Tesis defendidas

Frecuentemente, puede ser complejo, identificar cuando un proceso tiene una desviación desde sus condiciones de trabajo normal, cuando las variables están monitorizadas individualmente. La monitorización univariante, no tiene en cuenta la interacción entre las variables, dando una diagnosis deficiente del origen de la alarma. Los sistemas de monitorización actuales, implementados en motores marinos, monitorizan individualmente una gran cantidad de variables del proceso, siendo complejo para el usuario visualizar todas las variables al mismo tiempo. Estos sistemas de diagnosis, generan una alarma cuando su nivel supera un valor previamente establecido por el fabricante, sin tener en cuenta la condición del motor para una determinada operación del buque, pudiendo llevar a error en la interpretación del origen de la alarma. Los gráficos de control multivariantes son una gran aportación al control de procesos, siendo el grafico T2 de Hotelling, la opción más utilizada. La carta de control T2 de Hotelling, presenta la evolución del proceso en un solo gráfico y es capaz de detectar cambios de más de 1,5 desviaciones típicas con respecto a una determinada condición. Sim embargo, estos gráficos, presentan una serie de dificultades, en la identificación de la variable que origino la desviación en el proceso, cuando el número de variables a monitorizar es elevado. Además, pierden sensibilidad en la detección de cambios pequeños y progresivos. Ante esta necesidad de mejora, en la presente tesis doctoral, se desarrolla una metodología, denominada SSDM, ¿Method for detection Small and Sudden Deviations¿, para la detección de cambios pequeños y progresivos, además de bruscos y elevados. Con capacidad de reducir el número de variables a monitorizar, sin pérdida de información del proceso, incluso cuando las variables estan pobremente correlacionadas. Gracias a la inestimable colaboración de la Naviera Ibaizabal, contamos con los datos de funcionamiento del motor propulsor MAN B&W 6S70ME-C8 instalado en un buque tanque, pudiendo aplicar la metodología en dos de los procesos de funcionamiento del motor: proceso de lubricación de cilindros y proceso de combustible. A través de un análisis de regresión multivariable y análisis de correlaciones, se seleccionaron las variables representativas de los procesos, asegurando un ajuste entre las variables y sus variables predictivas, con coeficientes de determinación R_ajust^2, superiores a 0,8. Las variables representativas del proceso, se monitorizaron completamente y de forma multivariable, para unas condiciones determinadas del buque. La carta T2 de Hotelling detecto eficazmente desviaciones de gran magnitud fuera de control estadístico con respecto a las condiciones normales de operación del motor e identifico la variable que había originado el cambio en el proceso. Las variables predictivas de la variable originaria del cambio en el proceso, se monitorizaron a través de gráficos univariantes Cusum y se identifico el origen de cambios pequeños y progresivos por debajo del umbral de alarma preestablecido por el fabricante. La detección prematura de las desviaciones en el proceso, ayudo a los responsables del funcionamiento del motor a tomar las acciones preventivas correctas; sin esta identificación, hubiesen tenido que esperar a que una de las alarmas y de forma individual estuviese por encima del umbral marcado por el fabricante. La metodología SSDM, se podría implementar en cualquier tipo de motor propulsor, ya que es capaz de detectar cualquier variación en el proceso, cualquiera que sea su magnitud y puede ser customizado de forma sencilla y económica, a requerimiento de las condiciones del motor y operación del buque.

La prevención de incidentes en la industria offshore es una parte crucial del proceso de análisis y gestión de riesgos, ya que permite optimizar las operaciones de perforación de posicionamiento dinámico, y así reducir las consecuencias de un posible incidente. En esta disertación, aplicaremos modelos de regresión logística binaria sobre una base de datos de 42 incidentes ocurridos durante el período 2011-2015. Para cada caso, se consideran las variables que describen las diferentes configuraciones del sistema de posicionamiento dinámico, las condiciones climáticas y la profundidad del agua. El primer objetivo trata de determinar la probabilidad de tener una excursión durante un incidente. En esta investigación se comprueba que las pérdidas de posición tienen mayor probabilidad de ocurrir cuando hay un mayor uso de generadores, y la perforación se realiza en aguas menos profundas, obteniendo este modelo muy buenos resultados cuando se aplica a la muestra. Las variables climatológicas también son consideradas, obteniendo un modelo que combina las variables antes mencionadas con la fuerza del viento. Los incidentes causados por factores humanos son cada vez más numerosos e importantes. La probabilidad de que ocurra un incidente de origen humano durante las operaciones de perforación de posicionamiento dinámico se determina utilizando modelos de regresión logística binaria sobre la misma base de datos. Los resultados obtenidos mostraron que es mucho más probable que ocurran incidentes de origen humano cuando hay un menor uso de los propulsores. Estos resultados, aplicados a la gestión de riesgos de las operaciones de perforación, pueden ayudar a centrar la atención en los elementos que afectan más fuertemente las pérdidas de posición, mejorando así la seguridad durante estas operaciones. Asimismo, estos resultados son útiles para enfocar nuestra atención en variables que pueden estar asociadas a incidentes atribuibles a error humano, así como para establecer límites operacionales que podrían ayudar a prevenir estos incidentes y mejorar la seguridad durante estas operaciones.

En el presente trabajo se estudia la formación de los pilotos españoles en los siglos XVI al XVIII, en el contexto de la transición a la navegación astronómica científica, desde una perspectiva holística. Para ello, se abordan las variables conceptuales: los pilotos, los pilotos de la Armada, la navegación, los centros de formación de los pilotos, los planes de estudio y los textos de `pilotage¿ o navegación, circunscritas a la Edad Moderna. Lo que nos permite delimitar la ¿transición¿ a través de la ciencia, en los centros de formación y la enseñanza recibida por los pilotos. Así, concluimos que, en lo científico, la transición se inicia con la invención de los instrumentos de reflexión en 1731; en los centros de formación en la Escuela de Náutica de Bilbao en 1742; y en la formación de los pilotos se personaliza en las Lecciones Náuticas (1756) de Miguel Archer. En este contexto, se analiza, asimismo, el papel limitador que jugó la Marina de guerra con respecto a las enseñanzas náuticas en la marina mercante del XVIII, así como la evolución de la consideración social de los pilotos y su influencia en este proceso. La metodología está fundamentada en el método histórico en cada una de sus fases: la heurística, la crítica, la hermenéutica y la exposición, lo que permite valorar la intervención de cada una de las variables en el proceso de la `transición¿.

Con la creciente preocupación por la generación de energía limpia, en las últimas décadas se ha avanzado en la promoción de nuevas tecnologías en el campo de las energías renovables. Uno de los campos en el que más pasos adelante se han dado en el siglo XXI siendo Europa la referencia en el sector es el de la energía de las olas. En esta tesis se diseña y valida un nuevo convertidor de energía de las olas que aprovecha la escora del captador, generada por la energía mecánica de las olas, para transformarla en energía eléctrica mediante una masa móvil acoplada a un generador eléctrico que se desplaza de babor a estribor y viceversa. La ventaja de este convertidor es que es capaz de incorporar la unidad de conversión de energía en el interior del convertidor, así como permitir la colocación de un conjunto de varios dispositivos dentro del mismo captador. Asimismo, otra ventaja de este dispositivo es la capacidad de modificar el periodo de balance para adaptarlo a las condiciones de oleaje de la zona de instalación tratando de maximizar el rendimiento. Para ello, inicialmente se tuvo que decidir un emplazamiento futuro para el convertidor y, una vez se tenga la ubicación, analizar la tipología de las olas que se tienen en base a tres parámetros importantes como son la altura y periodo de las olas y la dirección de las mismas además de tener en cuenta la batimetría de la localización. Posteriormente, en base a esos datos, se diseñó la forma del captador, o casco, teniendo en cuenta en todo momento que para el propósito del dispositivo se requirió de un periodo de balance que sea capaz de amplificar la escora originada por el oleaje, así como tener una supervivencia elevada, siendo capaz de aguantar grandes escoras. Una vez se tuvo un diseño adecuado para el propósito que se requiere, se construyó un modelo a escala 1:53,57 para poder realizar las pruebas experimentales en el canal de olas de la UPV/EHU atendiendo a las propuestas del ITTC. Esas pruebas experimentales mencionadas se realizaron para poder observar diferentes parámetros del dispositivo. Por un lado, hubo que cerciorarse que el dispositivo es capaz de sobrevivir a todo tipo de oleaje. Por otro lado, se realizaron las pruebas de decaimiento para corroborar que el dispositivo sería capaz de amplificar la escora, así como tener un tiempo de asentamiento elevado, lo que es fundamental para poder saber que el dispositivo balanceará de manera adecuada. Para finalizar las pruebas experimentales, se simularon olas habituales de la zona escogida previamente con el fin de obtener una potencia teórica máxima que se puedo conseguir con este convertidor de energía de las olas. En esta última prueba, se llevaron a cabo estas simulaciones con 4 casos de periodo de balance diferentes para poder observar cómo afecta el tener una configuración de centro de gravedad u otra a la generación de energía. Finalmente, los resultados obtenidos en las pruebas experimentales fueron introducidos en el software LabVIEW para realizar una estimación potencias máximas extraíbles mediante el desplazamiento alternativo de la masa, previa a colocarle el generador eléctrico llegando, de esta manera, a valores teóricos máximos de 2MW para el caso de menor periodo de balance. Sin embargo, es interesante observar que, a medida que se aumenta el periodo de balance, se puede aprovechar un mayor espectro del oleaje teniendo que llegar a un compromiso para poder generar la mayor cantidad de energía durante el mayor tiempo posible.