Los métodos numéricos de alto orden, necesarios para la discretización espacial, son una de las áreas más activas del campo de la dinámica de fluidos computacional (CFD en sus siglas en inglés). Dentro de estos, los Métodos de Volúmenes Finitos (MVF) han encontrado difcultades en la implementación de los procesos de reconstrucción. En el presente trabajo presentamos e implementamos en Python un novedoso proceso de reconstrucción compacto de alto orden propuesto por Q. Wang [22]. La novedad yace en que el orden alto es alcanzado usando un estencil compacto; es decir, usando únicamente celdas vecinas. En este proceso se obtiene un conjunto de relaciones que sirven para obtener los coeficientes de los polinomios de reconstrucción sobre los volúmenes de control de interés preservando sus valores promedios y el de sus derivadas. Con estas relaciones obtenemos un sistema lineal sobredeterminado que al ajustarse por mínimos cuadrados resultan en un sistema tridiagonal por bloques para el caso de una ecuación de advección 1D. Para esta ecuación de advección usamos además el Análisis de Fourier para examinar los números de onda modificados por el MVF compacto. La reconstrucción incluye parámetros que son optimizados para mejorar las propiedades de dispersión/disipación. Así mismo, el análisis de estabilidad de von Neumann nos permite estimar el número CFL (Courant Friedrich Levy) máximo para dos métodos de Runge-Kutta. Finalmente, validamos tanto los órdenes de convergencia de la combinación del MVF compacto con dos esquemas de Runge-Kutta como los parámetros óptimos de los esquemas de reconstrucción. / The numerical methods of high order, necessary for spatial discretization, are one of the most active areas of the field of Computational Fluid Dynamics. Within these, Finite Volume Methods (abbreviated as MVF in spanish) have encountered difficulties in the implementation of reconstruction processes. In the present work we present a novel high order compact reconstruction process proposed by Q. Wang [22], and implemented in Python. The novelty lies in that high order is achieved using a compact stencil, that is, using only neighboring cells. In this process we obtain a set of relations that are constructed to obtain the coefficients of reconstruction polynomials on the control volumes of interest, preserving their average values and that of their derivatives. With these relations we obtain an overdetermined linear system that is adjusted by least squares resulting in a tridiagonal system by blocks in the case of a 1D advection equation. For this advection equation we also use the Fourier Analysis to examine the wave numbers modified by the compact MVF. The reconstruction includes parameters that are optimized to improve the dispersion / dissipation properties. Furthermore, the von Neumann stability analysis allows us to estimate the maximum CFL number for two Runge-Kutta methods. Finally, we validate the convergence orders of the combination of the compact MVF with two schemes of Runge-Kutta and we also validate the optimal parameters of the reconstruction schemes. / Tesis

Magíster en Ciencias, Mención Física / La fricción interna corresponde a la capacidad de los materiales de disipar la energía de ondas de sonido. Esta capacidad depende del tipo de material así como del tipo y cantidad de defectos que contenga. Durante muchos años se ha utilizado la espectroscopía mecánica para obtener información del material a través de distintos experimentos, midiendo por ejemplo la fricción interna de un material específico. A pesar de la capacidad para medir fricción interna, hasta ahora es difícil conocer con precisión cuales son los mecanismos microscópicos que dan origen a la disipación de energía al interior del material. De particular interés es un pico en la curva de disipación interna versus temperatura llamado pico de Bordoni. La evidencia sugiere que la generación de este pico se debe a propiedades de las dislocaciones. Modelos teóricos que usan mecánica del continuo permiten una descripción cualitativa, pero no cuantitativa, del efecto. Hasta ahora se ha estudiado el pico de Bordoni desde el punto de vista experimental y desde la mecánica del contínuo. En este trabajo se propone estudiar este efecto desde las simulaciones atomísticas a través de dinámica molecular. Para ello se generó una muestra de cobre de 892800 átomos con dos dislocaciones ancladas y se generaron ondas de corte en el material. Se midió la tensión generada en la muestra y se encontraron las curvas de tensión-deformación. Luego se estudió la disipación de energía generada por la interacción de las ondas con las dislocaciones a través de una posible histéresis en las curvas de tensión-deformación. Estas simulaciones se realizaron a las temperaturas de 0, 50, 100, 150, 200 y 250 K, con períodos de 125 ps y 38 ps y un máximo de deformación de 0.0008 y 0.008. Para estimar el orden de magnitud esperado para la respuesta del sistema se usó un modelo de cuerda sobreamortiguada, lo que también permitió estimar el período de forzamiento para el cual las pérdidas deberían ser máximas. Todo esto llevó a una estimación del cuociente entre energía disipada por ciclo y energía acumulada máxima del orden de 10^{-4} lo cual se ajusta a los resultados experimentales. Para estimar el valor de los parámetros que aparecen en el modelo analítico se realizaron simulaciones con las dislocaciones desancladas. Dentro de la precisión numérica utilizada, no se encontró histéresis. Se deduce que la barrera de Peierls es muy pequeña para permitir detección de la histéresis. Se establece una cota para la precisión en las mediciones para cuantificar la fricción interna en el futuro. Posibles direcciones de trabajo futuro incluyen la disminución de las fluctuaciones en las mediciones de la tensión, lo que se podría lograr con un mayor número de ciclos generados en las ondas de corte y promediando sobre muchas realizaciones. Otra opción es realizar las simulaciones en otros materiales, con mayores coeficientes de fricción, para aumentar la energía disipada.

Busca detectar la falsificación de naproxeno sódico en tabletas por el método espectroscópico Raman mediante un estudio experimental - analítico en el que se empleó doce muestras de naproxeno sódico en tabletas que fueron comprados en diferentes boticas de la ciudad de Lima-Metropolitana. Las muestras pertenecen a diferentes laboratorios, para ello se utilizó también un producto falsificado como muestra negativa, durante el estudio se da a conocer las ventajas de utilizar este método para la detección de la falsificación de medicamentos dentro de las ventajas de este método es que se obtiene los resultados de manera rápida y un bajo costo, en el análisis no se destruye la muestra por lo que es un ensayo no destructivo, y esta forma poder contribuir en la lucha contra la falsificación de medicamentos que es un problema de salud pública a nivel mundial. Los resultados fueron que las doce muestras de naproxeno sódico en tabletas presentan el principio activo de esta forma se detecta la falsificación de los medicamentos. Por lo tanto, existe la gran necesidad de implementar el método para detectar la falsificación de medicamentos de esta manera apoyar los esfuerzos que vienen realizando los diferentes organismos nacionales e internacionales como la organización mundial de la salud, el Ministerio de Salud a través de la Dirección General de Medicamentos Insumos y Drogas, cuyo propósito es la erradicación de la falsificación de medicamentos. / Trabajo académico

Evalúa la profundidad de polimerización y el grado de conversión por medio de la microdureza superficial interna de dos resinas compuestas de nanorelleno utilizando dos lámparas LED; una de segunda generación y la otra de tercera generación. Metodología. En el estudio in vitro, se obtuvieron 75 especímenes que se dividieron en tres grupos de acuerdo al tipo de resina compuesta, dos resinas de nanorelleno “Tetric N-Ceram” (Ivoclar-Vivadent) y “Filtek Z-350 XT” (3M) y una resina Bulk Fill (grupo control) y cada uno de ellos en tres subgrupos según el tipo de unidad de luz, una unidad de luz “halógena” (grupo control), y dos lámparas de luz emitida por diodos (LED-Valo y LED-Elipar), aplicada sobre el espécimen. Se realizó el análisis estadístico, en donde, las variables fueron sometidas a las pruebas de normalidad y homogeneidad por sus varianzas. Las variables principales no cumplieron con estos supuestos, por lo cual se aplicó la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis. Para encontrar las diferencias entre pares, se aplicó la prueba post-hoc de Dunn. Resultados. Se observó que en las resinas compuestas de nanorelleno no hay diferencias entre los diferentes grupos en relación a la profundidad de polimerización, pero si se observó que la resina Filtek Z350-XT presentó una mejor performance en la microdureza superficial interna como expresión del grado de conversión, utilizando diferentes unidades de luz visible. De la misma forma, las unidades de luz visible en relación a la profundidad de polimerización la LED-Elipar presentan una mejor performance que la LED-Valo, sin diferencias significativas en la microdureza superficial interna como expresión del grado de conversión en los diferentes grupos de resinas compuestas de nanorelleno. Conclusión. Se obtuvo una mejor performance con la LED de segunda generación en profundidad de polimerización con las resinas de nanorelleno y el grado de conversión por medio de la microdureza superficial interna con la lámpara LED de tercera generación con las resinas de nanorelleno. / Tesis

La papa, originaria de los Andes (Perú y Bolivia), forma parte de la dieta alimenticia mundial gracias al valor nutritivo y energético del almidón. Por ello, la institución del CIP (Centro Internacional de la Papa) realiza diversas investigaciones para su preservación yo mejoramiento. Una de las herramientas para los estudios de las plantas de papa son las cámaras multiespectrales, cámaras que permiten obtener imágenes en el espectro visible y del infrarrojo cercano. Estas imágenes muestran si el tubérculo tiene enfermedad, si les falta agua o nutrientes, entre otros. Estas cámaras tienen un alto costo en el extranjero lo cual no es accesible para los agricultores peruanos. Además tienen varias limitaciones tecnológicas como poca capacidad de almacenamiento, la lentitud en la toma de imagen, chasis rígido entre otros. Por tales razones el objetivo de la presente tesis es diseñar un sistema de adquisición de imágenes multiespectrales sin limitaciones tecnológicas y que proponga un costo menor al de las actuales. / Tesis

El uso de nuevas tecnologías en el campo de la agricultura ha permitido que los productores agrícolas, en diversos países desarrollados, accedan a nuevos mercados internacionales avalados por la calidad de sus productos. Calidad que han logrado teniendo una mejor gestión de sus cultivos en base a tecnologías tales como los Sistemas de Información Geográfica, los cuales se han convertido en una herramienta vital para la aplicación de la llamada Agricultura de Precisión. Con el fin de poder aplicar estas tecnologías al ámbito nacional, el presente trabajo busca desarrollar una interfaz que haga uso de las herramientas propias de los Sistemas de Información Geográfica, en particular del SIG GRASS, para la integración y el posterior análisis de imágenes multiespectrales de cultivos adquiridas mediante el uso de un sistema de sensado remoto desarrollado en la Pontificia Universidad Católica del Perú, con las cuales se permita evaluar la situación actual de los mismos, en base al índice vegetativo conocido como factor NDVI. El trabajo se desarrolla en cuatro capítulos. El primer capítulo presenta el proceso actual de monitoreo de cultivos, los certificados de calidad expedidos a las empresas agrícolas y la problemática que surge al hacer uso de dicho proceso. El segundo capítulo comprende el estado del arte de la investigación, los conceptos generales necesarios para el desarrollo de la tesis y el modelo teórico aplicado. En el tercer capítulo se exponen los objetivos y los requerimientos de la tesis, así como también las etapas y las respectivas tareas que estas abarcan. En el cuarto capítulo, se presentan los requerimientos mínimos del equipo a usar para el desarrollo de la solución, asimismo se describe dicho desarrollo y por último se analiza el mismo en base a las imágenes generadas. Finalmente, se llega a la conclusión de que el SIG GRASS permite procesar, analizar y posteriormente visualizar la información generada en base a las imágenes multiespectrales. Así mismo, se concluye que la generación de archivos GeoTIFF permite la integración de las imágenes capturadas con sus respectivas coordenadas geográficas de tal manera que, las imágenes que se manipulen en GRASS estén apropiadamente georreferenciadas. / Tesis

En los últimos años, la distribución de música digital en la web ha permitido a los usuarios acceder a grandes cantidades de información musical, con ello surge la necesidad de obtener esa información de manera eficaz y eficiente. En la actualidad, los sistemas de recuperación han ayudado a los usuarios a encontrar información basada en texto, pero esos modelos tradicionales no son adecuados si deseamos encontrar canciones que se parezcan en contenido de audio, de allí la necesidad de modelar e implementar métodos de recuperación basado en audio musical. En este estudio se describe un sistema que permite recuperar y clasificar canciones por similitud basado en contenido de audio musical. Se aplica un modelo de red neuronal a características de canciones. Primero se obtiene descriptores de canciones polifónicas en formato mp3 con características tales como: Análisis Espectral, Patrones de ritmo, Histograma de ritmo. Segundo, se realiza un análisis estadístico para seleccionar los descriptores válidos. Finalmente se ingresa a una red neuronal estos descriptores y se entrena. El objetivo de este trabajo es implementar el sistema y determinar, a partir de los resultados experimentales, la eficiencia de acierto o no para clasificar y recuperar contenido de audio musical por similitud. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo la obtención de imágenes aéreas multiespectrales de campos de cultivos a partir de dos imágenes aéreas de una sola banda espectral, este procedimiento es llamado registro de imágenes. En el primer capítulo, se presenta el registro de imágenes como una tarea crucial en el procesamiento de imágenes digitales y particularmente en aplicaciones de percepción remota. La percepción remota es empleada para el monitoreo de cultivos en el proyecto que viene realizando la Pontificia Universidad Católica del Perú y el Centro Internacional de la Papa denominado “Agricultura de Precisión para la Producción de Cultivos de Seguridad Alimentaria y de Agro Exportación”. En el segundo capítulo, se presenta diversos métodos empleados para el registro de imágenes y se propone un método basado en la transformada discreta de wavelets. El algoritmo propuesto es el Dual Tree- Complex Wavelet Transform (DT-CWT), utilizado en el registro de imágenes de diferentes espectros; debido a que presenta ventajas como la multiresolución y su sensibilidad de direccionamiento para resaltar características significativas en las imágenes. En el tercer capítulo, se explica el desarrollo del algoritmo en la herramienta matemática MATLAB. En la primera etapa se obtienen los coeficientes de wavelets, estos deben ayudar a resaltar detalles en las imágenes de la mejor manera posible. En la segunda etapa se muestra la implementación del algoritmo (DT-CWT) con bancos de filtros y finalmente se utiliza la correlación cruzada para poder realizar el registro. Finalmente, se muestra la evaluación del algoritmo en las primeras pruebas se empleo la imagen de Lena y posteriormente se utilizó imágenes de campos de cultivo de olivo y camote. Asimismo, se presentan las conclusiones y recomendaciones del presente trabajo. / Tesis

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Magíster en Ciencias, Mención Geología. Geóloga / En el presente estudio se propone y evalúa el uso de una tecnología hiperespectral en el rango espectral SWIR como método cualitativo de detección mineral para su uso en la toma de decisiones durante el procesamiento metalúrgico. El objetivo es detectar y clasificar sulfuros y óxidos, que corresponden a especies relevantes para la recuperación de oro durante el procesamiento mineral en Mina Florida, Región Metropolitana. Por lo general, los óxidos y sulfuros se detectan mediante a la presencia de bandas de absorción características en el en el rango espectral VNIR y FIR respectivamente. Sin embargo, se propone que, en un contexto geológico local, la identificación de estas especies en el rango SWIR es posible utilizando los siguientes elementos: 1) toda la información espectral y no solo la presencia de bandas de absorción; 2) herramientas de discriminación espectral; y 3) Aprendizaje supervisado. En este estudio se utilizó la cámara hiperespectral SWIR3.0 de SPECIM para generar imágenes hiperespectrales en el rango infrarrojo de onda corta (SWIR) de testigos de sondajes de Mina Florida. Estos consisten principalmente en vetas de cuarzo polimetálicas (Au,Ag,Zn,Pb y Cu) hospedadas en una secuencia volcanoclástica con alteración hidrotermal propilítica. Las imágenes obtenidas, con un tamaño de pixel de 0,7 mm, se etiquetaron manualmente los minerales más abundantes del depósito utilizando la información espectral y el mapeo geológico. Se seleccionó un grupo representativo de imágenes para entrenamiento y otro para probar los algoritmos basados en aprendizaje supervisado. Los mejores resultados indican una correcta clasificación del 74% de los píxeles. Si bien los minerales mejor clasificados son aquellos que comúnmente se identifican en el rango SWIR, también se obtienen buenos resultados para algunas especies sulfuradas, tales como esfalerita, y oxidadas como hematita. Se propone que este método es un prototipo para una futura herramienta de detección que podría utilizarse a tiempo real para el monitoreo del material que ingresa a las plantas de procesamiento mineral. Se sugiere que este método puede ser semi-cuantitativo si se cuantifican los pixeles de una imagen y se complementa con otras técnicas analíticas.