetivo final.
Ahora seguidamente vamos a describir tres de estas plantas
y las aportaciones que hacemos dentro de nuestro grupo
de investigación en los análisis nucleares de las mismas.
La instalación IFMIF-DONES se basa en un acelerador de partículas
y tiene como objeto la irradiación de muestras de materiales metálicos
para saber si podrán ser candidatos en la construcción del futuro
reactor DEMO.
Esto quiere decir que en lugar de construir un reactor
para saber cómo se comportan los materiales
cuando son irradiados,
se va a construir un edificio de más de 100 metros
de grande para irradiar un pequeño volumen de muestras,
de tal manera que al ser irradiadas con las mismas características
que un reactor de fusión, se podrá saber
cómo se comportan esos metales
y esos aceros después de sufrir irradiación durante largo tiempo.
Este proyecto va a tener un especial
impacto dentro de la economía española,
porque, cuando se realice su construcción,
que ya es casi segura,
faltan unos detalles presupuestales,
va a ser Granada el emplazamiento final.
Se espera que empiece a funcionar a finales de esta década,
y ahora seguidamente doy paso a mis compañeros
que van a hablar de las instalaciones ITER y DEMO
en las cuales nosotros también trabajamos. Gracias.
Hola, soy Antonio López, miembro del grupo TECF3IR,
y vengo a hablarles del proyecto ITER
y del trabajo que realiza este grupo en dicho proyecto.
ITER es, a día de hoy, uno
de los proyectos más ambiciosos a nivel mundial.
Su principal objetivo es demostrar la viabilidad de la fusión nuclear
como fuente de energía
y para ello pretende conseguir extraer más energía
que aquella que se le suministra inicialmente al reactor.
ITER es fruto de la colaboración de 35 países,
y es uno de los cinco proyectos más costosos
de la historia de la humanidad.
En la actualidad se encuentra en fase de construcción,
en el sur de Francia, en una localidad llamada Cadarache.
El reactor ITER se encenderá por primera vez en 2025
en una primera fase de menor potencia,
conocida como primer plasma.
De 2025 a 2035,
la potencia del reactor irá aumentando progresivamente
hasta llegar a un máximo de 500 megavatios, en 2035.
Durante operación a 500 megavatios,
se generarán 180.000.000.000.000 de neutrones por segundo.
Esto dará lugar a una serie de campos de radiación
que pueden afectar al funcionamiento
de los componentes electrónicos,
y a la salud de los trabajadores que se encuentren en el edificio.
Para evitar esta serie de problemas son fundamentales
los análisis nucleares realizados durante la fase de diseño
de los componentes de ITER.
Es en este campo, en el que el grupo TECF3IR
ha venido trabajando conjuntamente con ITER, desde el año 2013.
Durante todo este tiempo TECF3IR ha llevado a cabo un trabajo
fundamental en cuatro ámbitos diferentes del análisis nuclear,
en el modelado neutrónico, de referencias,
en el modelado de fuentes de radiación,
en el desarrollo de herramientas computacionales
y en el análisis nuclear de componentes y diseño del blindajes.
Y aquí pueden ver ustedes un ejemplo de mapas de radiación
producidos por TECF3IR para el proyecto ITER.
Muchas gracias.
Soy Mauricio García,
miembro del grupo de investigación TECF3IR de la UNED,
una vez que otras instalaciones estáis como ITER resuelvan
muchas incertidumbres y desafíos tecnológicos dio la fusión nuclear.
El objetivo de DEMO será el de demostrar
por primera vez que se puede generar energía eléctrica
a gran escala a partir de la reacción de fusión nuclear.
Esta instalación usará gran parte de lo aprendido durante décadas
por la comunidad científica internacional
y supondrá un hito en sí misma,
mediante la generación y transmisión
de potenciar la red eléctrica.
Existen diversos proyectos de reactor DEMO,
a nivel europeo por ejemplo,
las actividades de investigación están canalizadas por Eurofusion,
entidad pública de la que forman parte
decenas de centros de investigación y universidades
de la Unión Europea y Suiza.
Y es el marco en el que llevamos trabajando
en nuestro grupo de investigación de la UNED durante varios años
y aportando soluciones al diseño de esta tan relevante instalación.
Llegar a la construcción y explotación de la planta comercial
de potencia supondrá culminar todo este camino
de décadas con miles de científicos y técnicos,
un esfuerzo económico internacional de enorme magnitud,
todos ellos dedicados a la utilización de la fusión nuclear,
una fuente de energía tan prometedora
para el aprovechamiento de la sociedad.
El salto fundamental que supone la planta comercial
de potencia respecto de DEMO que veíamos anteriormente,
supone que los costes derivados de la explotación de esta instalación
puedan ser competitivos respecto de otras fuentes de energía
y que yo haga proliferar un parque de plantas de potencias de fusión
que pueden hacer frente a las crecientes demandas
de la energía en la sociedad, en conjunto
con otras fuentes de energía y de una forma segura
y sin contribuir al calentamiento global del planeta.
Formar parte de este gran objetivo es un reto en el que las jóvenes,
generaciones, tienen un lugar privilegiado.
Hola, mi nombre es Ana Camacho,
soy profesora del departamento de Ingeniería,
de Construcción y Fabricación en el área de Ingeniería
de los procesos de fabricación y voy a hacer una breve presentación
sobre la línea de investigación Conformado
Plástico y Tecnología de Materiales.
Esta línea se enmarca dentro del grupo
de investigación consolidado Producción industrial e ingeniería
de fabricación y genera sinergias con las actividades del grupo
de innovación docente,
Tecnologías Industriales en Ámbitos Productivos.
Las investigaciones que se desarrollan
dentro del grupo de investigación IPME,
se entroncan dentro de 10 líneas de investigación generales
que aparecen en la diapositiva.
En esta presentación, como he comentado,
nos centraremos en el conformado plástico
y tecnología de materiales.
Concretamente la parte de conformado plástico
es la línea consolidada que tenemos,
que venimos desarrollando en el departamento durante muchos años.
El origen de esta línea se remonta al año 80,
con la lectura de la tesis doctoral
del profesor Miguel Ángel Sebastián,
Catedrático de Universidad de la UNED,
que además fue el fundador del grupo de investigación.
Posteriormente se han leído dos tesis doctorales, por miembros
también del grupo de investigación, en esta misma línea.
Los principios del conformado plástico
se basan en el comportamiento plástico
de los materiales metálicos.
Este comportamiento plástico da lugar a deformaciones permanentes
en las piezas fabricadas.
La deformación plástica es un proceso de cizalladura,
consecuencia del deslizamiento de planos cristalográficos.
Este deslizamiento a su vez
se ve favorecido por el movimiento de dislocaciones.
Los procesos de conformado plástico
dan lugar a propiedades mecánicas favorables en las piezas obtenidas,
son procesos fácilmente automatizables,
lo que da lugar a altas tasas de producción.
Así, las piezas obtenidas gozan de una alta precisión geométrica,
especialmente si se conforman en frío
y además tienen una alta tasa de utilización del material.
Esto redunda en un menor impacto ambiental
debido a que se hace un mayor o mejor uso de los materiales.
El estudio de los procesos de conformado plástico
se suele realizar bajo 3 enfoques, que a su vez son complementarios.
El primero es un enfoque analítico, tenemos también un enfoque numérico
y un enfoque experimental.
Nosotros hemos desarrollado trabajos con ambos,
con los tres enfoques que se indican.
En relación al enfoque analítico,
pues se necesita de un conocimiento de los principios y fundamentos
científicos y de las ecuaciones que gobiernan
los mecanismos de deformación.
Existen diferentes métodos de análisis, con diferente
también grado de precisión, en función
también del grado de complejidad que entraña.
Dentro del grupo, pues, se han desarrollado
varios trabajos con este enfoque.
En cuanto al enfoque numérico, hemos desarrollado también trabajos
utilizando el método de elementos finitos.
Para ello se requiere de servidores
que alojen licencias de programas de simulación
y concretamente en el departamento contamos
con licencias del programa, DEFORM.
En cuanto al enfoque experimental,
lógicamente también venimos realizando trabajos
con este enfoque, y este enfoque
precisa de instalaciones y equipos especializados.
Nosotros, pues, concretamente se recogen en la diapositiva
algunos de los equipos principales, como son una prensa hidráulica,
la máquina universal de ensayos HOYTOM, ciertos equipamientos
para realizar análisis mecanográfico,
un escáner de digitalización 3D de luz estructurada
y dice diversos equipos e instrumentos asociados
al laboratorio de Metrología Dimensional.
Los campos de trabajo en esta línea de investigación
son muy variados y voy a comentar algunas experiencias
en relación a la caracterización del rozamiento
y sistemas de lubricación en procesos de conformado
por deformación plástica
y sobre estudios de conformabilidad de nuevos materiales.
En este trabajo, que aparece en la diapositiva,
lo que se logró es determinar los factores
de rozamiento reales que se tienen o que aparecen en procesos
de conformado de aleaciones metálicas,
que experimentan regímenes de carga elevados.
Este trabajo mezcla o combina un enfoque
experimental con un enfoque numérico y, bueno,
pues se hizo uso del ensayo de compresión de anillo
a través del cual se generaron unos mapas de calibración
para diferentes lubricantes de aplicación industrial.
Más recientemente, se ha publicado también un trabajo que analiza
la conformabilidad de cilindros bimetálicos,
a compresión, como ejemplo
de conformado plástico de componentes híbridos.
También este trabajo se ha desarrollado
con una combinación de técnicas numérico-experimentales.
Al tratarse de una línea consolidada
la producción científica ha sido bastante prolífica
y ha dado lugar a numerosas publicaciones
en revistas con factor de impacto JCR.
También a numerosas contribuciones a congresos, más de 100,
y concretamente, se han defendido o leído ocho tesis doctorales
dentro de la línea estrictamente de conformado plástico.
También se han leído, otras líneas, otras tesis doctorales
asociadas a alineas afines, como es la tecnología de materiales,
y actualmente se vienen desarrollando, se vienen realizando
otro conjunto nutrido de tesis.
Esta línea, a su vez, también ha dado lugar
a numerosos trabajos y tesinas fin de máster, así como proyectos
fin de carrera y proyectos fin de grado.
Los másteres oficiales que presentan contenidos en esta línea
son el Máster Universitario en Ingeniería Avanzada de Fabricación,
el de Investigación en Tecnologías Industriales
y el de Ingeniería Industrial.
A modo de ejemplo se presentan algunos trabajos
fin de máster que presentan como peculiaridad
que posteriormente han dado lugar, dichas líneas de trabajo,
a la defensa de la lectura de diferentes tesis doctorales
en diferentes periodos.
Con lo cual, pues como nota interesante, decir
que las investigaciones presentan una continuidad en el tiempo
y se culminan con estudios de doctorado, como es este caso.
Y por mi parte nada más, muchas gracias por su atención.
Hola mi nombre es Ana Camacho,
soy profesora del departamento de Ingeniería,
de Construcción y Fabricación en el área de Ingeniería
de los procesos de fabricación, y voy a hacer una breve presentación
sobre la línea de investigación en fabricación aditiva.
Esta línea se enmarca dentro del grupo
de investigación consolidado,
producción industrial e ingeniería de fabricación,
Grupo IPME y genera sinergias también con las actividades
del grupo de innovación docente,
tecnologías industriales en ámbitos productivos.
Las líneas de investigación generales asociadas a este grupo
de investigación son básicamente 10.
Y dentro de esas 10, vamos a hablar de la fabricación aditiva,
que estaría asociada en la línea de investigación,
que presenta otras tecnologías avanzadas de fabricación.
El principio de fabricación aditiva,
implicaría fabricar piezas de muy variadas
geometrías mediante la superposición de capas de material,
a partir de los datos que se obtienen
a partir de un modelo virtual de un modelo 3D.
Como características generales
asociadas a las tecnologías de fabricación aditiva,
podemos hablar de que de alguna manera
también han ayudado a su auge, tenemos la complejidad
altamente... la alta complejidad geométrica que se puede obtener
en las piezas fabricadas.
Permite además, una personalización en masa,
una mass customization.
Asimismo, se obtiene una reducción de los tiempos de producción
y de los costes de utillaje, y la producción
tiene una independencia del número de unidades.
Por otro lado, también da lugar a enfoques de cero stock.
En la normativa UNE-EN ISO 17296-2 de 2017,
se definen las 7 categorías de procesos de fabricación aditiva.
Concretamente, en nuestro departamento,
y dentro de nuestro grupo, estamos desarrollando investigación
dentro de la categoría de posición de energía
focalizada y exclusión de material.
Centraremos esta presentación en esta última categoría de procesos.
La extrusión de material
se define como un proceso de fabricación aditiva,
en el que el material se dispensa selectivamente,
a través de una boquilla o un orificio.
Recibe comúnmente el término,
la denominación de modelado por deposición fundida
o procesos FDM, aunque el término más genérico
que se emplea es la fabricación por filamento fundido.
En la diapositiva, podemos ver algunos
ejemplos, pues, de parámetros que tienen
influencia en las piezas obtenidas.
Son parámetros como por ejemplo la anchura, la altura de capa,
la orientación de fabricación o el ángulo de la trama del relleno.
En el departamento, disponemos de varios
equipos de FDM como son la impresora Prusa i3,
perteneciente o enmarcada dentro del proyecto REPRAP.
La impresora BCN3D R19,
que a diferencia de la anterior, presenta un doble extrusor
y la impresora de más reciente adquisición, Onyx One,
que permite imprimir materiales con una poliolefina reforzada
y por tanto,
ofrece a las piezas obtenidas mejores prestaciones mecánicas.
Los campos de trabajo en esta línea son muy variados.
Aquí se recogen 11, aunque no es una lista exhaustiva
y concretamente voy a comentar algunas experiencias,
en los 3 campos que se indican en rojo,
como son la influencia de parámetros de fabricación
en propiedades de las piezas obtenidas,
la caracterización de propiedades mecánicas
y el desarrollo de normativa específica
para la fabricación aditiva.
En concreto en este primer trabajo que presento en la diapositiva,
pues lo que se realizó es un estudio de la influencia
de los parámetros de fabricación en el comportamiento mecánico
de dos de los materiales más ampliamente utilizado
en tecnologías FDM, como es el PLA y el ABS.
Para ello pues se definen una serie de casos de estudios,
con una serie de parámetros de fabricación asociados
y se fabricaron un conjunto de probetas que fueron ensayadas
posteriormente mecánicamente a tracción.
A partir de esos ensayos, se obtuvieron sus curvas
de tensión-deformación,
lo que permitió observar la diferencia
del comportamiento y la alta dependencia
de esos parámetros de fabricación en las propiedades obtenidas.
Este segundo trabajo, más reciente, de publicación más reciente,
lo que plasmó fueron algunas consideraciones
sobre la aplicabilidad de los métodos de ensayo
para la caracterización mecánica de materiales fabricados por FDM.
Se trata de un trabajo con un enfoque radicalmente distinto
al anterior y que en tanto en cuanto no se desarrolle
normativa específica al efecto,
pues proporciona información de interés en este campo.
La producción científica de esta línea,
si bien se trata de una línea reciente de desarrollo
dentro del grupo de investigación,
podemos decir que ya se están obteniendo
los primeros resultados asociados a la misma.
Concretamente, se han publicado algunos trabajos en revistas
con factor de impacto JCR.
Se han publicado asimismo también diferentes
contribuciones a congresos.
Se han defendido ya 2 tesis doctorales,
y se han, también, presentado varios trabajos fin de titulación,
como son tesinas de trabajos fin de máster y proyectos fin de grado.
En cuanto a los másteres oficiales
que presenta actualmente contenidos en esta línea,
tenemos el Máster Universitario en Ingeniería Avanzada de Fabricación
y el Máster Universitario en Ingeniería Industrial.
En la diapositiva podemos ver algunos ejemplos de trabajos
fin de máster que se han desarrollado dentro de esta línea,
y bueno, como trabajo a destacar,
marcamos el de metodología para la optimización del diseño
de piezas para fabricación con impresión 3D,
porque a partir de este trabajo
y como continuación de este línea de investigación
se defendió recientemente una de las dos tesis doctorales
a que ha dado lugar la línea de investigación,
concretamente metodología para la optimización de piezas
producidas por fabricación aditiva en estrategias
de mass customization.
Y por mi parte nada más.
Muchas gracias por su atención.
Soy Eva María Rubio,
catedrática del área de Ingeniería de los Procesos de Fabricación
en el departamento de Ingeniería, de Construcción y Fabricación,
y voy a comentar algunos de los trabajos
que he venido desarrollando
en los últimos años, en la línea de investigación
análisis de procesos de mecanizado.
Esta línea se encuentra entre las que se están desarrollando
en el grupo de investigación
Producción integral e ingeniería de fabricación.
Algunos de los resultados obtenidos
en la línea han dado lugar a trabajos docentes
que se han abordado
desde el grupo de innovación docente
Tecnologías industriales en ámbitos productivos,
que yo misma coordino.
Pasando ya a exponer algunos de los aspectos
más relevantes de esta línea, comentar que el mecanizado
o conformado por eliminación de material, consiste en arrancar
virutas o partículas más pequeñas, hasta ir conformando la pieza.
El primero que realizó un análisis detallado del mecanismo
de formación de viruta fue Pijspanen,
proponiendo que el proceso de cortes
se producía por deformación plástica
del material en la zona
en la que la viruta pasa de estar no deformada a estar deformada.
Posteriormente el mecanizado ha dado lugar
a innumerables trabajos
que han tenido distintos enfoques, analítico, numérico y experimental.
Yo me voy a centrar en estos últimos,
en el experimental y concretamente en el estudio experimental
de procesos de mecanizados de componentes híbridos
basados en aleaciones ligeras, de aluminio, titanio, y magnesio.
Estas aleaciones presentan una baja densidad
y una buena relación densidad, propiedades mecánicas,
aparte de tener una buena reciclabilidad.
Esto ha hecho que tengan aplicación en distintos ámbitos
como el de automoción, el aeronáutico y el aeroespacial,
el deportivo, el electrónico o el médico.
De todos ellos, es en la industria del transporte
donde su aplicación
tiene una mayor repercusión tanto económica como medioambiental,
ya que al reducir la masa de los vehículos se reduce con ello
la cantidad de combustible necesario para su desplazamiento
y, por tanto, también se reduce el impacto medioambiental,
al tener menor producción
de emisiones contaminantes al ambiente.
Lo que ocurre es que no siempre se consiguen
todos los requerimientos de diseño utilizando un único material
y por ello ha habido que buscar otras soluciones,
entre las que se encuentra
el desarrollo de los componentes híbridos,
que son la combinación de uno o más materiales
que combinados permitan cubrir todos los requerimientos de diseño.
Ahora bien, antes de ponerlos en práctica
hay que verificar cuál es su comportamiento
al mecanizarnos simultáneamente.
Por ello, hace años se abordó un estudio
en el que se han ido probando
distintos materiales de manera individual,
de aluminio, titanio y magnesio, como de manera combinada, formando
componentes híbridos.
En este estudio se ha llevado a cabo
el análisis de distintos procesos,
de distintas operaciones, con diferentes condiciones de corte,
con herramientas que presentan distintas geometrías, tamaños
y recubrimientos y distintos sistemas de lubricación-
refrigeración sostenibles.
En estos estudios se han analizado diferentes variables de respuesta
con la intención de buscar
cuáles son los mejores parámetros de corte
para fabricar, o bien reparar
y mantener, piezas de materiales hídricos.
Hasta el momento en estos trabajos
que he venido desarrollando, pues han dado lugar
a más de 25 artículos científicos en revistas con factores de impacto
y a más de 70 contribuciones en congresos.
Se han leído en esta línea 4 tesis
y 3 que están actualmente, en realización.
Se han realizado más de 10 trabajos de investigación
y más de 20 proyectos fin de carrera y fin de grado.
Comentar también
que la línea está presente en distintos másteres oficiales
como son el de Ingeniería avanzada de fabricación,
el de Investigación en tecnologías industriales
y el de Ingeniería Industrial,
y que la mayoría de los estudios de investigación
que se iniciaron como trabajos fin de máster,
pues finalmente han culminado con la redacción,
con la lectura de tesis doctorales. Y hasta aquí pues la exposición
de los trabajos que he desarrollado en estos últimos años
dentro de la línea análisis de procesos de mecanizado.
Espero que haya sido de su interés y muchas gracias por su atención.
Hola, soy Eduardo Salete,
profesor de la Escuela de Ingenieros Industriales de la UNED.
Os voy a contar lo que hacemos en investigación
en el Departamento de Ingeniería de Construcción y Fabricación,
y en particular en el área de investigación
en el que yo estoy involucrado, que dirige el profesor
Juan José Benito Muñoz.
Lo que nosotros estamos haciendo en los últimos años es
dedicarnos a la investigación sobre los métodos numéricos
de método sin malla.
Consiste en representar el medio continuo,
los sólidos, los volúmenes, como una nube de puntos dispersos.
No es una interpolación, como otros métodos,
como el método los elementos finitos,
sino que se trata de una aproximación.
También, a diferencia de estos métodos,
al ser un método sin malla,
no vamos a conectar los puntos entre sí,
sino que estos puntos se relacionan unos con otros,
a través de la posición que ocupan dentro del propio cuerpo
y de las distancias entre ellos. Tiene una serie de ventajas.
La primera es bastante obvia.
Es muy fácil modelizar, representar un cuerpo mediante puntos,
ya que simplemente rellenamos este cuerpo con una serie de puntos
generados de forma regular o de forma aleatoria,
para modelizarlo.
Obtendremos con esta formulación una aproximación mucho más suave
que los métodos de interpolación,
como hemos dicho antes, el método de los elementos finitos.
Y también tiene una ventaja clara que puede verse
cuando se analiza la formulación, que estamos persiguiendo,
y es que podemos acelerar los cálculos
mucho, empleando varios procesadores o empleando GPU.
Bien, se trata de una posibilidad real,
no se trata de una posibilidad teórica,
y, bueno, pues lo hemos constatado así.
Por otro lado, tiene una serie de inconvenientes.
El primero de ellos es que la complejidad matemática
a la que nos enfrentamos es mayor que con otros métodos.
Prueba de ello, por ejemplo, es la dificultad que encontramos
al intentar introducir condiciones de contorno del tipo Dirichlet,
como podrían ser los desplazamientos
en un problema elástico o estructural.
Y la última ventaja, pues es que, obviamente,
al ser un método de nuevo desarrollo,
pues está menos estudiado que otros métodos.
Y dentro de estos métodos sin malla,
nosotros nos hemos centrado en el método de las diferencias
finitas generalizadas.
Bien, es una forma de obtener estas fórmulas en diferencias finitas,
que lo hacemos a través de los mínimos cuadráticos móviles
y que nos permite flexibilizar completamente
los esquemas en diferencias frente a los esquemas tradicionales,
con mallas regulares,
para resolver las ecuaciones en derivadas parciales.
Y nosotros lo hemos aplicado en una serie de campos,
como puede ser el campo de la meteorología,
analizando y resolviendo las ecuaciones de advección difusión.
Lo hemos aplicado para problemas de dinámica de aguas,
en zonas costeras poco profundas, para problemas estructurales,
tanto estáticos como dinámicos, en el que lo hemos aplicado a sólido ,
a vigas, a placas.
El campo, quizás, donde hemos realizado más estudios
es el de propagación de ondas, tanto ondas sísmicas
como ondas de refracción para estudios geotécnicos.
Y un último campo
donde hemos aplicado este método, es en la biomecánica,
particularizado, en la modelización del tejido cardíaco.
Bueno, si lo analizamos, a los problemas
que lo hemos ido aplicando,
comenzamos por los problemas estructurales elásticos.
La ecuación que rige este tipo de problemas
pues es la que tenemos en la pantalla,
y que nosotros, desde la que podemos obtener la fórmula
en diferencias que, como he comentado antes,
está obtenida por mínimos cuadráticos móviles
y que es esa que tenemos representada ahí.
Como veréis, como veis en nuestra fórmula,
como veréis en los siguientes esquemas
que iremos viendo después,
se pueden distinguir claramente los sumandos.
Hay un primer sumando que se corresponde a lo que llamamos
punto central y una serie de sumandos posteriores
que están referidos a los puntos que rodean a ese punto central.
Cuando nosotros modelizamos por este método sin malla,
lo que vamos a hacer es colocar una serie de puntos, dispersos,
dentro de nuestro cuerpo y analizar cada uno
de estos puntos en relación a los puntos que tienen alrededor,
y formaremos lo que conocemos como una estrella,
y es lo que tenemos representado ahí.
El punto central es el punto central de la estrella
y los puntos que están colorados en negro
son los puntos de esa estrella
y a los que les vamos a aplicar la formulación.
Como ejemplo pues tenemos aquí una viga ménsula, que hemos modelizado
empleando tres filas de puntos y, que en este caso,
pues siguen un patrón regular.
Pero que podría no ser así, como vemos en el caso siguiente,
que es el de una ménsula corta,
en el que los puntos ya están distribuidos
de forma irregular, ya no siguen un patrón como antes.
Y podemos ver que este método es aplicable a casos sencillos
como este o a casos más complejos, con geometrías muy diferentes.
El paso siguiente es ver un poco la aplicación
a los fenómenos de advección difusión.
En este caso la ecuación es esta de aquí,
donde tenemos destacada la parte de advección,
que quizá sea la parte más novedosa dentro de nuestros estudios
y hemos representado el esquema en diferencias,
en el que nuevamente señalamos qué partes
se corresponden al punto central
y qué partes se corresponden al resto de puntos de la estrella.
Los puntos de la estrella no son arbitrarios,
se seleccionan en función de una serie de fórmulas
que hemos estudiado y que dependerán del tipo
de problema.
Nos interesará seleccionar unos puntos
u otros para formar esa estrella.
En cuanto a la aplicación a la transmisión de ondas sísmicas,
bueno, pues las ecuaciones rigen, las del movimiento
de ondas, que todos conocemos,
y el esquema en diferencias, en este caso, es
el que hemos representado ahí, bastante más sencillo
que los anteriores por la anotación euleriana utilizada.
Y aquí podemos ver, bueno, representado
también el error como último sumando.
Este es un ejemplo de un modelo que tenemos hecho,
en el que hemos realizado una malla, perdón,
una nube de puntos irregular, y aplicamos una onda esférica,
un pulso de ondas, en la parte superior del terreno,
y vemos cómo se propaga una onda esférica por el terreno.
Y este segundo ejemplo, se trata de una onda plana
que recorre este espacio de abajo arriba
y que se encuentra con un obstáculo
que está representado en blanco en la figura.
Al encontrarse con ese obstáculo
la onda se refleja, en fin,
sufre una serie de fenómenos que conocemos
y que nos permite contrastar,
que este método da una solución muy aproximada a la realidad.
Y para terminar, introducimos aquí un resumen
de las publicaciones más notables que hemos ido
realizando en los últimos años, desde el año 2000,
hasta el día de hoy, pasando por diferentes tipos
de publicaciones para diferentes campos de la Física,
en el que hemos ido analizando, pues,
la estabilidad de la solución,
la propagación de ondas, las ecuaciones de advección.
Toda una serie de problemas que hemos ido resolviendo.
Saludos, soy Miguel Pleguezuelos,
profesor titular del departamento de Mecánica
de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la UNED,
y en este minivídeo les voy a presentar el grupo de investigación
en Ingeniería mecánica, del que formo parte.
Dicho grupo es un grupo de investigación consolidado;
su investigador principal
es el catedrático de ingeniería mecánica,
José Ignacio Pedrero Moya y también forma parte del mismo
la profesora contratada-doctor Miryam Sánchez Sánchez,
ambos profesores del Departamento de Mecánica.
Igualmente cabe citar
a la recientemente jubilada profesora María Teresa Carrascal,
quien inició la línea de investigación en Biomecánica,
que ahora mencionaré.
Las líneas de investigación de nuestro grupo,
se reparten en 3 ramas, aunque trabajamos en algunas líneas
relacionadas con la biomecánica, en la modelización numérica
de tejidos biológicos y biomateriales,
o en la realización de ensayos biomecánicos,
o con la docencia y la ingeniería mecánica,
en el desarrollo de herramientas informáticas
para la mejora de la docencia en ingeniería mecánica,
nuestra actividad fundamental
se centra en el diseño y simulación de transmisiones por engranajes,
en las que investigamos sobre modelos de cálculos resistente,
rigidez de engrane, eficiencia mecánica, modificación de perfil,
error de transmisión, engranajes de dentado interior,
o engranajes planetarios.
Dentro del conjunto de las transmisiones mecánicas,
los engranajes cuentan con múltiples aplicaciones
en todas las ramas de la industria y el transporte.
Las transmisiones por engranajes en general
y los engranajes cilíndricos, rectos y el helicoidales
en particular, han sido objeto de estudio y desarrollo,
tanto para la mejora del proceso de generación de los dientes,
como para la evaluación de la capacidad de carga
en condiciones de operación.
Es en esta línea en la que se encuadran
nuestras más importantes y numerosas publicaciones,
y es la que presenta resultados de mayor impacto internacional.
Todos los integrantes del grupo estamos acreditados
como delegados en el Comité Técnico de Normalización ISO/TC 60,
siendo el profesor Pedrero el jefe de la delegación española
y por ello participamos con regularidad en los comités
científicos de importantes congresos internacionales dedicados
a la transmisiones de potencia.
En cuanto al diseño y cálculo de engranajes,
el conocimiento de la distribución de carga a lo largo
de la línea de contacto entre dientes de engranajes es esencial
para el diseño y cálculo resistente de este tipo de transmisiones.
La distribución real de la carga depende de la rigidez
de la pareja de dientes,
que es diferente en cada punto de contacto,
por lo que dicha distribución de carga no será uniforme,
ni a lo largo de la línea de contacto,
ni a lo largo de la línea de engrane.
Aunque se sabe con certeza que dicha distribución no es uniforme,
las principales normas internacionales de diseño,
AGMA e ISO, emplean modelos simplificados bajo la hipótesis
de reparto uniforme de carga
en sus modelos de cálculo a flexión y presión
superficial e incluso discrepan en sus modelos.
Por ejemplo, no consideran la misma longitud de contacto
o también discrepan
en la localización del punto de máxima presión superficial
y ambas no lo hacen coincidir con el punto teórico
donde se alcanzaría la máxima presión superficial
de acuerdo con las hipótesis de las que ambas parten, contacto de Herz
y distribución de carga uniforme.
Para el calculo resistente, la introducción
de factores de distribución de carga
lleva a realizar los cálculos con un valor de la tensión corregido,
supuestamente hasta su valor máximo real.
Pero la introducción de un coeficiente
no basta para el estudio de otros fenómenos. Por ejemplo,
para determinar el rendimiento,
es necesario evaluar las pérdidas por fricción,
en las que intervienen de forma significativa,
el reparto de carga, el coeficiente de ficción
y el deslizamiento relativo de los dos perfiles en cada punto
de la línea de contacto.
El grupo de investigación
ha desarrollado un modelo de distribución de carga
basado en la hipótesis de mínimo potencial de deformación
y se ha aplicado el modelo de cálculo a presión superficial
y tensión en la base,
obteniéndose una palpable coincidencia
entre los resultados obtenidos y los que coincidieran las normas,
ISO y AGMA como críticos.
Ello nos abre la posibilidad de un novedoso y profundo desarrollo
en nuevos modelos de distribución de carga,
cálculo y rendimiento de engranajes
y ha dado lugar durante su desarrollo
a múltiples e interesantes
publicaciones en revistas de impacto
y ponencias en congresos de carácter nacional e internacional.
Otro aspecto fundamental en el diseño de engranajes
es la consideración de las deformaciones
que experimentan los dientes cuando transmiten carga,
lo que produce, en definitiva,
un choque entre ellos, que es fuente de ruido,
vibraciones y carga dinámica
y que reduce la capacidad de carga y la vida útil de la transmisión.
Este tipo de problemas se puede abordar
mediante la modificación del perfil de los dientes que consiste
en un muy preciso y controlado desgaste
de tan solo unas micras de espesor, en la geometría de los perfiles,
a pesar de lo cual su efecto, la respuesta dinámica
del sistema, es trascendental, lo que constituye
una de las últimas líneas de trabajo
del grupo de investigación.
Espero que les haya resultado interesante
nuestra línea de investigación
de las que pueden encontrar mayor información en nuestra web.
Muchas gracias por su atención.
En esta breve presentación voy a comentar las actividades
del grupo de investigación Mecánica de fluidos computacional.
Las líneas de investigación
que se desarrollan en este grupo de investigación
se relacionan con la simulación numérica de flujos de fluidos.
Principalmente flujos interfaciales,
que son flujos en los que intervienen 2 fluidos,
como por ejemplo el agua y el aire en el impacto
de una gota de agua sobre una superficie.
Este tipo de flujos tienen mucha aplicación en
procesos industriales como puede ser, por ejemplo,
la microimpresión 3D por deposición de gotas
la formación de espráis, la atomización
de gotas o los procesos de fundición por inyección.
Aparte de flujos interfaciales, en el grupo de investigación
realizamos otras actividades,
por ejemplo, la simulación numérica de incendios.
Una de las principales actividades que se desarrollan en el grupo
de investigación es el desarrollo
de programas informáticos que permiten
la simulación de flujos interfaciales.
En las simulaciones, el dominio que se va simular,
se divide en un conjunto de celdas que forman una malla.
En cada una de estas celdas se resuelven las
ecuaciones generales
de la mecánica de fluidos.
Obviamente, cuanto más celdas haya en el dominio,
más preciso será el resultado,
pero por otro lado también mayores serán los tiempos de cálculo.
En los flujos interfaciales se debe incluir, además, un algoritmo
que permite determinar en cada instante
dónde está la interfaz y qué forma tiene.
Nosotros para optimizar
los tiempos de cálculo, hemos introducido una malla adaptativa
de tipo Octree que permite concentrar
las celdas en las zonas próximas a la interfaz.
Obviamente, para adaptarse a la interfaz,
esta malla debe generarse dinámicamente
cada instante de tiempo.
La utilización de este tipo de mallas permite reproducir
fenómenos que se producen en escalas muy pequeñas
como pueden ser las microgotas
que se producen en las salpicaduras cuando impacta una gota,
sin la necesidad de utilizar un número enorme de celdas.
Hay que decir que los tiempos de cálculo típicos
de este tipo de simulaciones pueden llevar a ser de varios días.
Aquí se muestran resultados correspondientes a un test
que pretende comprobar la capacidad del método
de seguimiento de la interfaz, para reproducirla.
Se puede ver cómo a medida que se refina mejoran los resultados.
El grupo de investigación cuenta también con instalaciones
experimentales, para realizar ensayos y reproducir
experimentalmente los flujos fluidos.
Esto permite tener resultados con los que validar el código.
Es decir, ver qué capacidad tienen los programas informáticos
desarrollados para simular flujos reales.
Por otro lado, estos mismos resultados
permiten conocer mejor el problema que se está simulando.
Este es un ejemplo de infraestructura,
se trata de un banco de ensayos de generación de olas.
Las olas se generan en esta cámara transparente
y son generadas por el movimiento de un pistón
cuya aceleración es controlada por un ordenador,
y dependiendo del tipo de aceleración
se produce un tipo de ola u otra.
Estos son ejemplos de dos tipos de iluminación que se utilizan
en los ensayos, iluminación halógena,
iluminación mediante un haz de luz láser.
El haz de luz láser tiene la ventaja de que ilumina
solamente una sección,
con lo cual se puede visualizar mucho mejor el flujo.
Esta es una comparación típica
entre resultados experimentales y numéricos
y en la que se puede ver el desarrollo de la ola, rotura,
impacto y la formación de picaduras.
Se trata de un proceso muy rápido,
aunque la animación se ha mostrado a cámara rápida.
El proceso puede durar en torno a un segundo, con lo cual,
para poder visualizarlo se necesita utilizar cámaras de alta velocidad.
Estos son otros resultados típicos,
una comparación entre resultados numéricos y experimentales.
En esta animación se muestra
la evolución de la vorticidad.
La vorticidad es una magnitud que determina
la rotación de los fluidos.
Esto es otra comparación,
en este caso se utiliza un haz de luz láser para iluminar.
El origen del estudio de la generación y rotura de olas,
parte de proyectos de investigación que tenían por objeto
estudiar los procesos de fundición
por inyección a alta presión. En estos procesos
el metal fundido es inyectado dentro de la cavidad del molde
a través de una cámara de inyección.
En esta cámara de inyección,
un pistón empuja el metal fundido, produciendo una ola.
Entonces se trata de ver cuál es la aceleración óptima
que evita que se atrape aire en el metal fundido
y, por lo tanto, de lugar a la porosidad de la pieza.
Esto son resultados que corresponden al impacto
de una gota sobre una superficie líquida.
La gota se suelta desde una cierta altura
y dependiendo de la velocidad con la que llegue,
se forma un tipo de impacto distinto.
Se representan resultados numéricos y experimentales.
Se puede ver el efecto lupa que se produce
en los experimentos debajo del agua.
Estas imágenes corresponden al impacto de una gota
sobre una superficie sólida, sobre una pared.
Este es un esquema de la disposición de la instalación,
que se utiliza para realizar los ensayos de visualización.
Y aquí tenemos una fotografía de la instalación.
Hay que decir que este tipo de problemas
tiene mucho interés actualmente, porque tiene mucha aplicación
a distintos procesos en Ingeniería,
uno de ellos es la microimpresión 3D por deposición de gotas.
Se trata de una tecnología que permite fabricar
muy diversos tipos de piezas, incluidos micro-componentes,
y que su utilización es cada vez más extendida.
Se trata de un problema de gran complejidad,
por ejemplo, la evolución del impacto,
puede ser muy distinto
dependiendo de muy diversos factores.
Se puede producir desde una deposición,
hasta salpicaduras,
que a su vez puede ser de muy distintos tipos.
Y esto influye en la pieza que se fabrica.
Por otro lado, se trata de un proceso que se produce
en escalas de tiempo y espacio muy pequeñas.
Son microgotas que impactan en milisegundos, con lo cual,
para poder visualizarlo es necesario tener
equipos muy sofisticados,
lentes especiales y cámaras de muy alta velocidad;
en concreto para estos ensayos se ha utilizado una cámara
que recogía 60.000 imágenes por segundo.
Aquí se muestran otros resultados,
corresponden al mismo tipo de gota, vista lateral,
y vista desde abajo. La vista desde abajo permite ver
la zona de contacto entre el líquido
y el sólido, aquí aparece marcada en esta figura.
El resto corresponde a una lámina que se desplaza
paralela a la superficie, pero sin tocarla.
En esta otra figura se muestra un instante
parecido a este y en el que se ponen de manifiesto
detalles que nos han visto las visualizaciones anteriores.
Para ello se utilizan otro tipo
de técnicas experimentales,
se puede ver una nube de microburbujas que se forman
entre la lámina del líquido y la superficie sólida.
El tamaño de estas microburbujas es del orden de 10 micras,
lo que da una idea de la complejidad del problema
que se está reproduciendo.
Otras actividad que se lleva a cabo en el grupo de investigación
es la simulación numérica de incendios en instalaciones.
Se trata de evaluar el grado de seguridad,
tanto de la instalación como de las personas, durante un incendio.
Estas imágenes corresponden a un estudio que se hizo
en el intercambiador de transporte, de Avenida de América de Madrid.
Estas imágenes son de la zona de dársenas.
Estas puertas comunican con la isla de pasajeros.
Este sería el acceso a la zona comercial.
Y este es el modelo geométrico que se ha desarrollado
con el software que se ha utilizado para las simulaciones.
Se trata de FLUENT, que es un software comercial.
Estos son resultados típicos que se analizan en el estudio,
como pueden ser el grado de visibilidad,
la concentración de humos, o bien,
la distribución de temperaturas.
También se realizan animaciones, que permiten ver
cómo evoluciona el incendio, cómo evoluciona,
por ejemplo, la masa de gases calientes
y cómo actúan los sistemas de extracción de aire.
Y aquí termina esta breve presentación de la actividad
del grupo de investigación.
Hola, soy Lidia Huergas, soy profesora del departamento
de Matemática Aplicada de la Escuela
de Ingenieros Industriales de la UNED,
y mi campo de investigación es el de la optimización vectorial.
Pero ¿qué es la optimización vectorial?
Bueno, en primer lugar, todos sabemos que
optimizar es encontrar el mejor candidato
entre una serie de opciones u alternativas.
En áreas de trabajo como la economía o la industria,
a menudo es necesario resolver un problema de optimización.
Determinar las dimensiones de un envase de una forma y volumen
prefijados para minimizar el material utilizado
u obtener las proporciones óptimas de un móvil, para a la vez
maximizar su velocidad y minimizar su consumo,
son dos ejemplos de problemas de optimización.
Bien, a la hora de realizar un determinado trabajo,
la capacidad para plantear o abstraer matemáticamente, tanto
los objetivos a mejorar, como las restricciones marcadas
por las características de dicho trabajo,
es la clave del éxito en la ejecución del mismo.
Así pues, lo que se estudia en la teoría
de la optimización matemática es el planteamiento y las técnicas
y métodos de resolución de un problema de optimización.
Pero vamos a definir lo que es
un problema de optimización en matemáticas.
Bien, un problema de optimización consiste en minimizar
o, maximizar análogamente, una función F de x,
que se denomina función objetivo, sujeto a x perteneciente a S,
donde S es el conjunto marcado por las restricciones del problema
o también llamado conjunto factible.
Bien, si lo que se trata es de optimizar un único objetivo,
entonces el problema se denomina de optimización escalar.
Si lo que queremos es maximizar o minimizar un número
n mayor que 1, de objetivos,
entonces, dicho problema se denomina
problema de programación multiobjetivo.
En este caso es necesario tener en cuenta
un orden de preferencia y un concepto de solución adecuados,
ya que a la hora de resolver un problema de optimización
multiobjetivo, normalmente los objetivos
a optimizar suelen estar en conflicto.
Por ejemplo, en el ejemplo anterior
que vimos de maximizar la velocidad del móvil y minimizar su consumo,
estos son dos objetivos en conflicto y encontrar la mejor
o mejores opciones, depende de las características del problema
y del orden de preferencia fijado y del concepto de solución.
Si finalmente el número de objetivos
es no necesariamente finito, entonces hablamos de forma general
de un problema de optimización, vectorial.
Bien, el grupo de investigación de optimización
vectorial se encarga de estudiar este tipo de problemas.
Fue fundado en el año 96 y actualmente cuenta con 10 miembros.
Varios de ellos pertenecemos a la UNED,
pero también contamos con investigadores de otros centros,
de universidades tanto nacionales como del extranjero, por ejemplo,
la Universidad de Valladolid, la Universidad de Tarapacá en Chile
y también la universidad católica del Sacro Cuore
y la Universidad de Pavía en Italia.
Desde su fundación, al proyecto se le han concedido,
perdón al grupo se le han concedido 6 proyectos
de investigación subvencionados dentro del plan nacional
de investigación y desarrollo.
Si quieren conocer más información acerca del grupo,
pueden consultar la página web
de cualquiera de los miembros del grupo pertenecientes a la UNED.
A continuación el profesor Miguel Sama,
os va a mostrar una aplicación de la optimización vectorial
orientada a la detección precoz de tumores.
Miguel Sama, pertenece al grupo de investigación
y al mismo departamento.
Hola, soy Miguel Sama, y voy a explicar de manera breve
y muy simplificada una aplicación de optimización en la Elastografía
en la que estamos trabajando en el grupo de investigación.
Para ello partimos de la ecuación de elasticidad,
que considera un cuerpo Omega, lo sometemos a una fuerza exterior F
y del que conocemos el coeficiente de rigidez,
o de dureza del propio cuerpo.
Entonces, a través de la ecuación de elasticidad,
podemos encontrar el desplazamiento que se produce
al haber aplicado dicha fuerza F. De manera muy simplificada,
aunque realmente no es así, podemos escribirlo
en una ecuación en derivadas, como la que vemos en la pantalla,
y lo que acabo de describir no es más que el problema directo.
Dado el coeficiente A y la fuerza F,
determinar el desplazamiento que se produce.
Nuestro interés en la Elastografía es el problema inverso,
que no es más que darle un poco la vuelta al problema.
Es decir, tenemos una medición Z
del desplazamiento que se produce al aplicar una fuerza F,
y lo que buscamos es el coeficiente de rigidez.
La aplicación es clara, nos permite detectar en
un cuerpo, si sabemos medir el desplazamiento,
nos permite detectar, las zonas de rigidez,
separarla zonas por rigidez o dureza,
y así por ejemplo en medicina,
eso nos permite detectar aquellos tumores
que tienen una mayor rigidez que la piel sana.
Una de las características de los problemas inversos
es que, aparte de darle la vuelta al problema,
es que tiene una mayor dificultad
para resolverlos que el problema directo.
Por tanto no se pueden resolver de manera digamos,
resolviendo la ecuación directamente
con algún método numérico,
como hacemos en el método directo,
sino que tendremos que aplicar técnicas alternativas.
Una de las técnicas alternativas es a través de la optimización,
y bueno, aquí vemos en la parte inferior de la pantalla
el problema, que realmente resolvemos, una simplificación,
no es exactamente eso, a través de una técnica de mínimos cuadrados.
Como sabemos resolver el problema directo
para cada A podemos determinar el desplazamiento asociado,
y lo que buscamos es encontrar aquel A cuyo desplazamiento
sea lo más cercano posible al de la medición.
Bueno, lo que hace la elastografía es encontrar una medición barata
y relativamente fiable a través de una técnica,
una tecnología no invasiva, que produzca el menor daño,
y aquí en la pantalla vemos un ejemplo de tecnología que se usa
y es la que estamos trabajando actualmente nosotros, que es
mediante un aparato de ultrasonidos.
Bueno, vemos un esquema
de cómo se aplica el aparato de ultrasonidos,
que realmente cuando aplicamos el aparato de ultrasonidos
lo que hacemos es obtener una imagen, o tener dos imágenes,
una previa al aplicar la fuerza, que la fuerza misma es la fuerza
que se aplica con el aparato,
y una posterior a aplicar la fuerza, de esa manera
identificar los puntos, cómo se mueven
y medir el desplazamiento.
Bueno, y quisiera acabar con un experimento real
en elastografías que acabamos,
bueno, pues estar trabajando, hemos trabajado juntos
los profesores del Instituto tecnología de Rochester,
la profesora Jadamba y el profesor Khan,
el profesor Richards, y que está basado en realizar un experimento
con un espécimen de gelatina,
donde, bueno, podemos ver en la foto, en blanco y negro,
el espécimen, donde hay una parte superior,
digamos que sirve de contraste,
que tiene mayor rigidez, y después, un fondo blanco,
con una rigidez muy, muy pequeña, y después en el centro del espécimen
situamos una inclusión.
Bueno, una vez con este tipo de especímenes, se hace una
medición por ultrasonidos y, digamos, nosotros obtenemos
a través de un experimento una medición de z,
y lo que hacemos con las matemáticas
es resolver el problema de optimización.
Ya con la ecuación de elasticidad real,
no la que he mostrado, y podremos ver el resultado
en las imágenes por ordenador,
en donde, bueno, podemos ver la inclusión,
donde, se ha aislado la inclusión del resto del cuerpo,
podemos ver la forma esférica de la inclusión,
y en la otra figura podemos ver un corte vertical,
donde bueno, un corte vertical de la distribución de dureza
del material que se corresponde con el
espécimen de la foto en blanco y negro,
donde podemos apreciar en la parte de arriba,
en la zona de contraste y dentro del objeto, pues la inclusión.
Pues realmente este es el tipo de aplicaciones en la Elastografía,
donde aplicamos optimización y era un poco lo que queríamos mostrar.