UPB

Laboratorio de Innovación Tecnológica Industrial y Robótica

La ciencia, tecnología e innovación se erigen como protagonistas de la transformación de un país en temas de desarrollo tecnológico.

Descripción

El Laboratorio de Innovación Tecnológica Industrial y Robótica (LITIR) de la UPB, tiene por objetivo primordial el de fortalecer y generar la masa crítica de profesionales necesaria para realizar investigación aplicada y ser generadora de nuevas tecnologías en Bolivia.

El funcionamiento del Laboratorio (LITIR), pretende contribuir de manera importante a la generación de nuevos emprendimientos de base tecnológica y al incremento de la productividad de las empresas, al mejoramiento de la calidad de sus productos y a la reducción de sus costos de producción a través de la automatización de sus sistemas, la integración de tecnologías, y la innovación en el diseño y construcción de dispositivos y máquinas inteligentes.

Áreas de Trabajo

Mantenimiento Industrial:
Desarrollo de hardware y software: Mediciones de análisis vibracional Mantenimiento basado en la condición (MBC) en equipos industriales
Control y automatización industrial:
Diseño de sistemas de automatización industrial, e implementación de sistemas que generen soluciones de calidad en procesos industriales que integren tecnologías de punta.
Robótica aplicada:
Diseño de sistemas inteligentes para el monitoreo de desastres naturales y bio-mecatrónica para el tratamiento de señales biológicas aplicadas al control y automatización de elementos robóticos para rehabilitación

Fecha de creación
Junio 2017

Conoce a nuestro Director

Grover Zurita Villarroel, Ph.D.
DOCENTE TITULAR Tel: +591-4-4268287 (interno 523)

Proyectos

El LITIR ha realizado o se halla encarando los siguientes proyectos:

LITIR - Mejora de la competitividad industrial usando agricultura de precisión (2020- )

La producción agrícola en Bolivia, según las estadísticas, genera un impacto del 14 por ciento del PIB nacional cada año por lo que es un factor influyente en la economía del país. La implementación de nuevas tecnologías no sólo favorecerá a este ámbito laboral, sino que creará un impacto a nivel económico para concretar nuevos objetivos como país. Con la implantación de un sistema de monitoreo de la calidad de los cultivos con tecnologías actuales se estaría mejorando la competitividad del sector agrícola. La función de la agricultura de calidad es mejorar la eficiencia en el uso de recursos, la productividad, la calidad, y la mantenibilidad de la producción agrícola.El objetivo principal de este proyecto de investigación es el de desarrollar un sistema de adquisición de datos, de bajo costo, para generar imágenes 3D, el cual será incorporado en un drone-UPB, para la aplicación de agricultura de precisión. La idea principal es de poder tomar decisiones en base a los datos adquiridos e incrementar la productividad de los cultivos y optimizar los recursos, lo que implicaría un ahorro económico notable.Este proyecto busca fusionar diferentes áreas de la ciencia, ingeniería de control, electrónica, procesamiento digital de imágenes e inteligencia artificial para el desarrollo del sistema de medición de imágenes de bajo costo que permita una optimización de los cultivos en nuestro país.En concreto, la agricultura de precisión con tecnología aplicada al sector agrícola permite explotar eficientemente la tierra. Este sistema requiere sensores, drones, tarjetas de adquisición de datos, y sistemas de posicionamiento global. Adicionalmente, el sistema desarrollado de adquisición de datos estará incorporado con algoritmos de inteligencia artificial para el diagnóstico automático de la calidad de los cultivos.Responsable:Grover Zurita, PhD

LITIR - Desarrollo e implementación de un sistema óptico de detección de vibraciones de bajo costo para el diagnóstico de máquinas industriales (2020- )

Actualmente, el MBC (Mantenimiento Basado en la Condición) es una de las estrategias de mantenimiento más utilizadas en la industria. El MBC consiste en realizar las tareas de mantenimiento en una determinada máquina de acuerdo al estado de la misma. El estado o condición de la máquina se determina al monitorear ciertos parámetros, estos parámetros permiten saber cuál es la condición de la máquina.Para realizar un análisis somero del diagnóstico de máquinas, es de vital importancia obtener los datos de vibración de la máquina. En base a los datos obtenidos, se realiza el mantenimiento predictivo para el mantenimiento basado en las condiciones.El objetico principal de este proyecto de investigación es el desarrollo e implementación de un sistema óptico de detección de vibraciones de bajo costo para el diagnóstico de máquinas industriales. La gran ventaja de los acelerómetros ópticos es que puede medir directamente en estructuras que se encuentran en constante rotación de interés como, poleas, ejes, y rotores. Este método no utiliza cables de conexión del sensor con la tarjeta de adquisición de datos.El sistema de medición funciona de la siguiente manera: Es necesario tener un vibro metro que es generalmente un interferómetro láser de dos haces que mide la diferencia de frecuencia, entre un haz de referencia interno con el haz de prueba. El haz de prueba atraviesa por la celda Bragg, que se agrega el cambio de frecuencia y se dirige al objetivo de medición. El tipo más común de láser para análisis vibracional es del tipo LDV y es el láser de helio-neón. La mayoría de los vibrómetros comerciales funcionan en un cambio de frecuencia conocido (típicamente 30-40 MHz). Este cambio de frecuencia generalmente es generado por una celda de Bragg o modulador acústico-óptico.Finalmente, la salida del detector es una salida de una señal frecuencia modulada, con la celda de Bragg como frecuencia portadora, y el desplazamiento Doppler es determinada con una frecuencia de modulación. Esta señal puede ser aplicada en un análisis de demodulación de la señal para determinar la vibración de la estructura, con proceso de demodulación para determinar la vibración de la estructura.El sistema desarrollado analizará la amplitud de vibración de áreas superficiales, que se encuentran en movimiento/rotación, por medio de escaneo láser mediante un sistema de adquisición de datos controlado por computadora. El análisis final de la señal será implementado por el análisis de la involuta, Kurtosis y Wavelets. Como resultado se podrá mostrar espectros en el dominio de frecuencias, para el diagnóstico de las fallas en equipos industriales.Responsable:Grover Zurita, PhD

LITIR - Desarrollo de un software y una metodología para la detección de fallas severas y diagnóstico en rodamientos y engranajes mediante el análisis vibracional (FASE 2) (2018 - )

En la industria, se debe evitar las paradas no programadas y una de las herramientas para evitar las mismas es realizar detección de fallas del sistema en su etapa levemente inicial o denominada incipiente. Las máquinas que transmiten energía, generan vibraciones mecánicas y emisiones acústicas que dan información del estado de sus componentes internos. Los rodamientos y engranajes son mecanismos que están presentes en diversos procesos industriales, por lo que la detección de fallas incipientes y severas en tales elementos es de especial importancia para evitar paradas no planificadas.El presente trabajo de investigación pretende, continuar con la segunda fase del proyecto “Desarrollo de un software y una metodología para la detección de fallas severas y diagnóstico en rodamientos y engranajes mediante el análisis vibracional”.La idea principal de la fase II, es complementar el equipo de análisis vibracional (caja de engranajes, ejes y rodamientos con set de engranajes y rodamientos dañados), y el motor de inducción con un sistema de control y monitoreo automático, conectado con el freno electromagnético, que es fundamental para que se pueda simular el ambiente de trabajo industrial. Adicionalmente, se pretende desarrollar un software para clasificación de fallos de engranajes y rodamientos, mediante análisis vibracional y métodos de inteligencia artificial. La aplicación de inteligencia artificial en el tema de mantenimiento predictivo de máquinas rotativas, conlleva a una nueva dimensión de precisión de clasificación de los fallos en los engranajes y rodamientos de un sistema industrial. En este contexto, este trabajo se centrará en desarrollar una plataforma software (Matlab) aplicando el procesamiento digital de señales para detección de fallas y diagnóstico de equipos rotativos.Responsable:Grover Zurita, PhD

LITIR - Desarrollo de un sistema de medición de alineamiento de ejes para equipos industriales (2018 - )

LITIR - Procesamiento digital de imágenes y desarrollo de una plataforma de bajo costo para aplicaciones en fotogrametría e inspección de líneas eléctricas de alta tensión (2018 - )

LITIR - Desarrollo de un software y una metodología para la detección de fallas severas y diagnóstico en rodamientos y engranajes mediante el análisis vibracional (FASE 2) (2017 - )

En la industria, se debe evitar las paradas no programadas y una de las herramientas para evitar las mismas es realizar detección de fallas del sistema en su etapa levemente inicial o denominada incipiente. Las máquinas que transmiten energía, generan vibraciones mecánicas y emisiones acústicas que dan información del estado de sus componentes internos. Los rodamientos y engranajes son mecanismos que están presentes en diversos procesos industriales, por lo que la detección de fallas incipientes y severas en tales elementos es de especial importancia para evitar paradas no planificadas.El presente trabajo de investigación pretende, continuar con la segunda fase del proyecto “Desarrollo de un software y una metodología para la detección de fallas severas y diagnóstico en rodamientos y engranajes mediante el análisis vibracional”.La idea principal de la fase II, es complementar el equipo de análisis vibracional (caja de engranajes, ejes y rodamientos con set de engranajes y rodamientos dañados), y el motor de inducción con un sistema de control y monitoreo automático, conectado con el freno electromagnético, que es fundamental para que se pueda simular el ambiente de trabajo industrial. Adicionalmente, se pretende desarrollar un software para clasificación de fallos de engranajes y rodamientos, mediante análisis vibracional y métodos de inteligencia artificial. La aplicación de inteligencia artificial en el tema de mantenimiento predictivo de máquinas rotativas, conlleva a una nueva dimensión de precisión de clasificación de los fallos en los engranajes y rodamientos de un sistema industrial.En este contexto, este trabajo se centrará en desarrollar una plataforma software (Matlab) aplicando el procesamiento digital de señales para detección de fallas y diagnóstico de equipos rotativos.Responsable:Grover Zurita, PhD

LITIR - Desarrollo de Hardware y Software para adquisición de datos mediante análisis vibracional (2017 - )

PUBLICACIONES

Los proyectos y trabajos que (LITIR), se plasman en artículos científicos y documentos de trabajo, cuya publicación y divulgación constituyen parte central de sus actividades.

2024

Design and Prototyping of Low Cost, 3D Printed Body Powered Hand Prosthesis for Transradial Amputees in Bolivia
Revista: ICCMA 2023
Autor/es: Fabio Oporto-Tejerina, Cecilia Tapia-Siles
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2023

A Systematic Procedure for Design and Structural Mechanical Analysis: A Case Study for Construction of a Buggy
Revista: International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research
Autor/es: Villarroel, G.Z., Martinez, R.V., Grandon, J.R.C., Gutiérrez, S.P.
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Design and simulation of a Banki cross-flow wind turbine for highways under high turbulence and high altitude conditions
Revista: ECOS 2023
Autor/es: lave-Vargas, E.M., Villarroel-Beltrán, V.R., Lafuente, R.O., Tapia-Siles, C., Sempértegui-Tapia, D.F.
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2022

Sistema de Monitoreo Remoto de Respiración y Niveles de gases, para pacientes RECUPERADOS de covid-19
Revista: Investigación & Desarrollo
Autor/es: Minaya Urquidi, A. M., García, J. D., Villarroel-Beltrán, V. R., Barrero Mendizábal, L. M., & Tapia Siles, S. C.
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Applications of operational modal analysis in gearbox and induction motor, based on random decrement technique and enhanced ibrahim time method
Revista: Applied Sciences
Autor/es: G. Castro & G Zurita
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2020

Software development firmware system for broken rotor bar detection and diagnosis of induction motor through current signature analysis
Revista: Journal of Mechanical Engineering and Sciences
Autor/es: H. Pita, G. Zurita, A. Villarroel
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2019

Development of a low-cost vibration measurement system for industrial applications
Revista: Machines 2019, 7(1), 12
Autor/es: Adrian Villarroel, Grover Zurita & Romeo Velarde
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Diseño y desarrollo de una máquina de balanceo dinámico de vibraciones para aplicaciones industriales
Revista: Investigación & Desarrollo, Vol. 19, No.1, pág. 73 – 93, 2019
Autor/es: Swith Claude Burgos Alconz and Grover Zurita V.
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2018

A systematic review of fuzzy formalisms for bearing fault diagnosis
Revista: IEEE Transactions on Fuzzy Systems PP(99):1-1.DOI: 10.1109/TFUZZ.2018.2878200. October 2018
Autor/es: C.Li, J.Valente,M. Cerrada, D. Cabrera, R.Vinicio, G Zurita
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Desarrollo de un sistema de medición de alineación de ejes para aplicaciones industriales
Revista: Investigación & Desarrollo, Vol. 18, No.1, pág. 91 – 102, 2018
Autor/es: Iván Mendoza y Grover Zurita
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2017

Variable stiffness hand prosthesis: A systematic review
Revista: Investigación & Desarrollo, Vol. 17, No.1, pág. 99 – 108, 2017
Autor/es: S. C. Tapia Siles, O. Urquidi Gandarillas y M. Pakleppa
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2016

A review of vabration machine diagnostics by using artificial intelligence methods
Revista: Investigación & Desarrollo No.16, Vol. 1, pág. 102-114, 2016
Autor/es: G. Zurita, V. Sanchez and D. Cabrera
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Fault diagnosis for rotating machinery using vibration measurement deep statistical feature learning
Revista: Sensors Journal. June 2016
Autor/es: C. Li, R. Sánchez, G. Zurita, M. Cerrada,D. Cabrera
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Fuzzy determination of informative frequency band for bearing fault detection
Revista: Journal of Intelligent and Fuzzy Systems. Abril 2016
Autor/es: C. Li, J.Valente, R. Sanchez, M. Cerrada, G. Zurita, D. Cabrera
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CONFERENCIAS

El LITIR ha participado en los siguientes congresos / conferencias:

2023

ICCMA 2023
Organizador: University of Adger, IEEE, RAS
Título/es: Design and Prototyping of Low Cost, 3D Printed Body Powered Hand Prosthesis for Transradial Amputees in Bolivia
Expositores: Fabio Oporto-Tejerina
36th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, ECOS 2023
Organizador:
Título/es: Design and simulation of a Banki cross-flow wind turbine for highways under high turbulence and high altitude conditions
Expositores: Mateo Alave Vargas

2016

Octava versión del congreso boliviano de ingeniería y tecnología “BETCON 2016”, Cochabamba - Bolivia, 27 – 29 Octubre, 2016
Organizador:
Título/es: Análisis vibracional para el diagnóstico de máquinas mediante el uso de inteligencia artificial
Expositores: Grover Zurita, PhD

Reconocimientos

El LITIR ha sido acreedor de los siguientes reconocimientos y/o premios:

Premio Plurinacional de Ciencia y Tecnología (La Paz, Bolivia - Enero 2024)
Organizador: Viceministerio de Ciencia y Tecnología
Categoría: Área de Energías y Minería - B -Jóvenes investigadores - Primer lugar
Proyecto: Sistema de gestión de baterías de Litio Ferrofosfato
Certificate for Best Presentation (Agder, Noruega - Noviembre 2023)
Organizador: ICCMA 2023
Categoría: Article presentation in conference
Proyecto: Design and Prototyping of Low Cost, 3D Printed Body Powered Hand Prosthesis for Transradial Amputees in Bolivia
IX versión del Premio Plurinacional de Ciencia y Tecnología (Bolivia - 2022)
Categoría: Sistemas de Control Automático y Transformación Industrial - Primer Lugar
Proyecto: Diseño y construcción de un prototipo automático de envasado rotativo de botellas para enseñanza didáctica en las universidades de Bolivia y aplicaciones industriales
VII Versión Premio Plurinacional de Ciencia y Tecnología (Bolivia - 2020)
Categoría: Transformación Industrial - Primer lugar
Proyecto: Mejora de la competitividad industrial mediante el diseño e implementación de una máquina de balanceo dinámico de rotores
V Versión Premio Plurinacional de Ciencia y Tecnología (Sucre, Bolivia - Octubre 2018)
Categoría: Transformación Industrial - Primer lugar
Proyecto: Desarrollo de un sistema de medición de alineamiento de ejes para equipos industriales
IV Versión Premio Plurinacional de Ciencia y Tecnología (La Paz, Bolivia - Septiembre 2017)
Categoría: Tecnologías de Infomación y comunicación - Primer lugar
Proyecto: Diseño, construcción y validación de un sistema de control mioeléctrico para garra con fines prostéticos
IV Version Premio Plurinacional de Ciencia y Tecnología (La Paz, Bolivia - Septiembre 2017)
Categoría: Transformación Industrial - Primer lugar
Proyecto: Mantenimiento Preventivo Industrial: Desarrollo de Software Firmware, para Detección y Diagnóstico de Fallas de Motores a Inducción Mediante Análisis de Corriente y Análisis Vibracional

Investigadores Principales

Silvia Cecilia Tapia Siles, Ph.D.

Colaboradores

Erika Fernandez Lujan
Ing. Adrian Gabriel Villarroel Navia
Ing. Dennis Casazola
Iván Rodrigo Mendoza
Gabriel Castro
Jorge Antezana
Jhonatan Kevin Oroza Segovia
Paulo Enrique Sanjines Arnez
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