Examinando por Materia "Vibración mecánica"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Desarrollo de un dispositivo para emular las vibraciones en la mano de personas con la enfermedad de Parkinson
    (Universidad del Valle, 2025) Ramos Toro, Diego Andersson; garcia melo, jose isidro
    La enfermedad de Parkinson (EP) es uno de los trastornos neurológicos de mayor frecuencia en adultos mayores, la cual es caracterizada por temblores en reposo, rigidez muscular y alteraciones del movimiento voluntario. Estas alteraciones afectan la autonomía del paciente en actividades cotidianas, como la alimentación, escritura o higiene personal. Motivado en aportar al desarrollo de soluciones a esta problemática, el presente trabajo de grado propone el desarrollo de ParkiMotion: un prototipo funcional de plataforma experimental diseñado para emular los temblores en la mano de personas afectadas por EP, con el objetivo de facilitar el desarrollo de tecnologías asistivas y sistemas de compensación. Para esto se planteó una metodología que integra teoría y herramientas que permitieron definir una arquitectura del sistema que se basa en una estructura tipo gimbal de dos grados de libertad, la cual permite la generación de vibraciones controladas mediante el accionamiento de motores paso a paso. Por su parte, el sistema de control se realiza a través de un microcontrolador ESP32 programado bajo FreeRTOS, que ejecuta tareas concurrentes para el control de los actuadores, lectura de sensores inerciales (MPU6050) y comunicación serial. Adicionalmente, la plataforma incorpora una interfaz gráfica desarrollada en Dash (Python), desde la cual el usuario puede seleccionar la etapa de temblor a emular (leve, moderada o severa), visualizar señales en tiempo real y exportar los datos adquiridos para su análisis. Para validar las propuestas tecnológicas planteadas se desarrolló una validación experimental, estableciendo un protocolo estructurado en tres escenarios clínicos, correspondientes a frecuencias de 3, 5 y 7 Hz. Se realizó un registro de la información por escenario que permitió analizar diferentes parámetros, tales como: frecuencia, amplitud pico y desplazamiento. El procesamiento de los datos incluyó técnicas de análisis espectral (FFT), filtrado digital y análisis estadístico. Los resultados demostraron que ParkiMotion tiene la capacidad de producir vibraciones con un error medio menor a ±0.3 Hz, amplitudes coherentes con el perfil clínico simulado y desplazamientos acordes al comportamiento físico esperado para cada tipo de paciente. De esta forma, ParkiMotion se constituye como una herramienta experimental de bajo costo, configurable y robusta, con potencial de aplicación tanto en investigación biomédica como en el desarrollo de tecnologías de asistencia para pacientes con Parkinson. Por otra parte, su arquitectura modular permite futuras extensiones para incorporar control adaptativo, aprendizaje automático o integración con dispositivos de estimulación neuromuscular.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Desarrollo de un modelo matemático que permita evaluar el comportamiento dinámico de los grupos generadores de la central hidroeléctrica alto Anchicayá
    (Universidad del Valle, 2025) Castro Fori, Pedro Wirley; Casanova, Fernando
    La vida útil de un grupo generador hidroeléctrico (GGH) está determinada principalmente por su régimen de operación; aquellos con turbinas Francis tienen un punto de máxima eficiencia (BEP) definido durante la etapa de diseño. Cuando se opera en zonas alejadas de este punto, la eficiencia puede disminuir significativamente y las cargas mecánicas sobre la estructura aumentan en comparación con la operación en el BEP. Adicional, los arranques y paradas excesivas conllevan a problemas como sucesivas pasadas por zonas de inestabilidad hidráulica, cambios térmicos, etc., acelerando el deterioro de los componentes. Para responder ante los cambios de la demanda de energía en tiempo real y respaldar la confiabilidad y estabilidad del suministro de energía, los GGH se ven obligados a operar de manera continua fuera de sus puntos de BEP. El presente proyecto busca optimizar la gestión de los GGH de la central hidroeléctrica Alto Anchicayá (CHAA), mediante el desarrollo de un modelo matemático para determinar su comportamiento, predecir cómo las vibraciones van a evolucionar ante cambios en las condiciones de operación y diagnosticar posibles condiciones de mal funcionamiento. Para el desarrollo del modelo matemático, se recopiló información de operación, datos de diseño y memorias de cálculo del fabricante, en donde relaciona algunos cálculos de rigidez. Se implementaron mediciones en campo con sensores para las variables críticas como vibraciones y se validó el modelo con los resultados experimentales.