Universidad Nacional de Asunción

Grupo en Formación en Tecnología Espacial

Grupo de Investigación en Formación en Tecnología Espacial

Ofrecer a los estudiantes un ámbito de Investigación, Desarrollo e Innovación (I+D+i) y capacitación en las áreas vinculadas a los sistemas espaciales.
Desarrollar tecnologías que mejoren la eficiencia, confiabilidad y rendimiento de los sistemas espaciales.
Asesorar entidades públicas y privadas en el diseño y la planificación de misiones espaciales para diversos propósitos.
Fomentar la organización y participación en eventos nacionales e internacionales, así como la publicación en revistas científicas, con el objetivo de difundir y divulgar los avances en el campo de la Ingeniería Espacial.
Fortalecer las relaciones de la UNA con universidades, institutos, centros de investigación e instituciones afines.

Líneas de Investigación

 

  1. Diseño de Satélites y Vehículos Espaciales.
  2. Sistemas de Control y Navegación Espacial.
  3. Robótica Espacial.
  4. Materiales y Tecnologías Espaciales.
  5. Comunicaciones Satelitales.

 

Coordinador del Grupo: Dr. Adolfo Javier Jara Céspedes

 

Miembros del Grupo

Ms. Ariel Mazaru Manabe Safi

Ms. Federico Augusto Gaona Verón

Ms. Aníbal Antonio Mendoza Ruiz (Transitorio)

Ms. Esteban Rafael Fretes Ruiz Diaz (Transitorio)

Ing. Luis Antonio Miranda Kunert (Transitorio)

 

Estudiantes Activos

  1. Marcos Gonzalez (IAE)
  2. Enzo Aguero (IAE)
  3. Juan José Fernandez (IAE)
  4. Lucas Molinari (IAE)
  5. Christian Ortega (IAE)
  6. Mauricio Achucarro (IAE)
  7. Ariel Balbuena (IEK)
  8. Alejandro Aranda (IEK)
  9. Edgar Ramirez (IEK)
  10. Hector Cristaldo (IEK)
  11. Yanine Mendoza (UPE)

Trabajos con participación del grupo

 

  1. Diseño e Implementación de una Interfaz Gráfica de Usuario para un Túnel de Viento Didáctico; L. Ríos, A. Jara, C. Meaurio; 8vo Congreso Argentino de Ingeniería Aeronáutica

El presente trabajo se ha desarrollado a partir de una investigación en sistemas de adquisición de datos, con aplicación en aerodinámica. El objetivo principal ha sido el diseño e implementación de una interfaz gráfica de usuario (GUI) desarrollada en LabVIEW, para el túnel de viento didáctico de la Facultad Politécnica de la Universidad Nacional de Asunción.

La nueva GUI permite el control simultáneo de los componentes del túnel, posibilitando la realización de ensayos aerodinámicos con datos almacenables. Entre las funcionalidades principales de la interfaz se destacan: control del motor por rpm, conversión automática de señales eléctricas a unidades físicas, generación de archivos de datos en formato CSV (con 11 datos disponibles) y la incorporación de guías en pantalla para asistir al usuario.

Para validar resultados obtenidos a partir de APTUN, se han realizado ensayos aerodinámicos de un perfil alar y una esfera, donde se han evaluado coeficientes de sustentación y arrastre, y se ha logrado una satisfactoria aproximación entre resultados experimentales e ideales.

 

  1. Desarrollo de una interface eléctrica y mecánica escalable para la misión CubeSat GuaraniSat-2, E. Ramírez, A. Jara, A. Manabe; 39th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites.

Este trabajo presenta el diseño, desarrollo y validación de una placa de interfaz de backplane personalizada para GuaraniSat-2, el segundo nanosatélite de Paraguay. GuaraniSat-2 es un CubeSat 3U desarrollado gracias a una iniciativa conjunta liderada por la Agencia Espacial Paraguaya (AEP) y SpaceLab, con la participación activa de partes interesadas como las facultades de Ingeniería y Politécnica de la Universidad Nacional de Asunción (UNA), la Universidad Católica de Asunción (UCA), el laboratorio LIESE de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y Astradyne, una empresa emergente italiana escindida de la Universidad Politécnica de Bari (Politecnico di Bari). La placa base funciona como columna vertebral mecánica y centro eléctrico, lo que permite una comunicación sólida y una distribución eficiente de la energía entre los subsistemas del CubeSat. Basado en la arquitectura de bus estándar del Instituto Tecnológico de Kyushu (Kyutech), el sistema emplea una placa de circuito impreso (PCB) de seis capas que integra multiplexación USB/UART, aislamiento I2C, módulos GPS, convertidores analógico-digitales (ADC) para la adquisición de datos del sensor solar y un microcontrolador NXP i.MX RT1060. Este microcontrolador sustituye a los dispositivos lógicos programables (PLD) utilizados en diseños anteriores, lo que agiliza la integración y mejora la funcionalidad. Las exhaustivas pruebas de integración y resistencia realizadas en un banco de pruebas personalizado confirmaron la estabilidad eléctrica y mecánica de la placa, lo que validó su idoneidad para la certificación medioambiental. La placa base reduce significativamente la complejidad del cableado, mejora la modularidad del subsistema y proporciona una base escalable para futuras misiones CubeSat.

 

  1. Diseño e Implementación de un Prototipo de Mecanismo de Despliegue de Antenas para Nanosatélites; Freitas E., Miranda L., Chaparro J., Jara A.; 31° Jornadas de Jóvenes Investigadores 2025.

En el año 2021, el GuaraniSat-1 se destacó como el primer nanosatélite de Paraguay, desarrollado y lanzado como parte del Proyecto Paraguay al Espacio, liderado por la Agencia Espacial del Paraguay (AEP) con la colaboración de académicos de la Universidad Nacional de Asunción. Por las limitaciones de espacio establecidas por el estándar CubeSat son necesarios mecanismos capaces de contener las antenas y liberarlas cuando el satélite orbita en el espacio. Este trabajo presenta el diseño y construcción de un mecanismo para despliegue de antenas dipolo en las bandas de Muy Alta Frecuencia (VHF) y Ultra Alta Frecuencia (UHF) dedicado a nanosatélites tipo CubeSat. Para albergar las antenas dipolo se ha optado por el diseño de una estructura básica de 1U. Se han realizado simulaciones y construcción de antenas dipolo y circuito activador-quemador para su integración a la placa principal, donde posteriormente se realizó pruebas de despliegue. Los datos analizados permitirán conocer el tiempo empleado para liberar las antenas, consumo energético, tasa de éxito. Este trabajo permite el fortalecimiento de la colaboración entre la UNA y la AEP para siguientes misiones espaciales del Paraguay que involucren nanosatélites brindando una solución de fácil integración.

 

  1. Evaluación del rendimiento de la red neuronal convolucional MobileNetV2 para la clasificación de imágenes a bordo en nanosatélites; A. Balbuena, A. Aranda, M. Chaparro, S. Chamorro, A. Manabe, F. Gaona, A. Jara.; IAA Latin American Conference on Small Satellite Technologies and Applications

Este trabajo propone una evaluación detallada del rendimiento y la viabilidad de implementar una red neuronal convolucional (CNN) basada en el modelo MobileNetV2 para clasificar imágenes capturadas en órbita, específicamente en el contexto de nanosatélites que siguen el estándar CubeSat. El estudio explora diversas configuraciones de la CNN, ajustando parámetros críticos como el número de capas, la tasa de aprendizaje y el número de filtros. También se han aplicado técnicas de preprocesamiento de imágenes para mejorar la precisión de clasificación del modelo. El conjunto de datos utilizado para entrenar la red consta de 8.000 imágenes aumentadas. Los resultados obtenidos muestran que el modelo de clasificación de imágenes basado en MobileNetV2 alcanzó una precisión del 83,75 % en la identificación de las diferentes categorías de imagen (Tierra, Agua, Nubes y Mala). Esta alta precisión subraya la eficacia del modelo en el contexto de imágenes satelitales. Además, el modelo optimizado se implementó y ejecutó con éxito en una Raspberry Pi Zero 2W, lo que confirma su viabilidad en entornos con recursos limitados, similares a los de un CubeSat. Estos resultados no sólo validan la solución propuesta sino que también abren nuevas posibilidades para la aplicación de redes neuronales en la clasificación de imágenes de satélite en misiones espaciales de bajo coste.

 

  1. Diseño e Ingeniería de un Sistema de Alimentación Presurizado y Criogénico para un Motor Cohete Bipropelente de Etanol–LOX, Aplicable a un Vehículo de Lanzamiento Orbital de Clase Ligera.; M. Gonzalez, E. Agüero, A. Jara; Congreso Nacional de Actividades Espaciales, CONACES 2023

Este proyecto se enfoca en el diseño e ingeniería de un sistema de alimentación presurizado y criogénico destinado a un motor cohete bipropelente que utiliza etanol como combustible y oxígeno líquido (LOX) como oxidante. Esta iniciativa constituye un paso fundamental para el desarrollo de vehículos de lanzamiento orbital de clase ligera, proporcionando una solución tecnológica viable y adaptable que permita la validación rigurosa de sistemas propulsivos en entornos controlados y a escala reducida. El sistema propuesto integra componentes clave que garantizan la correcta gestión y entrega de los propelentes bajo condiciones de presión y temperatura extremas, asegurando así la eficiencia operativa del motor durante las distintas fases de su funcionamiento.

El desarrollo incluye la construcción de un prototipo funcional, concebido como plataforma experimental para la demostración y validación de tecnologías emergentes aplicables a la propulsión espacial. A través de este modelo a escala, se podrán realizar ensayos estructurados que evalúen con precisión el comportamiento térmico, dinámico y de control del sistema de alimentación, permitiendo identificar áreas críticas de mejora y optimización. Al operar bajo condiciones realistas, aunque contenidas, el prototipo facilitará el análisis detallado del rendimiento del motor, la eficiencia de la entrega de los propulsores y la respuesta del sistema a diversos ajustes de presión y caudal.

Además, el proyecto contempla la incorporación de innovaciones en materiales, procesos de fabricación avanzada y sistemas inteligentes de monitoreo y control, lo que contribuirá al desarrollo iterativo de soluciones más seguras, robustas y escalables. Esta estrategia busca reducir los riesgos técnicos asociados a la transición de tecnologías desde el laboratorio hasta su implementación en sistemas de vuelo reales, al mismo tiempo que promueve un enfoque sistemático de mejora continua.

 

  1. Descripción general del diseño de la misión de GuaraniSat-2, el segundo satélite paraguayo; A. Jara, A. Manabe, E. Fretes, F. Gaona, A. Mendoza, L. Miranda.; AA Latin American Conference on Small Satellite Technologies and Applications.

El GuaraniSat-2 es un CubeSat de tres unidades (3U) concebido para convertirse en el segundo satélite de Paraguay, diseñado para promover el aprendizaje basado en proyectos. El proyecto es una colaboración entre la Agencia Espacial Paraguaya, la academia y diversas organizaciones nacionales e internacionales. El GuaraniSat-2 tiene una masa estimada de 3,99 kg y unas dimensiones de 113 x 113 x 340,5 mm. El bus principal incluye la estructura, el sistema informático de a bordo (OBC), el sistema de energía eléctrica (EPS), el sistema de comunicaciones (COM), el sistema de determinación y control de actitud (ADCS), la placa de interconexión (placa base) y las antenas y sus mecanismos de despliegue. El sistema de bus se deriva de proyectos satelitales previos del estándar de bus BIRDS en el Instituto Tecnológico de Kyushu (Kyutech) de Japón. Los objetivos de la misión incluyen: la prueba de una misión de almacenamiento y retransmisión con LoRa, el estudio de la Anomalía Magnética del Atlántico Sur (AAS), el redireccionamiento de señales a bordo mediante un dispositivo lógico programable COTS, la demostración en órbita de un sistema de paneles solares desplegables y, por último, un controlador de placa electrónica para algoritmos de tolerancia a fallos. Este trabajo describe los antecedentes, las misiones, el sistema de bus y las partes interesadas, hasta la fase de Revisión de la Definición de la Misión, que ya ha concluido.

 

  1. Aproximación a la ingeniería aeroespacial en colegios secundarios paraguayos a través del desarrollo de nodos de estaciones terrestres y enlace ascendente LoRa al picosatélite argentino MDQubeSat-2; F. Gaona, L. Miranda, E. Quiñonez, J. Ramos, D. Galeano, C. Britos, A. Jara.; IAA Latin American Conference on Small Satellite Technologies and Applications.

Este trabajo consiste en un proyecto de educación espacial que involucra a estudiantes de 16 a 18 años en Paraguay, cuyo objetivo fue crear nodos de estaciones terrestres para comunicarse con el picosatélite MDQUBESAT-2 utilizando tecnología LoRa para enlaces ascendentes de datos. La Agencia Espacial Paraguaya (AEP), la Facultad Politécnica de la Universidad Nacional de Asunción (FP-UNA), dos colegios secundarios y la empresa emergente argentina Innova Space colaboraron en esta iniciativa. El proyecto tuvo cuatro fases: (1) implementación de nodos por FP-UNA y AEP siguiendo las pautas de Innova Space; (2) talleres sobre pruebas ambientales, sistemas espaciales e ingeniería para estudiantes y docentes; (3) implementación y prueba de nodos por estudiantes, asistidos por ingenieros; y (4) un evento público de enlace ascendente satelital. La colaboración permitió transmisiones LoRa exitosas, enviando 30 paquetes de datos durante tres meses. Los estudiantes adquirieron conocimientos fundamentales en ingeniería de sistemas espaciales a través de experiencia práctica con componentes impresos en 3D de bajo costo. El proyecto no sólo mostró las capacidades de la AEP al público paraguayo y a la comunidad global, sino que también inspiró a los estudiantes a considerar carreras en ingeniería aeroespacial.

 

  1. Diseño e implementación de un banco de pruebas con balanceo automático de masa para la validación experimental de ADCS en CubeSats 3U; M. Caballero, D. Caballero, E. Fretes, E. Maqueda, A. Jara, L. Comparatore.; IAA Latin American Conference on Small Satellite Technologies and Applications.

En Paraguay, el GuaraniSat-2, el segundo satélite del país y el primero diseñado y construido íntegramente por ingenieros paraguayos, representa un hito significativo en la historia aeroespacial nacional. Este CubeSat 3U requiere equipos de prueba especializados para verificar los subsistemas, en particular el Sistema de Determinación y Control de Actitud (ADCS), que orienta el satélite para optimizar el rendimiento del sensor, la antena, los paneles solares y la carga útil. Para abordar esta necesidad, este artículo presenta un banco de pruebas ADCS de bajo costo, diseñado para replicar las condiciones dinámicas terrestres, lo que permite la calibración y validación de algoritmos, sensores y actuadores satelitales. El sistema incorpora un cojinete de aire esférico que minimiza la fricción entre los componentes fijos (copa) y móviles (hemisferio y plataforma). Además, incluye un mecanismo manual de balance de masa con cuatro brazos de motor paso a paso, que permite controlar la distribución de masa para posicionar el centro de masa cerca del centro de rotación del cojinete de aire, reduciendo así los efectos gravitacionales. El banco de pruebas también cuenta con sensores inerciales que proporcionan datos de orientación y movimiento, visualizados a través de una interfaz gráfica de usuario.

 

  1. Competencia de plataformas estratosféricas: Educación STEAM y resultados de las cargas útiles para globos de gran altitud en estudiantes de secundaria en Paraguay; E. Fretes, C. Riquelme, R. Rojas, A. Jara; IAA Latin American Conference on Small Satellite Technologies and Applications.

Este artículo presenta los resultados del Primer Concurso Nacional de Plataformas Estratosféricas “Balloon Probe” en Paraguay, para promover la educación STEAM entre estudiantes de secundaria. El concurso animó a los estudiantes a desarrollar habilidades en ciencia, tecnología, ingeniería, artes y matemáticas mediante el diseño y la construcción de cargas útiles para globos de gran altitud, que recopilaron datos atmosféricos como temperatura, humedad, presión e índice UV. Participaron 13 equipos, compuestos por aproximadamente 100 estudiantes y 15 docentes de diversas regiones. El evento constó de tres fases: ideación y diseño de la misión, construcción de la carga útil y el lanzamiento final de las cargas útiles seleccionadas. Las cargas útiles se construyeron utilizando componentes de bajo costo y disponibles localmente para garantizar su accesibilidad. Dos equipos, del Centro de Capacitación Nikola Tesla y del Colegio Japonés Paraguayo, resultaron ganadores y lanzaron con éxito sus cargas útiles, proporcionando datos significativos para la investigación meteorológica y científica. El proyecto expuso a los estudiantes a la ingeniería de sistemas espaciales y fomentó el trabajo en equipo, la investigación, la programación y la experimentación práctica. Esta iniciativa demostró cómo los globos de gran altitud son una herramienta educativa eficaz, que ofrece a los estudiantes una experiencia práctica en tecnología y ciencia, muy similar a los procesos de las misiones espaciales del mundo real.

 

  1. Mejora del rendimiento del perfil aerodinámico con un cilindro giratorio de vanguardia: compensación entre el retraso en la separación del flujo y la eficiencia energética; L. Molinari, C. Mendez; Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering.

La separación del flujo limita críticamente el rendimiento del perfil aerodinámico, especialmente en ángulos de ataque elevados, relevantes para vehículos aéreos no tripulados (UAV) y aeronaves de despegue y aterrizaje cortos (STOL). Este estudio investiga el impacto aerodinámico y energético de la integración de un cilindro giratorio en el borde de ataque de un perfil NACA 2415. Mediante simulaciones bidimensionales inestables con un número de Reynolds bajo (Re ≈ 2 × 10⁻¹), evaluamos los efectos del radio del cilindro y su relación de velocidad tangencial a corriente libre. Esta magnitud adimensional regula la intensidad de la inyección de momento en la capa límite. Los resultados muestran que aumentar tanto el radio como la relación de velocidad mejora la sustentación y retrasa la separación, alcanzando la relación sustentación/resistencia (CL/CD) un valor máximo para radios grandes y velocidades relativas elevadas debido a una circulación más intensa. Sin embargo, en ángulos de ataque bajos —donde el flujo de referencia ya está presente— el cilindro giratorio añade resistencia sin mejorar la sustentación, lo que reduce el rendimiento general. El análisis energético revela, además, rendimientos decrecientes a partir de una determinada entrada. Estos resultados resaltan el potencial del control de flujo basado en el efecto Magnus para mejorar el rendimiento aerodinámico en regímenes de vuelo exigentes. El trabajo futuro debe incluir simulaciones tridimensionales y validación experimental para capturar estructuras a lo largo de la envergadura y refinar la evaluación de las limitaciones prácticas

ajara@pol.una.py

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