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AI algorithms in the agrifood industry: application potential in the Spanish agrifood context
(MDPI, 2025-02-17) Arévalo Royo, Javier; Flor Montalvo, Francisco Javier; Latorre Biel, Juan Ignacio; Tino Ramos, Rubén; Martínez Cámara, Eduardo; Blanco Fernández, Julio; Ingeniería; Ingeniaritza; Institute of Smart Cities - ISC
This research explores the prospective implementations of artificial intelligence (AI) algorithms within the agrifood sector, focusing on the Spanish context. AI methodologies, encompassing machine learning, deep learning, and neural networks, are increasingly integrated into various agrifood sectors, including precision farming, crop yield forecasting, disease diagnosis, and resource management. Utilizing a comprehensive bibliometric analysis of scientific literature from 2020 to 2024, this research outlines the increasing incorporation of AI in Spain and identifies the prevailing trends and obstacles associated with it in the agrifood industry. The findings underscore the extensive application of AI in remote sensing, water management, and environmental sustainability. These areas are particularly pertinent to Spain¿s diverse agricultural landscapes. Additionally, the study conducts a comparative analysis between Spain and global research outputs, highlighting its distinctive contributions and the unique challenges encountered within its agricultural sector. Despite the considerable opportunities presented by these technologies, the research identifies key limitations, including the need for enhanced digital infrastructure, improved data integration, and increased accessibility for smaller agricultural enterprises. The paper also outlines future research pathways aimed at facilitating the integration of AI in Spain's agriculture. It addresses cost-effective solutions, data-sharing frameworks, and the ethical and societal implications inherent to AI deployment.
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Almacén automatizado de maletas para personas con movilidad reducida
(2010) Toledo Abad, Francisco; Latorre Biel, Juan Ignacio; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
El proyecto presente tiene como finalidad mejorar el uso y accesibilidad de los trenes de la compañía SFM (Serveis ferroviaris de Mallorca) para personas de movilidad reducida y personas con limitaciones físicas. Estos trenes los ha fabricado CAF en Castejón (Navarra) y sirven como trenes urbanos que unen la ciudad con el campus universitario. La reforma principal que se le ha dado al tren consiste en la introducción de un almacén automatizado para maletas destinado a personas con movilidad reducida, aunque los usuarios normales también pueden usarlo. Uniría Palma de Mallorca y otras poblaciones con el Aeropuerto.
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Análisis comparativo del ciclo de vida de la patata aplicado a diferentes alternativas de procesado
(2024) Sáenz Baños, Mercedes Irache; Latorre Biel, Juan Ignacio; Jiménez Macías, Emilio; Ingeniería; Ingeniaritza
La industria alimentaria de la patata juega un papel fundamental en nuestra vida diaria y nos revela tanto nuestra cultura, como nuestro estilo de vida y patrones de consumo. La industria transformadora de la patata es consciente de que tanto su producción como el consumo de su producto conlleva implicaciones medioambientales. Por ello, con el fin de asegurar su sostenibilidad a lo largo del tiempo han visto la necesidad de optimizar y mejorar el comportamiento medioambiental de sus productos y de sus procesos. Todo ello, sin perder de vista la seguridad alimentaria, nutrición y las necesidades de los consumidores, las cuales van variando a lo largo del tiempo en nuestra sociedad. Esta esta tesis se reportan dos artículos que investigan el impacto ambiental del lavado, selección y embolsado de patata fresca y sus medidas para mitigarlo, junto con la metodología estudiada con el fin de reducir la demanda energética en el proceso de almacenamiento de la patata. Con el fin de estudiar los impactos más significativos del proceso, se han propuesto distintas medidas para reducir los consumos de recursos hídricos, responsables de la huella hídrica del proceso. Se trata de averiguar qué implicaciones medioambientales tiene la transformación de un kilogramo de patatas desde la llegada de la materia prima a la planta procesadora, hasta la salida del producto transformado, ya apto para el consumidor. Para ello, se necesita averiguar si existen diferencias entre las distintas variedades de patata y entre sus diferentes formatos a lo largo del proceso productivo; ya que es decisiva dicha información para alcanzar una optimización de los recursos y una mínima implicación medioambiental de nuestro entorno. De esta forma, se busca que la industria del procesado de patata fresca reduzca su consumo energético tanto en su producción como almacenamiento, el consumo de agua utilizado durante el proceso e incluso la generación de residuos, avanzando de esta forma en la eficiencia y disminución de los recursos implicados en la cadena alimentaria.
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Análisis y mejora de línea de llenado de producto en industria alimentaria
(2017) Imas Esparza, Elisa; Latorre Biel, Juan Ignacio; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
Este proyecto tiene como propósito el análisis, la elaboración de propuestas de mejora y la aplicación de las que proceda en una línea de llenado de verduras instalada en una empresa del sector agroalimentario perteneciente al grupo AN y situada en Andosilla. En el funcionamiento de la línea tal y como se encuentra en la actualidad se producen pérdidas de producto y rotura de envases que disminuyen el rendimiento por debajo de su valor teórico. Por este motivo, se pretende identificar las causas de este bajo rendimiento, centrándose en el proceso de cerrado de frascos, con el objetivo de proponer mejoras en el diseño mecánico del equipamiento que permitan aumentar la producción y reducir las pérdidas. Para realizar las modificaciones mecánicas de la instalación se utilizarán programas de diseño mecánico y se elegirán componentes estandarizados, en la medida de lo posible, para que el coste sea lo más reducido posible
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Analysis of product shrinkage and waste in a potato bagging plant
(Dime University of Genoa, 2022) Sáenz Baños, Mercedes Irache; Latorre Biel, Juan Ignacio; Blanco Fernández, Julio; Martínez Cámara, Eduardo; Pérez de la Parte, P.; Jiménez Macías, Emilio; Ingeniería; Ingeniaritza
Nowadays, an average of 2 kg of waste per person are generated in Spain. Furthermore, the household consumption is rising and, as a consequence, the waste production is also increasing. This trend presents a direct impact in the environment. Moreover, after two years of COVID-19 pandemic, it has been detected a stronger rise in consumption per person, while consumption through professional commercial channels for hospitality industry has been lower. This paper analizes the waste generation and product shrinkage in a potato bagging plant, which addresses its production to both final consumers and retailers. The raw materials washing line, as well as the production line, are taken into consideration in the analysis, while new uses to the produced waste are proposed, aiming at providing new useful life, such as the production of bioplastics or the production of biodiesel. As a consequence, the environment impact is minimized and new products are obtained.
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Aparato ortésico para la corrección y mejora de hipercifosis e hiperlordosis
(2018) Martínez Hoyos, Raquel; Latorre Biel, Juan Ignacio; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
La presente memoria del trabajo de fin de estudios se basa en la investigación, trabajo y desarrollo de una ortesis para la espalda. Dicha ortesis está ideada para la corrección de afecciones de la columna vertebral tales como la hipercifosis de la zona dorsal y la hiperlordosis lumbar. Aproximadamente estas afecciones o una combinación de ellas afectan entre un 10 % y un 25% de la población en edad escolar y persisten siendo muy común que se agraven si no son tratadas. Los tratamientos pueden ser desde el ejercicio y la corrección postural para los casos menos graves, tratamiento con una ortesis como en el caso que nos ocupa, siendo este más grave, y, por último para los casos más complejos se recurre a la cirugía. Esta clase de tratamientos suelen utilizarse entre 8 y 23 horas diarias, por tanto, es de vital importancia la comodidad del usuario, su sencilla colocación y la ligereza. Además de la creación de una ortesis cómoda y funcional, ponemos de manifiesto un diseño para que el usuario pueda colocarla en el exterior de la ropa si lo desea.
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Automatización de la evacuación de las piezas cortadas por la máquina Trumpf L6050
(2016) Ankour Bouda, Abdelali; Latorre Biel, Juan Ignacio; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
El objetivo principal de este Trabajo Fin de Grado es diseñar un sistema para automatizar la evacuación de las piezas metálicas, cortadas por la máquina de corte por láser TRUMPF L6050 de manera segura, sencilla y ordenada, para limitar los costos de producción, agilizar la evacuación y orden de las piezas cortadas, además de no tener necesidad de personal, por lo tanto, aumentar la rentabilidad en la producción. Para lograr el objetivo propuesto se ha procedido a estudiar diferentes soluciones combinando equipos comerciales con sistemas de diseño propio. La solución final elegida cumple con los requisitos previstos.
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Cálculo de una nave industrial destinada a logística con componentes estéticos de diseño
(2010) Peralta Mateo, Javier; Latorre Biel, Juan Ignacio; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
El objeto del presente proyecto es definir, cuantificar, presupuestar y representar gráficamente las obras e instalaciones a realizar para llevar a cabo la construcción de una nave industrial para desarrollar la actividad de logística y presentar este documento ante los organismos e instituciones que se estime oportuno.
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Characterisation of mechanical energy absorbers developed to complement of roll-over protection structures in agricultural vehicles
(Elsevier, 2019-10-25) Latorre Biel, Juan Ignacio; Benito Amurrio, Marta; Pérez Ezcurdia, Amaya; Arana Navarro, Ignacio; Alfaro López, José Ramón; Ingeniería; Ingeniaritza; Institute of Smart Cities - ISC
Roll-over protection structures (ROPS) and the use of safety belt is a successful combination in agricultural vehicles. If during an accident, a vehicle overturns, a ROPS is designed to deform plastically, absorbing potential energy of the vehicle, while not infringing the safety volume around the driver. The addition of mechanical energy absorbers (MEA) to a ROPS might enhance this behaviour, improving the safety provided. A disc-shaped mechanical energy absorber, designed for this purpose, is analysed and some geometrical and manufacturing features that influence their behaviour are described. Tensile tests of 6 different variants of this absorber have been carried out. The obtained loadedisplacement curves have been linearized to facilitate the calculation of quantitative parameters that can be used to characterise and compare the behaviour of the tested elements. The relation between some geometrical and manufacturing features of the absorbers and the calculated parameters is discussed. The results show that the proposed mechanical energy absorbers present enough geometrical and manufacturing adjustable variables to cover a wide range of applications.
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The characterization of the alcoholic fermentation process in wine production based on acoustic emission analysis
(MDPI, 2024-12-07) Sánchez Roca, Ángel; Latorre Biel, Juan Ignacio; Jiménez Macías, Emilio; Sáenz Díez, Juan Carlos; Blanco Fernández, Julio; Ingeniería; Ingeniaritza; Institute of Smart Cities - ISC
The present experimental study assessed the viability of utilizing an acoustic emission signal as a monitoring instrument to predict the chemical characteristics of wine throughout the alcoholic fermentation process. The purpose of this study is to acquire the acoustic emission signals generated by CO₂ bubbles to calculate the must density and monitor the kinetics of the alcoholic fermentation process. The kinetics of the process were evaluated in real time using a hydrophone immersed in the liquid within the fermentation tank. The measurements were conducted in multiple fermentation tanks at a winery engaged in the production of wines bearing the Rioja Denomination of Origin (D.O.) designation. Acoustic signals were acquired throughout the entirety of the fermentation process, via a sampling period of five minutes, and stored for subsequent processing. To validate the results, the measurements obtained manually in the laboratory by the winemaker were collected during this stage. Signal processing was conducted to extract descriptors from the acoustic signal and evaluate their correlation with the experimental data acquired during the process. The results of the analyses confirm that there is a high linear correlation between the density data obtained from the acoustic analysis and the density data obtained at the laboratory level, with determination coefficients exceeding 95%. The acoustic emission signal is a valuable decision-making tool for technicians and winemakers due to its sensitivity when describing variations in kinetics and density during the alcoholic fermentation process.
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Cognitive systems for the energy efficiency industry
(MDPI, 2024) Arévalo Royo, Javier; Latorre Biel, Juan Ignacio; Flor Montalvo, Francisco Javier; Pérez-Parte, Mercedes; Blanco Fernández, Julio; Ingeniería; Ingeniaritza
This review underscores the pivotal role of Cognitive Systems (CS) in enhancing energy efficiency within the industrial sector, exploring the application of sophisticated algorithms, data analytics, and machine learning techniques to the real-time optimization of energy consumption. This methodology has the potential to reduce operational expenses and further diminish environmental repercussions; however, it also leverages data-driven insights and predictive maintenance to foresee equipment malfunctions and modulate energy utilization accordingly. The viability of integrating renewable energy sources is emphasized, supporting a transition towards sustainability. Furthermore, this research includes a bibliometric literature analysis from the past decade on the deployment of CS and Artificial Intelligence in enhancing industrial energy efficiency.
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Compound Petri nets and alternatives aggregation Petri nets: two formalisms for decision-making support
(SAGE, 2016) Latorre Biel, Juan Ignacio; Jiménez Macías, Emilio; Pérez de la Parte, Mercedes; Sáenz Díez, Juan Carlos; Martínez Cámara, Eduardo; Blanco Fernández, Julio; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
Decision-making in technological systems, such as communication networks, manufacturing facilities and supply chains, constitutes a common requirement able to lead companies galore to success or failure. This article presents a decisionmaking methodology, where the feasible structural configurations to be analysed are chosen heuristically in the frame of a single optimization problem. For stating the optimization problem and solving it efficiently, appropriate formalisms would be used. Compound Petri nets, a particular kind of parametric Petri nets, and alternatives aggregation Petri nets, are two Petri net–based formalisms able to integrate in the same model different alternative structural configurations. Moreover, even having different characteristics that might make them useful for different applications, both formalisms present common features, such as including a set of exclusive entities and the possibility of developing compact Petri net models, by the removal of redundant information. This article is also focused on the transformation algorithm between compound Petri nets and alternatives aggregation Petri nets. This algorithm is devoted to transform a model described by one of the formalisms into an equivalent model, that is, with the same behaviour, represented using the other formalism. Finally, several application examples are given for illustrating the steps of the transformation algorithm.
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Control of discrete event systems by means of discrete optimization and disjunctive colored PNs: application to manufacturing facilities
(Hindawi, 2014) Latorre Biel, Juan Ignacio; Jiménez Macías, Emilio; Pérez de la Parte, Mercedes; Blanco Fernández, Julio; Martínez Cámara, Eduardo; Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales; Mekanika, Energetika eta Materialen Ingeniaritza
Artificial intelligence methodologies, as the core of discrete control and decision support systems, have been extensively applied in the industrial production sector. The resulting tools produce excellent results in certain cases; however, the NP-hard nature of many discrete control or decision making problems in the manufacturing area may require unaffordable computational resources, constrained by the limited available time required to obtain a solution. With the purpose of improving the efficiency of a control methodology for discrete systems, based on a simulation-based optimization and the Petri net (PN) model of the real discrete event dynamic system (DEDS), this paper presents a strategy, where a transformation applied to the model allows removing the redundant information to obtain a smaller model containing the same useful information. As a result, faster discrete optimizations can be implemented.This methodology is based on the use of a formalism belonging to the paradigmof thePNfor describingDEDS, the disjunctive colored PN. Furthermore, the metaheuristic of genetic algorithms is applied to the search of the best solutions in the solution space. As an illustration of the methodology proposal, its performance is compared with the classic approach on a case study, obtaining faster the optimal solution.
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Desarrollo de DOMO-HUERTA modular y personalizable con regulación de las condiciones ambientales
(2016) Piotrowski Korejwo, Artur Michal; Latorre Biel, Juan Ignacio; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
Este Trabajo Fin de Grado tiene por objetivo el desarrollo de un conjunto mecánico que permita el cultivo de productos de huerta en interiores para autoconsumo o venta. Este producto es personalizable, modular e integra en su bastidor un cajón deslizante, riego automático, iluminación artificial, hasta un controlador que permite su automatización.
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Design of frontal access bathroom device for reduced mobility persons
(2017) Hernández Arbeloa, David; Latorre Biel, Juan Ignacio; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
La elaboración del presente TFG tiene como objetivo el desarrollo de un dispositivo electromecánico que facilite la acción de transferencia de una persona con movilidad reducida, desde una silla de ruedas hasta la plataforma de higiene personal (baño o ducha). De manera generalizada, el asistente que lleva acabo esta acción realiza un esfuerzo importante al levantar gran parte del peso corporal del minusválido. El dispositivo a desarrollar pretende reducir sustancialmente el número de intervenciones del asistente, así como el esfuerzo físico de las mismas. Para ello, el dispositivo integrará una plataforma de acceso frontal para sillas de ruedas, pudiendo ser utilizado en platos de ducha y/o bañeras
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Design, manufacturing, validation of a multi-orientation tilt test bench for testing vehicles rollover and tests of ATV-Quad for agricultural applications
(MDPI, 2021) Bacaicoa Díaz, Julen; Ballesteros Egüés, Tomás; Arana Navarro, Ignacio; Aginaga García, Jokin; Latorre Biel, Juan Ignacio; Ingeniería; Ingeniaritza; Institute of Smart Cities - ISC
A rollover test bench has been designed, manufactured, and validated for analyzing the all-terrain vehicle (ATV)-Quad overturn of diverse vehicles in different configurations, such as installing a rollover protection system (ROPS), considering drivers of different physical constitutions, the appropriate use of safety belts, or having a full or empty fuel tank. The main purpose of this research is to determine the tilt angle of the vehicle that triggers the ATV-Quad overturn. The scope of the design and development of the newly conceived bench include the mechanical structure, the electronics and the control. It can simulate static and dynamic rollover in different directions. As a main conclusion, it can be stated that the performance of the test bench was successful, since it allowed for the development of several ATV models, equipped with different dummies, in a variety of configurations. In particular, it was possible to assess the effectivity of the AD-ROPS system (automatically deployed ROPS), regarding the protection of the driver of the vehicle. Moreover, multiple tests, performed with diverse ATV-Quads in the developed bench and in different configurations, have been reported and their results discussed.
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Development of an inexpensive rollover energy dissipation device to improve safety provided by ROPS
(Elsevier, 2019-02-21) Latorre Biel, Juan Ignacio; Ballesteros Egüés, Tomás; Arana Navarro, Ignacio; Alfaro López, José Ramón; Ingeniería; Ingeniaritza; Institute of Smart Cities - ISC
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Diseño de equipamiento automatizado para la limpieza de paneles solares fotovoltaicos
(2018) Iranzu Balbuena, Alfredo; Latorre Biel, Juan Ignacio
El presente trabajo tiene como objetivo principal el desarrollo de un dispositivo para la limpieza de paneles solares fotovoltaicos de manera autónoma. El rendimiento de los paneles solares se reduce significativamente con la acumulación de suciedad. Esta suciedad se puede dividir en diferentes clases, y para limpiarla totalmente se recurre a técnicas manuales muy rudimentarias. Se trata de idear una máquina capaz de eliminar la suciedad de las placas solares de modo que evite la manipulación manual de cargas con un sistema completamente autónomo e integrador. El dispositivo dispone de un sistema de tracción capaz de solventar las pendientes lógicas de las placas solares. También de un sistema de limpieza novedoso fruto de la investigación, con el que se puede eliminar cualquier suciedad optimizando recursos. Integrando, además un sistema de control y potencia con el que la máquina realizará todo su trabajo sin necesidad de intervención humana
Embargo
Diseño de grifo con sistema de regulación mejorado para la ducha
(2024) Sánchez Díez, Daniel; Latorre Biel, Juan Ignacio; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación. Extensión Tudela; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa. Tuterako hedapena
Los grifos termostáticos empleados en las instalaciones de ducha están diseñados para satisfacer la demanda de agua a diferentes temperaturas de manera estable. La temperatura de salida del agua se mueve entre los 20 y los 50ºC, sin embargo, las personas se duchan en un rango de temperaturas que oscila entre los 32 y los 41,5ºC. Los reguladores de temperatura tienen un movimiento de rotación limitado, pero a su vez buscan cubrir un amplio rango de temperaturas, lo que dificulta la precisión del usuario a la hora de seleccionar la temperatura exacta deseada. Se plantea un rediseño del mando regulador de temperaturas para un grifo de ducha termostático, basado en ampliar el recorrido de este para las temperaturas habituales de trabajo en detrimento del rango que abarcan las temperaturas extremas. El objetivo de dicha modificación es conseguir que el usuario pueda seleccionar de una manera más precisa la temperatura mientras se ducha.
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Diseño de herramienta robótica para línea de empaquetado automático
(2023) Agorreta Calvo, Javier; Latorre Biel, Juan Ignacio; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación. Extensión Tudela; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa. Tuterako hedapena
En la actualidad las compras telemáticas están aumentando de manera continua algo que afecta a los supermercados que reciben solicitudes para hacer entregas a domicilio. Debido a la escasez de personal y la necesidad de proporcionar un servicio rápido y sin errores se deduce el interés de implementar una solución automatizada a la preparación de los pedidos. En este trabajo de fin de Grado se pretende diseñar un elemento clave en un sistema de empaquetamiento automatizado; como es una herramienta polivalente capaz de manipular productos de diversas características (tamaño, forma, geometría, fragilidad…) el trabajo se centrará en el diseño mecánico de la herramienta y su integración en el sistema automático de empaquetado.