Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Fluidodinámica / En este trabajo se presenta el problema del transporte de calor y masa para un sistema compuesto de dos fases fluidas en un medio poroso, el cual puede ser relevante en el uso de CO2 como fluido de trabajo en reservorios geotermales. El medio poroso fue modelado usando una celda Hele-Shaw, la cual es ampliamente usada para la visualización del transporte de escalares. Los objetivos de este trabajo son (a) investigar teórica y numéricamente las leyes de escalamiento que gobiernan los procesos de mezcla en un medio poroso, y (b) visualizar los procesos de transporte usando celdas Hele-Shaw y avanzadas técnicas de segmentación de imágenes. El modelo derivado es una extensión de la ecuación de Polubarinova-Kochina, la cual es válida para regímenes de flujos altos en medios porosos. El transporte de calor y masa en un medio poroso es gobernado por el número de Nusselt Nu' y la tasa de disipación media escalar h"'i_ = `mix/L , donde `mix es la longitud de mezcla y L es la longitud horizontal de la celda . La principal contribución de este trabajo es la demostración de la existencia de los escalamientos hNu'i_ _ Ran(_) ' y h"'i_ _ Ram(_) ' , respectivamente, donde Ra' es el número de Rayleigh sujeto a la definición del escalar ' , el cual puede ser temperatura o concentración, y _ es el cociente entre el espaciamiento de la celda y su altura. Ambas cantidades se relacionan a través del modelo hNu'i_ = _(_2Ra', _)Ra' h"'i_ , donde _ contiene información de los efectos de difusión lateral de mezcla. Esta contribución extiende los resultados más recientes publicados en la literatura. Dada la importancia del parámetro adimensional _ en la escala de laboratorio, se realizó un detallado análisis lineal de la convección termal y la inestabilidad de Rayleigh-Taylor, incorporando efectos de tensión interfacial ya que el CO2 es un fluido parcialmente miscible con el agua. Los resultados obtenidos usando métodos asintóticos corrigen los análisis descritos en la literatura, así como también entregan nuevas evidencias de que el inicio de la inestabilidad de Rayleigh-Taylor depende completamente de los efectos interfaciales de la mezcla. Finalmente, para visualizar el transporte escalar, se realizaron experimentos de convección termal y mezcla por contraste de densidad. Se usaron técnicas de atenuación de luz y Schlieren sintético, además de métodos de segmentación de imágenes basados en principios variacionales, los cuales permitieron obtener interesantes resultados visuales del proceso de transporte. Se demostró que la aplicación del método optical flow permite reconstruir el mapa de temperaturas en celdas Hele-Shaw con una mejor resolución de imagen que el algoritmo PIV digital, obteniendo resultados acordes a lo esperando en sistemas geotermales sedimentarios. Además, se muestra experimentalmente que el uso de segmentación multifase es ideal para calcular propiedades físicas del proceso de mezcla, además de cantidades relacionadas con el transporte escalar, sin conocer a priori los valores de cantidades físicas tales como la densidad y velocidad de flujo

El objetivo principal de este estudio es proponer un nuevo modelo para proyectar el precio de largo plazo del cobre, de acuerdo al análisis de factores relevantes de su mercado, la aplicación de fórmulas econométricas y técnicas de simulación de riesgo. Siendo Chile el mayor productor de cobre de mina a nivel mundial con un 35% de la producción total, representando el cobre un 57% de sus exportaciones y un 22% del Producto Interno Bruto, el desarrollo de este trabajo se justifica dado el enorme impacto que este metal y sus proyecciones, tiene sobre la economía nacional. En una primera etapa, puesto que serán los fundamentos del mercado los que dominen el precio del cobre en el largo plazo, se estudia el mercado del cobre de mina, la determinación del precio, su evolución histórica, y un análisis de la oferta y la demanda. A partir de este estudio se determinan las variables explicativas del precio a futuro, las que pasan a constituir la base del modelo econométrico propuesto, una regresión múltiple lineal. Finalmente asociando a las variables finales obtenidas, funciones de distribución de frecuencias y aplicando técnicas de simulación de riesgo, se obtuvo un precio de largo plazo para el cobre, el que se comparó con pronósticos especializados. Respecto a las variables que explican el modelo econométrico propuesto estas fueron el Costo Promedio de Cátodo de Cobre, el Consumo de Cobre de China, el Dólar Observado de Estados Unidos y el Precio del Aluminio. Asumiendo para cada una de ellas una distribución normal y dos escenarios de simulación, uno “conservador” que considera la información asociada al período 1985-2006, y otro “optimista” que considera la información asociada a los últimos diez años, período 1997-2006, los resultados obtenidos indican un precio de largo plazo para el cobre de 135 centUS$/lb para el escenario “conservador” y un precio de largo plazo para el cobre de 140 centUS$/lb para el escenario “optimista”. Por otro lado, el pronóstico especializado arrojó un promedio para el precio de largo plazo del cobre de 131 centUS$/lb. Se concluye que el modelo propuesto es válido en su predicción. El escenario “conservador” es consistente con el pronóstico especializado promedio, sólo un 3% mayor, y muy cercana a la estimación de CODELCO (130 centUS$/lb) y Consultoras Especialistas (132 centUS$/lb). Sin embargo el modelo “optimista” no se descarta, si bien es un 7% mayor que el pronóstico especializado promedio, refleja la tendencia al alza del precio del cobre de los últimos tres años. Para ambos escenarios el Consumo de Cobre de China es la variable más significativa, explicando el 36% del precio. Finalmente como mejoras del modelo propuesto, se recomienda incorporar en el análisis información con anterioridad a 1985, proponer nuevas variables explicativas del precio del cobre, y ajustar el modelo hacia una fórmula no necesariamente lineal.

Ingeniero Civil / El presente trabajo consiste en la modelación no lineal y tridimensional en el software comercial CSI Perform-3D, de un edificio habitacional de hormigón armado ubicado en Iquique, el cual fue instrumentado en junio del 2014. Se contaba para este edificio con un modelo 3D en desarrollo, que mostraba acoplamiento de muros mediante los diafragmas. Se realiza el refinamiento de dicho modelo, y con él se estudia el comportamiento sísmico de sistemas de muros acoplados frente a registros de aceleraciones con diferentes niveles de amplificación, con énfasis en la distribución de las cargas laterales sobre ellos. Posteriormente, se desarrolla un modelo bidimensional para el estudio de un muro particular del edificio, en una sola dirección. Utilizando los modelos 2D y 3D, se analiza el impacto de la modelación no lineal en los resultados, el efecto de las cargas de acople en la posición de la resultante de carga lateral en los muros, las diferencias entre los modelos tridimensional y bidimensional, y el efecto de amplificar la demanda sísmica en el análisis. En el modelo bidimensional se estudian además los límites elásticos del muro escogido, y se hace un análisis de esfuerzos y deformaciones post-fluencia. Se observa, entre otros resultados, que la posición de la resultante de carga lateral se ubica bajo el valor esperado de dos tercios de la altura del muro, y que las fuerzas axiales en los elementos de acople son las que más incidencia tienen en esa distribución. Al descontar su efecto, la posición de la resultante sube más de un 20\% en los casos estudiados. Por otra parte, el modelo 2D, si bien reproduce el fenómeno estudiado, también presenta un nivel de acoplamiento bajo y un nivel de daño considerablemente inferior al del modelo completo. Al amplificar la solicitación sísmica se observa una baja de la posición de la resultante de carga lateral, debido a la mayor incidencia de modos superiores y al incremento del nivel de acoplamiento. Finalmente, se observa que luego de la fluencia en la base del edificio, se produce también la fluencia de pisos superiores, donde usualmente ya no se encuentra detallamiento de bordes. En base a lo estudiado, se proponen algunas recomendaciones. No es aconsejable utilizar modelos de fibras que no consideren la altura completa de los muros. En cuanto a análisis bidimensional, un modelo 2D puede reproducir correctamente ciertos fenómenos, pero en algunos casos no es posible omitir el componente tridimensional pues determina el comportamiento del muro.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Simula los niveles de inundación en el río Tulumayo aguas abajo de la Central Hidroeléctrica Chimay, la cual necesitaba de medidas de hidráulica fluvial para protección del cauce del río Tulumayo aguas abajo de la presa Tulumayo hasta el poblado de Vitoc (aproximadamente 25Km río abajo), estos riesgos y vulnerabilidades estaban asociados principalmente al cambio de régimen hidráulico por la construcción de la presa y la operación del sistema hidráulico de la Central Hidroeléctrica Chimay. La simulación del tránsito de avenidas aguas abajo del embalse permitió establecer los límites y áreas de inundación y los peligros asociados tanto en la población ubicada en el ámbito de influencia, así como a la infraestructura. Para la simulación de la onda de avenida a lo largo del río Tulumayo aguas abajo del embalse de regulación se utilizó el software HEC-RAS e Eagle Point además de AutoCAD. / Trabajo de suficiencia profesional

En la actualidad las áreas urbanas crecen de forma acelerada, trayendo consigo un aumento en la población, expansión de áreas impermeables, crecimiento en impactos ambientales e hidrológicos. Es por esto, que plantear soluciones que generen disminuciones de estos impactos y que permitan una sostenibilidad actual y futura son de vital importancia. Sin embargo estas estrategias pueden llegar a ser diversas, ya que pueden ser a gran escala como tanques reutilización de aguas negras o tanques comunales de aguas lluvias, hasta pequeña escala como reutilización de aguas grises domésticas y equipamiento de ahorradores de agua y estrategias de educación. Por lo tanto el presente artículo presenta una evaluación en la implementación de seis estrategias (uso de agua lluvias, reutilización de aguas industriales, equipamientos de ahorro de agua en zonas residenciales y reuso de aguas de lavadoras) de gestión del agua urbana sobre las cuencas del Fucha y Tunjuelo en tres periodos temporales (actual, diez años y veinte años).

El presente trabajo de investigación buscó optimizar las rutas de entrega para la empresa de servicio Courier SEMINARIO MARTÍNEZ, ya que en dicha empresa se encontró que se perdía dinero y tiempo dado que las rutas se designaban de manera aleatoria sin fundamento alguno que permitiera asegurar la mejor distribución a tiempo de los paquetes y por ende la satisfacción del cliente. Se consideró que esto debía superarse con la implantación de un sistema web utilizando el algoritmo de la ruta más corta lo cual optimizaría las rutas, tiempos, coste de gestión y distribución de paquetes en la empresa. Además, se buscó apoyar a los supervisores a tomar decisiones sobre la realización de tareas, reducir la tendencia de entregas impuntuales, aumentar las ganancias netas por tarea e incrementar el porcentaje de satisfacción del usuario. Finalmente, cabe resaltar que se ha contribuido en el control de las entregas además de haber logrado reducir el porcentaje de entregas impuntuales en más de un 50% lo cual ha impactado de manera positiva en la satisfacción del cliente y por ende han mejorado las ganancias netas de la empresa.

El presente proyecto de tesis desarrolla la implementación de un sistema de recomendación de medicamentos en base a la naturaleza del paciente geriátrico. Las personas geriátricas enfrentan problemas de salud, principalmente con enfermedades crónicas como hipertensión, diabetes, osteoartritis, entre otros, que requieren continuo tratamiento. La prescripción de múltiples medicamentos es una práctica común en este grupo de personas, en ese sentido aumenta el riesgo de interacciones farmacológicas no deseadas o peligrosas. Al aumentar la cantidad de medicamentos crece constantemente la probabilidad de padecer interacciones medicamentosas. Por lo tanto, es deseable tener sistemas de soporte médico que digieran todos los datos disponibles y adviertan sobre posibles interacciones de acuerdo al perfil médico del paciente. El sistema de recomendación desarrollado toma en cuenta las enfermedades preexistentes del paciente geriátrico, los síntomas actuales y verificación de interacciones farmacológicas. Este proyecto se inició con la construcción del simulador del paciente geriátrico basado en una red bayesiana, el cual incluye los antecedentes médicos del paciente, como punto de partida; los medicamentos a recomendar y por último el diagnóstico actual del paciente definido por el médico. Seguidamente, el desarrollo de un algoritmo genético se utilizó junto con el simulador del paciente para obtener la mejor combinación de medicamentos utilizando una función costo que optimiza la ausencia de los síntomas. Por último, el desarrollo de un sistema web consolidó todo lo construido anteriormente para que pueda ser utilizado por el usuario médico. Con ello se incluye un aporte a la mejora de la calidad de vida de los pacientes adultos mayores; con mayor énfasis, en brindar soluciones individualizadas, según su situación particular.

La ingeniería contribuye a la mejora de la calidad de vida de las personas debido a que siempre se encuentra en la búsqueda de la forma de más eficiente de resolver un problema o atender alguna necesidad que se le plantea. En ese sentido, el objetivo del presente estudio es atender a la necesidad de contar con un control de temperatura para la cámara adiabática del laboratorio de energía de la Pontificia Universidad Católica del Perú, en la cual se piensa realizar ensayos de envejecimiento térmico, para lo cual se presenta el diseño electrónico de dicho control. Para realizar el diseño lo primero que se hizo fue solicitar los requerimientos sobre el rango de temperatura y el funcionamiento que debería tener el sistema a diseñar. Luego de lo cual se inició el estudio de las características de la cámara y definir con qué elementos se contaba para poder controlar la temperatura dentro de la misma. Así entonces se diseñaron las etapas y los elementos que intervendrían en ellas, tales como la etapa de sensado y acondicionamiento de señal, el diseño del circuito de control de potencia de resistencias calefactoras para la etapa de calentamiento y de los circuitos de control de la válvula de expansión y de encendido del compresor para la etapa de enfriamiento. Con la finalidad de verificar el funcionamiento correcto del diseño presentado, se implementaron los circuitos para determinar si cumplían con controlar cada etapa para las cuales fueron diseñados. Se comprobó el funcionamiento correcto de cada circuito a la vez que se analizó el comportamiento de la planta, que en este caso es la cámara. El análisis de los datos obtenidos al trabajar en las etapas de calentamiento y enfriamiento utilizando las resistencias calefactoras y el sistema de refrigeración respectivamente, permitió que se decida el uso de un control todo o nada para lograr controlar la temperatura. Los resultados obtenidos permitieron concluir que el diseño presentado en esta tesis permite controlar la temperatura al interior de la cámara dentro del rango establecido de -20ºC y 80ºC, con un error de 1.1 ºC.

Teaching a robot how to behave so it becomes completely autonomous is not a simple task. When robotic systems become truly intelligent, interactions with them will feel natural and easy, but nothing could be further from truth. Make a robot understand its surroundings is a huge task that the computer vision field tries to address, and deep learning techniques are bringing us closer. But at the cost of the data. Synthetic data generation is the process of generating artificial data that is used to train machine learning models. This data is generated using computer algorithms and simulations, and is designed to resemble real-world data as closely as possible. The use of synthetic data has become increasingly popular in recent years, particularly in the field of deep learning, due to the shortage of high-quality annotated real-world data and the high cost of collecting it. For that reason, in this thesis we are addressing the task of facilitating the generation of synthetic data with the creation of a framework which leverages advances in modern rendering engines. In this context, the generated synthetic data can be used to train models for tasks such as 6D object pose estimation or grasp estimation. 6D object pose estimation refers to the problem of determining the position and orientation of an object in 3D space, while grasp estimation involves predicting the position and orientation of a robotic hand or gripper that can be used to pick up and manipulate the object. These are important tasks in robotics and computer vision, as they enable robots to perform complex manipulation and grasping tasks. In this work we propose a way of extracting grasping information from hand-object interactions in virtual reality, so that synthetic data can also boost research in that area. Finally, we use this synthetically generated data to test the proposal of applying 6D object pose estimation architectures to grasping region estimation. This idea is based on both problems sharing several underlying concepts such as object detection and orientation. / Enseñar a un robot a ser completamente autónomo no es tarea fácil. Cuando los sistemas robóticos sean realmente inteligentes, las interacciones con ellos parecerán naturales y fáciles, pero nada más lejos de la realidad. Hacer que un robot comprenda y asimile su entorno es una difícil cruzada que el campo de la visión por ordenador intenta abordar, y las técnicas de aprendizaje profundo nos están acercando al objetivo. Pero el precio son los datos. La generación de datos sintéticos es el proceso de generar datos artificiales que se utilizan para entrenar modelos de aprendizaje automático. Estos datos se generan mediante algoritmos informáticos y simulaciones, y están diseñados para parecerse lo más posible a los datos del mundo real. El uso de datos sintéticos se ha vuelto cada vez más popular en los últimos años, especialmente en el campo del aprendizaje profundo, debido a la escasez de datos reales anotados de alta calidad y al alto coste de su recopilación. Por ello, en esta tesis abordamos la tarea de facilitar la generación de datos sintéticos con la creación de una herramienta que aprovecha los avances de los motores modernos de renderizado. En este contexto, los datos sintéticos generados pueden utilizarse para entrenar modelos para tareas como la estimación de la pose 6D de objetos o la estimación de agarres. La estimación de la pose 6D de objetos se refiere al problema de determinar la posición y orientación de un objeto en el espacio 3D, mientras que la estimación del agarre implica predecir la posición y orientación de una mano robótica o pinza que pueda utilizarse para coger y manipular el objeto. Se trata de tareas importantes en robótica y visión por computador, ya que permiten a los robots realizar tareas complejas de manipulación y agarre. En este trabajo proponemos una forma de extraer información de agarres a partir de interacciones mano-objeto en realidad virtual, de modo que los datos sintéticos también puedan impulsar la investigación en esa área. Por último, utilizamos estos datos generados sintéticamente para poner a prueba la propuesta de aplicar arquitecturas de estimación de pose 6D de objetos a la estimación de regiones de agarre. Esta propuesta se basa en que ambos problemas comparten varios conceptos subyacentes, como la detección y orientación de objetos. / This thesis has been funded by the Spanish Ministry of Education [FPU17/00166]

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo ayudar al usuario del metropolitano a tener un viaje de comodidad y calidad contando con información real del estado actual del sistema. El estudio de basa en desarrollar un método de mejora integral para la línea B del sistema de transporte Metropolitano, que además podría ser aplicado para todas las líneas o para sistemas de transportes públicos en general. Se detalla la situación actual de la empresa, luego se establecen mejoras a tratar a partir de las causas de problemas encontradas y de esta manera obtener beneficios para el usuario. Se inicia el trabajo de investigación desarrollando un marco teórico sobre las herramientas y métodos a utilizar, estos ayudarán a entender el contenido del informe. Luego se pasa a describir la situación actual de la empresa, cómo se encuentra organizada, sus unidades de negocio, sus objetivos y procesos realizados. Se establece que las áreas de estudio estarán basadas en tecnologías de la información y de recaudo en donde se realizarán descripciones de los procesos, analizando sus principales problemáticas. A partir de los problemas encontrados se trabajará la propuesta de mejora la cual está enfocada en simular el sistema de transporte con datos que reflejen el comportamiento del usuario, esta simulación mostrará datos procesados, los mismo que servirán de inputs en dispositivos automatizados con la finalidad de obtener información real como: Hora de llegada del próximo bus y la capacidad con la que llegará a la estación; es decir, información que le servirá al usuario para evaluar posibilidades y poder tomar decisiones a partir de ellas. Finalmente, este trabajo de investigación busca una mejora para el usuario brindándole información a partir de un sistema simulado, se puede observar en los resultados una disminución del tiempo en cola de espera, ya que el usuario, al tener la facultad de tomar decisiones decidirá no entrar al sistema o entrar después de que pase la hora de alta demanda; por otro lado, si se valorizara esta disminución de tiempo se reducirían los costos de hora hombre de S/. 1,755 a S/. 900. Adicionalmente, realizando esta mejora, el nivel de satisfacción de los usuarios para con el sistema de transporte aumentaría de -74% a 20%.