En el presente trabajo se ha realizado una caracterización de un vehículo aéreo no tripulado. Esta caracterización consiste en obtener la distribución de carga del vehículo analizado realizando cálculos aerodinámicos en base a las teorías tradicionales, seguido de una comprobación de resultados mediante simulaciones con ayuda de software CFD y finalmente una prueba de vuelo para corroborar lo obtenido. Los resultados del análisis aerodinámico difieren a los de la simulación con ayuda de software CFD ya que las fuerzas de sustentación y arrastre obtenidas mediante esta última, son 39% y 25% menores respectivamente, en comparación con los resultados analíticos. Esta reducción de las fuerzas obligó a realizar un vuelo con menos carga para evitar un posible accidente. El vuelo comprobó lo obtenido mediante análisis con software CFD, ya que el vehículo despegó del suelo y realizó un vuelo bastante estable, cumpliendo con los requerimientos definidos en el presente trabajo, se comprobó de esta forma que la metodología utilizada es útil para el análisis de otros vehículos. El peso vacío operativo del VANT es de 1.1 kilogramos, el peso a combustible a cero es de 1.675 kilogramos y el peso de despegue es de 2.175 kilogramos, lo que resulta en una carga útil posible de 0.575 kilogramos y una carga alar de 4.83 kg/m2. Finalmente, las velocidades alcanzadas están entre los 12 y 18 m/s, lo que corrobora que el resultado de la simulación brinda valores de carga adecuados, que se pueden utilizar si se requiere conocer las capacidades de un diseño en particular.

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

En la actualidad los diseños viales que se realizan para la planificación urbana, están netamente enfocados en disminuir el tráfico vehicular, dejando en segundo plano el comportamiento de los peatones. Es por ello que para dar énfasis en lo último se realiza estudios de microsimulación peatonal, los cuales se basan en modelos que asemejan el comportamiento de las personas. El modelo con el que trabaja el software VisWalk 8.0 es el de la Fuerza Social, en el cual se emplean los parámetros que se analizarán en la siguiente investigación: tiempo de relajación (Tau), factor de anisotropía (Lambda) y factor de aleatoriedad (Noise), que regulan el comportamiento peatonal. El siguiente proyecto de investigación determinará cuál de los parámetros influye más en el desplazamiento peatonal, para ello se tomaron datos de flujos peatonales en el jirón de la Unión. La metodología que se empleó se dividió por etapas. La primera etapa consistió en recolectar los flujos peatonales de manera manual; la segunda etapa consistió en construir el modelo en el software VisWalk 8.0 con las condiciones que se encontraron en campo; la tercera etapa consiste en corroborar si los datos que brinda la simulación se ajustan a lo que sucede en la realidad, esto se obtiene mediante la calibración y validación de datos; lo siguiente es variar los parámetros de manera metódica, ya que en primer lugar se variará un parámetro y los otros dos permanecerán constante, para posteriormente dejar dos parámetros variables y uno constante; y finalmente se analizará los resultados que se obtienen de la variación de estos parámetros. Los resultados de la investigación señalan que el parámetro más con mayor sensibilidad es el tiempo de relajación (Tau). Esto debido a que cuando se realiza la prueba ANOVA, el valor de Fcal = 1247.85 es mucho mayor Fcrítico = 1.88; también porque se aprecia que cuando el valor de Tau es constante y las otras dos variables, la varianza de datos es 0.138% lo que significa que Lambda y Noise no cambian de manera relevante la media de velocidades, lo que demuestra la gran variedad que produce el parámetro Tau. Para una correcta muestra de resultados, se recomienda introducir muy cuidadosamente los datos al software para evitar incongruencias en los resultados.

En el presente trabajo se describe las etapas de análisis, diagnóstico, propuesta de mejora de proceso, desarrollo de la propuesta de mejora y, finalmente, los resultados obtenidos del proceso de atención de los pacientes en el área de emergencias de un hospital público, en el cual se buscó de reducir los tiempos de espera en cola; debido a que este es uno de los principales problemas que se muestran frecuentemente en instituciones de atención de salud. El uso de la simulación de eventos discretos, la cual fue determinada como la mejor alternativa para solucionar la problemática, permitió desarrollar un modelo que representa la realidad de los procesos de atención de los pacientes en las diversas estaciones del área de emergencia, así como el flujo de personas a lo largo del área, con el fin de encontrar aquellas estaciones, y los sub procesos asociados, en donde se generan mayores tiempos de espera y, mediante la aplicación de la mejora propuesta, reducirlas. La mejora de procesos debe ser factible, tanto técnica como económica, ya que busca el perfeccionamiento de una empresa y del desempeño de sus procesos. En el análisis de datos se trabajó con data obtenida de la medición de tiempos hecha y de los registros previos que la institución misma poseía, cuanto más precisa sea esta medición más beneficiosa será para la toma de decisiones; debido a que, lo que se busca con esta es encontrar una función estadística que represente adecuadamente los tiempos de los procesos involucrados, de modo que los datos de salida obtenidos del modelo simulado reflejen correctamente la realidad. El modelo de simulación debe representar al más mínimo detalle el flujo del proceso en la realidad, tomando en cuenta todas las variables externas que alteren al sistema. Una vez terminada la modelación del sistema, se deben validar los datos de salida obtenidos del modelo, con lo que se sustentará la validez del modelo. Para esta validación, se debe demostrar que los datos de salida se encuentran dentro de los intervalos de confianza definidos, además de presentar condiciones que permitan truncar periodos de calentamiento. Una vez validados los resultados, se generó un modelo de optimización el cual contiene restricciones de operación y una función objetivo de minimización de tiempos en el hospital. Este resultado, generó un descenso de 43% sobre el tiempo total de espera inicial; adicionalmente, se evaluó económicamente los factores implicados al logro de este resultado obteniendo un valor presente neto de S/. 967’541.83 y una Tasa Interna de Retorno del 47.133%, demostrando así la viabilidad de la propuesta obtenida.

La presente tesis tiene como enfoque mejorar los procesos de asignación de frecuencias y recursos en la ruta de una línea de transporte urbano en la ciudad de Lima Metropolitana. Esto se debe a la necesidad de optimizar el transporte de pasajeros en una ciudad con un alto nivel de población, en la cual se hace cada vez más complejo movilizarse. Se busca determinar las frecuencias de salidas de ruta durante distintos periodo del día, considerando variables como niveles de tráfico o demanda de pasajeros. Asimismo mediante la correcta asignación de frecuencias, se pretende hallar la cantidad de flota de buses necesaria para cumplir con las operaciones sin sobrepasar la capacidad de la unidad establecida y de esta forma mejorar el servicio a los usuarios. Luego de ello calcular la cantidad de choferes y asignarlos a un horario determinado de salidas de la manera más óptima. El análisis busca considerar, de la misma forma, el beneficio económico, en la mejora a implementar, para la empresa de la línea de transporte. Para lograr estas mejoras se estableció implementar la herramienta de simulación de eventos discretos, mediante el uso del software Arena. Esta aplicación permite simular y evaluar distintos escenarios, mediante conceptos estadísticos relacionados a las variables que afectan las operaciones de la línea de transporte, y determinar en base a los objetivos planteados las propuestas más óptimas. El caso en estudio pretende disminuir costos de operación al optimizar los recursos como buses como choferes y buses al aumentar la utilización y disminuir tiempos en cola. Sin embargo, el principal beneficio para la empresa y los usuarios es atender de manera más óptima la demanda de pasajeros, reduciendo los tiempos de espera en los paraderos, respetando la capacidad de las unidades y lograr la mayor movilización de usuarios, lo que repercute en la mejora del nivel de servicio.

En el campo de la programación, la interacción hombre-máquina está dominada por interfaces visuales que generalmente usan un teclado, un ratón y una pantalla haciendo que, para poder programar, se deban tener conocimientos previos de informática. La necesidad de aprender a programar en un mundo profesional cada vez más dependiente de la tecnología se ha incrementado y, por ello, en diferentes países su enseñanza se da desde edades tempranas. En contraste, en el Perú, el primer contacto con el campo de la programación se inicia mayormente en la etapa universitaria con dificultades en su aprendizaje. Se han planteado diferentes iniciativas como “Programa Una Laptop por Niño” en el que se distribuyeron kits de robótica Wedo de la marca LEGO Education; sin embargo, estos no son fabricados en la región por lo que los costos de adquisición son altos y que, además, por la complejidad de su uso, está orientado a niños de secundaria. Todo ello se refleja en un bajo índice de introducción a la programación de niños menores en el Perú. En otros países existen diferentes investigaciones que proponen el uso de la programación tangible, esto es, que el código sea palpable en lugar de ser parte de un mundo virtual en una pantalla de computadora, pero en muchos casos omiten alguna de las etapas de la programación computacional: el análisis del problema, el diseño del algoritmo, la codificación, la prueba y la etapa de depuración. La presente tesis hace una revisión teórica de las investigaciones previas en el campo de programación tangible y presenta el desarrollo de una plataforma mecatrónica de bajo costo en comparación a las alternativas ya existentes. Esta plataforma está conformada por un tablero de programación (que se usa la electrónica más elemental posible), y un robot móvil (que utiliza algoritmos de control avanzado para garantizar la exactitud de sus movimientos). Finalmente se valida el funcionamiento del prototipo mecatrónico mediante la comparación de datos obtenidos en el modelo simulado y el real. / Tesis

En el mundo de hoy, el engranaje es una pieza fundamental para la transmisión de potencia mecánica en todo tipo de máquinas; su estudio ha sido de vital importancia para dimensionarlo en función de la capacidad de carga del juego de engrane, por esta razón tanto su geometría como el cálculo de los esfuerzos actuantes y permisibles han sido estandarizados por organismos internacionales, siendo los principales motivos de falla, la picadura en el flanco del diente generada por el esfuerzo de contacto y la rotura en la raíz del diente producto del esfuerzo de flexión. La presente tesis busca obtener un factor geométrico unificado para esfuerzos de contacto y otro para esfuerzos de flexión de engranajes cilíndricos mediante simulación numérica. Para ello, se emplearon las siguientes metodologías: 1) Se realizó el cálculo analítico de los esfuerzos actuantes a partir de las normas ISO 6336 y DIN 3990 solo teniendo en cuenta los factores que se utilizan para compensar la aproximación de la geometría, así como cualquier característica geométrica del juego. 2) Se elaboró el modelo de elementos finitos de los engranajes cilíndricos, de diente recto y de diente helicoidal, con la ayuda del modelo geométrico entregado por una macro, la cual contiene las ecuaciones paramétricas que definen la geometría real del diente. Para luego efectuar la comparación de resultados, de donde se encuentra que el esfuerzo de contacto y de flexión actuante, según norma, presenta más de un 80% y más de un 25% de sobredimensionamiento respectivamente. Asimismo, se pasa a determinar el factor geométrico unificado con el propósito de lograr soluciones más económicas y próximas a la realidad. Además, se ha podido apreciar que en las normas técnicas se utilizan algunos factores para compensar aspectos geométricos no contemplados en sus expresiones de cálculo básicas. De esta manera se introduce en el cálculo la influencia del ángulo de hélice, del factor de recubrimiento, del espesor del diente, del punto de aplicación de la carga. Un ejemplo claro es que el efecto del ángulo de hélice genera que las superficies en contacto sean conos truncados y no cilindros como plantea la norma, es por ello que luego se tiene que realizar una compensación mediante el factor de ángulo de hélice

La mesa de ayuda es un área importante en la resolución de incidentes de tecnologías de información en las empresas, tanto dentro (para la misma empresa y sus empleados) como fuera (para los clientes que la empresa ofrece sus servicios y productos). Sin embargo, la planificación de la resolución de incidentes se hace difícil debido a la imprevisibilidad y espontaneidad de éstos. Dichos incidentes afectan de manera diversa a la continuidad de negocio con consecuencias y tiempo de resolución de diversa magnitud. Asimismo, los técnicos en la mesa de ayuda tienen un tiempo de resolución diverso, con experiencia laboral distinta y son un número finito de personas. Dicho problema se le conoce en problemas de asignación de tareas como “asignación estocástica en línea”. El algoritmo MinIncrease permite la resolución de problemas de asignación estocásticos en línea. Sin embargo, el problema reside en que los técnicos son personas de diversa experiencia que pueden estar divididos en técnicos con mucha o poca experiencia en el ambiente de una mesa de ayuda. No es preciso que al mejor técnico se le asignen incidentes triviales ni que algún técnico no trabaje hasta que aparezca un incidente de su dificultad apropiada. Es por ello que el algoritmo MinIncrease sólo no basta. El siguiente proyecto presenta el diseño de un algoritmo metaheurístico GRASP para la mejoría de un algoritmo MinIncrease. La combinación de estos algoritmos permitirá que los incidentes, a pesar de que su aparición sea imprevista, puedan asignarse a los técnicos de la mesa de ayuda de manera eficiente.

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.

En el presente trabajo se desarrolla un procedimiento general para el an alisis din amico de estructuras usando m etodos num ericos. Se usa el M etodo de los Ele- mentos Finitos (MEF) para la discretizaci on espacial del dominio de la estructura y los m etodos de superposici on modal, integraci on expl cita e integraci on impl cita para la integraci on en el dominio del tiempo de las ecuaciones que gobiernan la respuesta din amica de la estructura provenientes del MEF. Se realiza un repaso de los m etodos anal ticos para el an alisis de sistemas de un grado de libertad y del m etodo de los elementos nitos, de niendo los par ametros m as importantes a ser usados en la programaci on de los c odigos o en el uso de programas de simulaci on comerciales. Las caracter sticas m as representativas de cada operador de integraci on son presentadas, as como los par ametros de decisi on entre uno y otro m etodo. El procedimiento propuesto se aplica a un problema de din amica estructural de dos maneras: mediante la programaci on de un c odigo de MEF en MatLab y mediante la simulaci on del mismo problema usando el programa comercial ANSYS R14, en am- bos casos se indica como se introducen los par ametros necesarios para el an alisis. Los resultados de estas simulaciones son comparados con los resultados obtenidos por medio de las t ecnicas anal ticas cl asicas y con los resultados indicados en la biblio- graf a. La evaluaci on de los resultados muestra las caracter sticas m as importantes de cada m etodo como es la sensibilidad al paso de tiempo en el caso de integraci on directa y la elecci on del n umero de modos de vibraci on en el caso de superposici on modal. Los resultados obtenidos mediante las simulaciones concuerdan con los de la bibliograf a, demostrando as que el MEF es una herramienta con able en tanto se controlen adecuadamente los par ametros de cada fase del an alisis.