Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / El presente trabajo corresponde al desarrollo de una herramienta que permite simular valores de una variable regionalizada considerando que tales valores tienen una variación sistemática en el espacio. En este contexto, se desarrolla una nueva herramienta de simulación consistente en un algoritmo de simulación Gaussiana secuencial con rechazo considerando una deriva de referencia como input, bajo la hipótesis que esta herramienta permite respetar tal deriva, obteniendo resultados representativos de la base de datos en cuanto a sus estadísticos de orden 1 (histograma) y orden 2 (variograma). La metodología del algoritmo comienza definiendo la secuencia de visitas de nodos a simular de manera aleatoria. Se acepta o rechaza el nodo simulado en base a la deriva de referencia considerando un rechazo determinístico o probabilístico y una tolerancia dinámica. Para cada nodo se considera una vecindad de búsqueda de datos condicionantes para la simulación y una vecindad de búsqueda de datos para el cálculo de una media local simulada. El algoritmo permite ajustar el número aceptable de rechazos, el tamaño de la vecindad de búsqueda de la media local, la tolerancia y el tipo de rechazo. Se presentan dos casos de estudio. El primero consiste en un ejemplo sintético de una coordenada con deriva lineal. En este primer caso se tiene que, a mayor tolerancia o mayor vecindad de búsqueda de la media local, los valores simulados se distribuyen con mayor dispersión en torno a la deriva de referencia. El segundo estudio de caso consiste en una zona de interés del yacimiento Compañía Minera Cerro Colorado donde se realiza el proceso de simulación en seis unidades de estimación considerando diecisiete sensibilizaciones de los parámetros del algoritmo más una simulación basada en Kriging Simple (SK) y otra basada en Kriging de residuos (BT). En el caso de presencia de deriva se obtiene en general mejores resultados con el algoritmo propuesto que con el SK o BT cuando la deriva se ve reflejada de manera clara en el variograma como en la unidad de estimación cuatro. Las estadísticas de validación en términos de desempeño de las simulaciones como estimación (coeficiente de determinación R2, pendiente de la regresión de datos reales versus simulados y error medio) y en términos de cuantificación de la incertidumbre de los datos originales (accuracy plot) mejoran en relación al SK y BT. De esta manera, la herramienta desarrollada ofrece una alternativa flexible que mejora los estadísticos de validación en comparación al enfoque tradicional frente a un escenario de simulación con presencia de deriva clara en el variograma.

El tema de Gravitación Universal define el comportamiento que tienen los cuerpos físicos frente a otros, describiendo las causas de los cambios en sus movimientos. Para entender este tema se requiere realizar experimentos en los laboratorios. Para realizar experimentos de Gravitación Universal en el dominio de física en los laboratorios, se presentan los siguientes problemas: Alto costo de infraestructura del ambiente y los materiales; falta de demostración de los experimentos relacionados con el tema de Gravitación Universal y complicados procesos de preparación y de desarrollo de los experimentos físicos. El presente proyecto de tesis consiste en analizar, diseñar e implementar un sistema de simulación para la enseñanza de Gravitación Universal dirigido a estudiantes de secundaria y pre-grado universitario, que permita simular ambientes o escenarios de experimentos físicos. El sistema planteado es una herramienta educativa que permite al alumno analizar los experimentos físicos creados por el mismo, desarrollando su creatividad y fomentando el aprendizaje en los temas de física. Los estudiantes que tienen problemas con los conceptos físicos pueden encontrar en este sistema, el aprendizaje interactivo que les permita entender fácilmente los temas. Las simulaciones de experimentos de laboratorio no intentan sustituir los experimentos reales, su propósito es servir como preparación de estos experimentos. Sin embargo, los experimentos reales pueden ser costosos, peligrosos o difíciles de instalar en un laboratorio escolar. El sistema muestra una animación en la que los estudiantes pueden cambiar los escenarios de acuerdo a los parámetros ingresados. Esta animación permite a los estudiantes desarrollar mejores métodos de resolución de problemas y de estímulo para resolverlos. / Tesis

En el presente trabajo se describe el análisis, diagnóstico, desarrollo del modelo de simulación discreta y propuesta de mejora en el proceso de carga y descarga de contenedores en el Muelle XYZ del Puerto ABC, en busca de reducir su tasa de ocupación ya que presenta valores mayores a los permitidos por la Autoridad Portuaria Nacional (APN). El uso de la simulación de eventos discretos permitió desarrollar un modelo que representa la realidad de los procesos de carga y descarga de contenedores, así como el flujo de estos dentro del patio de maniobras, con el fin de encontrar aquellos sub procesos en donde se generan mayores demoras y mediante la mejora de los mismos reducirlas. La mejora de procesos debe ser continua y sostenible ya que busca el perfeccionamiento de una empresa y del desempeño de sus procesos. En el análisis de datos se trabajó con data real obtenida de la medición de tiempos y brindada por sistemas internos de la empresa, cuanto más precisa sea esta medición más beneficiosa será para la toma de decisiones; ya que lo que se busca con esta es encontrar una función estadística que se adecúe a cada uno de los subprocesos para que los tiempos de operación y demora de las entidades sean precisos y de esta manera puedan reflejar la realidad. El modelo de simulación debe reflejar al mayor detalle posible como es que se desarrolla el proceso en la realidad, tomando en cuenta todos los eventos que se puedan presentar aún cuando estos tengan poca probabilidad de ocurrencia. Luego de tener el modelo de simulación se valida que los resultados obtenidos sean cercanos a la realidad, para lo cual estos deben encontrarse dentro de un intervalo de confianza y además mantener ciertas condiciones que permitan truncar periodos de calentamiento. Finalmente con toda la información obtenida se generó un modelo de optimización el cual contiene restricciones de operación y una función objetivo de minimización de tiempos en muelle. El resultado obtenido es la solución óptima que generará mejoras en el flujo del proceso. / Tesis

En la presente tesis se hace uso de la simulación, para determinar el número adecuado de depósitos de residuos asociado a la cantidad generada en el bosque El Olivar de San Isidro. El periodo de estudio comprende el mes de julio del 2009 hasta junio del 2012. Como resultado se obtiene el número de depósitos de residuos adecuado para los desperdicios de mascotas y de personas que ingresaron al bosque. Luego con esos datos se obtiene la localización óptima de los depósitos para minimizar la máxima distancia total recorrida por los usuarios que ingresan al bosque. Este procedimiento se realiza utilizando el método de cubrimiento con el que se abarca de manera total los espacios del bosque disminuyendo la cantidad de residuos no colocadosEn la presente tesis se hace uso de la simulación, para determinar el número adecuado de depósitos de residuos asociado a la cantidad generada en el bosque El Olivar de San Isidro. El periodo de estudio comprende el mes de julio del 2009 hasta junio del 2012. Como resultado se obtiene el número de depósitos de residuos adecuado para los desperdicios de mascotas y de personas que ingresaron al bosque. Luego con esos datos se obtiene la localización óptima de los depósitos para minimizar la máxima distancia total recorrida por los usuarios que ingresan al bosque. Este procedimiento se realiza utilizando el método de cubrimiento con el que se abarca de manera total los espacios del bosque disminuyendo la cantidad de residuos no colocados en su lugar. en su lugar.

En este trabajo fue evaluado la sensibilidad del clima regional, particularmente sobre la región noreste amazónico del Perú (NAP) en una atmósfera cálida. Permitiendo de esta manera mejorar nuestro entendimiento de los posibles cambios que experimentaran las variables asociadas al ciclo hidrológico, tales como, precipitación y evapotranspiración. Para ello, fue realizado la simulación numérica de pseudoescenario de cambio climático (PEC) con el modelo climático regional RegCM4, en el cual la temperatura atmosférica y oceánica fueron aumentadas en 3K. Para su comparación las proyecciones climáticas del modelo acoplado ECHAM/MPI-OM para finales del siglo XXI fueron utilizadas (FUT). Para evaluar la habilidad del modelo en reproducir el clima presente fueron utilizados los datos de CRU y GPCP. Los resultados encontrados en ambas simulaciones (PEC y FUT), muestran efectos semejantes en el promedio estacional y anual, con algunas diferencias en la intensidad de sus efectos sobre la región NAP. Las variables de precipitación y evapotranspiración mostraron disminución y aumento en las diferentes estaciones del año, por lo cual en un clima más cálido el ciclo hidrológico será afectado, alterando de esta manera también a las otras variables asociadas. La distribución espacial de sus impactos muestran algunas diferencias, porque cada simulación desarrolla su propia respuesta a las forzantes al que fueron sometidas. En general, ambos experimentos presentaron menor precipitación durante la mitad del año. Asimismo, estos resultados son reforzados con lo encontrado en los regímenes climáticos (indice UNEP), las cuales muestran un mayor grado de aridez. Estos efectos fueron más intensos en la simulación PEC, sobre todo en la región de estudio, sin embargo, en otras partes del Perú quien presentó mayores efectos en los regímenes climáticos fue la simulación FUT.

En esta tesis se introducir y estudiar el modelo de supervivencia de larga duración Exponencial-Poisson. Este modelo permite estudiar el tiempo hasta la ocurrencia de un evento de interés cuando se asume que existe una fracción de unidades de la población inmunes a la ocurrencia de este evento. El modelo descrito en esta tesis es un modelo de mixtura que usa la distribución Exponencial-Poisson para modelar el tiempo a la ocurrencia del evento de interés en la sub población suceptible al evento de interés. Además se plantea un modelo de regresión logística sobre la probabilidad de ser inmune al evento de interés. Se realiza un estudio de simulación en el cual a través del sesgo porcentual y cobertura se comprobó la buena performancia del modelo. Finalmente, el modelo es aplicado sobre una muestra de clientes morosos de una entidad del sistema financiero Peruano donde el evento de interés es la cancelación de dicha deuda. / In this thesis the long-term survival model Exponential-Poisson will be introduced and discussed. This model allows to study the time until the occurrence of an event of interest when it is assumed that there is a fraction of the population that is immune to the occurrence of this event. The studied model is a mixture model that assumes that the time to the event among susceptible follows a Exponential-Poisson distribution and that the probability of being inmune to the event of interes is explained by a set of covariates via a logistic regression model. A simulation study was carried out in which the good performance of the model was checked through the percentage bias and 95% coverage. Finally, the model is applied to a sample of a Peruvian nantial entity where the event of interest is the cancellation of the debt. / Tesis

El trabajo de investigación es una aplicación de simulación de eventos discretos, cuyo objetivo es incrementar la productividad y rentabilidad del proceso de elaboración y envasado de galletas de una empresa de consumo masivo. En el primer capítulo, se presentan las técnicas de muestreo aleatorio estratificado y diseño de experimentos fraccionados, las cuales se utilizan para analizar los datos de entrada y salida de los modelos de simulación respectivamente; así como también, dos casos de aplicación afines. En el segundo capítulo, se desarrolla la etapa de descripción y diagnóstico. En ella, utilizando los objetivos estratégicos de la compañía como criterios de evaluación, se elige a la tercera línea de elaboración y envasado de galletas como objeto de estudio. Asimismo, se identifican sus principales problemas, y se plantean y seleccionan las contramedidas adecuadas. En el tercer capítulo, se presenta la construcción del modelo de simulación base, su validación y la propuesta de mejora. Esta última consiste en diseñar un balance de línea eficiente para el proceso de envasado, utilizar nuevas y constantes velocidades de operación, previamente optimizadas, y sustituir dos operarios encargados de la alimentación manual de galletas de bajo nivel de experticia por unos estables; e invertir en la compra e implementación de dos nuevas envasadoras. De esta manera, se diseñan experimentos fraccionados y simulados con el fin de determinar la significancia de cada medida en la rentabilidad del proceso y sus niveles para maximizarla. Finalmente, se realiza la evaluación técnica y económica de la propuesta. En la primera, se demuestra que permite reducir el inventario de productos en proceso en 22.99% y 47.38% en el envasado primario y secundario respectivamente, disminuir el nivel de productos no conformes en 11.94%; así como también, evitar las continuas calibraciones y ajustes, y minimizar la duración y tiempo entre fallas imprevistas de equipos en las estaciones de trabajo donde se reemplazan las envasadoras primarias obsoletas. Mientras que, en la segunda, se comprueba la viabilidad económica del proyecto al obtener una Tasa Interna de Retorno (TIR) de 29.30% y un Valor Actual Neto (VAN) de S/. 1, 319,487.51 en un horizonte de cinco años. / Tesis

The backscatter coefficient (BSC) is an intrinsic property that quantifies the amount of energy that is reflected by a material as function of the ultrasound wave frequency. BSCs have been proposed for decades for tissue characterization, along with quantitative ultrasound (QUS) parameters derived from BSCs that have been used to construct images that represent how these properties vary spatially. The availability of formulations based on weakly focusing conditions has resulted in a widespread use of large focal number transducers for BSC estimation. The use of highly focused transducers offers the possibility of improving the spatial resolution of BSC-based imaging. The model by Chen et al. [1] was developed for estimating BSCs using transducers of arbitrary focal number. However, to this date only preliminary experimental validation of this method has been performed. The goals of the present study are to analyze for the first time the accuracy of Chen’s [1] method when estimating BSCs using highly focused transducers through both simulations and experiments, and to analyze the accuracy on the estimation of QUS parameters derived from BSCs (specifically the effective scatterer size (ESD) and concentration (ESC)) applying the Chen et al. [1] model. To achieve these goals, a theoretical model of BSC synthesis based on the method of Chen et al. [1]. was derived and used with simulated data. The model considers frequency dependent diffraction patterns, and the scatterers in the synthetic data replicate the properties of solid spheres. In experiments, data obtained using highly focused transducers from a physical phantom containing glass beads was used. This experimental data was appropriately compensated for attenuation and transmission effects. The accuracy of Chen’s method was evaluated calculating the mean fractional error between the estimated and theoretical BSCs curves for both simulations and experiments. Also, the QUS parameters were estimated and compared with real known parameters. BSCs and QUS parameter estimates were obtained from regions of interest from both the transducer focus and throughout the transducer focal region. Finally, the sound speed and the transducer focus were varied in appropriate ranges when processing the data for the BSC and QUS values estimation in order to assess the robustness of the method to uncertainties in these parameters. The results showed that BSCs and QUS parameters can be accurately estimated using highly focused transducers if the appropriate model is used, with regions of interest not restricted to be centered at the focus but to the full extension of the -6-dB transducer focal region. It was also verified that well estimated parameters as the sound speed and transducer focus are necessary in order to obtain accurate BSCs and QUS parameters estimates. / Tesis

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / Ingeniero Civil Mecánico / El presente trabajo trata sobre el estudio de los aneurismas cerebrales, los cuales son una enfermedad que se produce por la deformación de la pared de las arterias del cerebro. Esta patología se desarrolla en una zona llamada el círculo de Willis, el cual es un conjunto de arterias que se encarga de suministrar sangre a las diferentes áreas del cerebro. Para este estudio se toma un modelo computacional o CAD (Diseño Asistido por Computador) de un aneurisma reconstruido en trabajos anteriores por el equipo del profesor A. Valencia. El principal objetivo es realizar un estudio de cómo simular adecuadamente las condiciones de borde del modelo computacional, para esto se utilizan dos teorías, la primera es la de Womersley, esta se encarga de simular un perfil de velocidad a la entrada de la arteria que tiene el aneurisma con el fin de reproducir un pulso cardíaco, la segunda es la de Windkessel, esta busca definir la presión de salida de la arteria. Para hacer la simulación se usa un programa de elementos finitos (ADINA), en el cual se importa el modelo CAD del aneurisma y las condiciones de borde, calculadas anteriormente en otro programa llamado MATLAB. Se realiza entonces una variación de la magnitud y de la forma del perfil de velocidad, también se aumenta el valor de la presión de salida (llegando a niveles de hipertensión) y por último se simula el aneurisma con un material elástico y con otro hiperelástico, con el fin de analizar cómo responde el sistema a los cambios. Posteriormente al realizar los cálculos se determina que las mayores concentraciones de esfuerzos se ubican en la zona del cuello del aneurisma y que los lugares con mayores desplazamientos se encuentran en la región del domo. Además, aumentos en un 100 [%] en la velocidad pueden generar incrementos cercanos de un 40 [%] en los esfuerzos. También se establece que lo que más aumenta los esfuerzos en el aneurisma es un incremento de la presión, la hipertensión puede provocar niveles alarmantes de esfuerzos y de deformaciones, incluso muy cercanos a los índices de rupturas. Una hipertensión en grado 3 (presión de sístole por sobre los 180 [mmHg]) puede provocar un incremento en hasta un 87,5 [%] los esfuerzos y en hasta un 32 [%] las deformaciones. Finalmente se determina que un material hiperelástico modela de mejor manera un aneurisma, ya que el elástico puede subestimar valores de esfuerzos en casi un 47 [%]. Por último hay que tener cuidado con la asignación de recursos para las simulaciones, ya que estas pueden consumir demasiada memoria y tiempo, por lo que hay que llegar a un equilibrio entre unos resultados adecuados y los recursos que se disponen.

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