Señala que los principales factores que aceleran la dinámica del cambio de cobertura y uso de tierra (LUCC) no están directamente relacionados con el cambio climático, sino principalmente con las actividades de producción-extracción y el crecimiento de la población. Situación que afecta a las regiones de montaña tropical como la cuenca Mashcón (~311km2), ubicada al norte de la cordillera de los Andes superiores del Perú y oeste de la cabecera de cuenca del Amazonas; que alberga a la ciudad de Cajamarca, una de las más pobladas de las elevadas alturas de los Andes peruanos. Por lo tanto, el objetivo principal de esta investigación es el análisis de LUCC, a escala de tiempo intradecadal (3-7 años), empleando siete escenas satelitales, entre las Landsat 5TM y 8OLI, durante la temporada seca (julio-agosto) para el período 1987-2016. Es así que los distintos tipos cobertura y uso de tierra se caracterizan, espacial y temporalmente, a través del modelo Random Forest como clasificador multivariable orientado a objetos. Los resultados de LUCC muestran principalmente un aumento drástico en extensión de coberturas como: la agricultura 63.8 km2), pastos (17.2 km2), minería (12 km2), plantación de árboles (9.5 km2) y área urbana (8.3 km2); desplazando áreas de cobertura natural como las herbazales (−107.7 km2), bosques montanos (−1.9 km2), Jalca (−0.8 km2) y matorrales (−0.4 km2). Además, las tasas de cambio anual (TCA) de -2.15%/año (1987-2016) para las coberturas naturales y + 3.2%/año para áreas intervenidas, evidencian el impacto acumulado de la actividad humana como consecuencia de la sobreexplotación de recursos en los distintos sectores económicos. / Tesis

Ingeniero Civil / Los humedales altiplánicos corresponden a sistemas acuáticos complejos que se generan en cuencas endorreicas. Se componen normalmente por una laguna somera de alta salinidad, un bofedal y cursos naturales, principalmente formados por afloramientos de agua subterránea. Estos sistemas tienen particularidades únicas, asociadas a las condiciones climáticas y geográficas extremas que posee la región del Altiplano, caracterizándose por tener una alta biodiversidad y riqueza endémica. Sin embargo, han sido declarados como ecosistemas frágiles ante factores como el cambio climático y la minería. Lo anterior hace relevante el estudio y la conservación de estos sistemas debido al alto valor ecológico, científico y cultural que poseen. Lamentablemente, en la región Altiplánica existe poca información de monitoreo climático, y ésta, a su vez es acotada en el tiempo y espacio, de manera que los productos satelitales y los reanálisis atmosféricos se presentan como una herramienta útil para subsanar esta falta de información. En este trabajo se desarrolla una metodología que permite estimar el balance hídrico en humedales altiplánicos a partir de productos satelitales y reanálisis atmosféricos. Para lo anterior se utilizó el modelo propuesto por de la Fuente & Niño (2010), el cual permitió calcular el caudal afluente a los cuerpos de agua en los salares a partir de la evaporación potencial, superficie de los cuerpos de agua y salinidad de los aportes. La evaporación potencial se obtuvo mediante el uso del método aerodinámico a nivel horario propuesto por Thornthwaite & Holzman (1939), utilizando como forzantes la temperatura del aire, la humedad relativa, y el viento proveniente de los reanálisis atmosféricos ERA-Interim, además de la temperatura del aire calibrada mediante del producto LST MODIS. Por otro lado, la superficie de los cuerpos de agua se obtuvo a través del análisis automatizado de las imágenes de Landsat 5 y Landsat 8, haciendo uso del índice NDWI. Esta metodología se aplicó en el Salar del Huasco y Salar de Coposa, los cuales fueron escogidos principalmente por su contraste en términos de intervención antrópica. Finalmente, se analizó la precipitación de la zona mediante el producto TRMM-TMPA y su relación con el fenómeno del Niño-Oscilación Sur. Mediante la aplicación de esta metodología se logró observar la alta dependencia al nivel freático de los salares, además de los perjuicios en la disponibilidad hídrica por la sobreexplotación de los acuíferos de la zona y la lenta recuperación de estos sistemas. Mediante las herramientas implementadas se logró representar de manera adecuada la evolución y tendencia temporal de la superficie de los cuerpos de agua en los salares, así como la temperatura del aire y la humedad relativa. No obstante, ERA-Interim subestima significativamente la variabilidad del viento, limitando la correcta modelación de la evaporación potencial de la zona. Por otra parte, TRMM-TMPA mostró ser una herramienta útil para conocer la estacionalidad de la precipitación, pero presenta dificultades en reproducir su variabilidad. En general, los productos satelitales y de reanálisis presentaron un buen comportamiento, a pesar de sus limitaciones de resolución espacial. Sin embargo, para el mejoramiento en el uso de estos productos, se hace indispensable una buena red de monitoreo para calibrar esta información y mejorar así la reconstrucción de las series climáticas históricas. En particular, la medición del viento, parámetro que generalmente se excluye en los estudios, resultó ser fundamental para la estimación de la variabilidad histórica del balance hídrico en salares. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el proyecto Fondecyt 1140821

Contribuye con información climática de la humedad atmosférica en el Perú y áreas vecinas, con el fin de caracterizar la climatología de la humedad atmosférica y su relación con la sequía en la Costa Peruana. En la investigación se utiliza datos imágenes del sensor MODIS a bordo de los satélites TERRA y AQUA. El estudio considera el territorio entre 0- y 1000-msnm. El indicador de la humedad atmosférica es el vapor de agua, según la WMO. Este parámetro es evaluado en base de la columna de vapor de agua precipitable (PWV: siglas en inglés) en la atmósfera, estimado de los datos producto diarios de Nivel 2 PWV (MOD05) en la banda infrarrojo cercano (NIR) para el periodo 2000-2013 del MODIS/TERRA y 2002-2008 del MODIS/AQUA. Otros datos utilizados son: la temperatura de la superficie del mar (TSM), el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) y un modelo de elevación digital. Los datos imágenes fueron tratados usando el lenguaje de programación IDL y el software ENVI 4.5. Las imágenes producto de PWV diarios, fueron georreferenciados y suavizados. En el análisis del PWV, se utiliza el máximo valor mensual, parámetro que refleja mejor la variabilidad climática del PWV. Entre los resultados se obtiene: el mapa climatológico provisional y de variabilidad del PWV en el territorio peruano y áreas vecinas para el periodo 2001-2013. El mapa climatológico provisional de PWV muestra en general, que la distribución espacial del PWV está dominada por un patrón latitudinal en el océano y el efecto de la Cordillera de los Andes. Las zonas de mayor variabilidad de PWV se encuentran en el océano y menor variabilidad del se encuentra en la región de los Andes. / Tesis

El objetivo del presente trabajo de tesis es desarrollar un sistema de control de temperatura basado en el manejo del sentido de corriente a través de un dispositivo termoeléctrico denominado PELTIER, el cual permitirá variar el flujo de calor que será conducido a una carga; este trabajo implica desarrollar diversos subsistemas que interactúen de forma eficiente es por ello que se cuentan con objetivos secundario que facilitarán el funcionamiento óptimo de todo el sistema, entre ellos está el desarrollar un circuito electrónico que permita la regulación de tensión suministrada al Peltier, así como implementar un sistema de control de potencia que permita controlar el sentido de la corriente. Esto también implica elaborar un módulo de control digital que trabaje con un sensor de temperatura y pueda trabajar en coordinación con el control de potencia para lograr una variación de temperatura oscilante. Este trabajo se realizará con todas las especificaciones necesarias para poder dejar un sistema de control listo para añadirse a una cámara ambiental. Para poder detallar todo este trabaja se ha dividido el estudio y el desarrollo en diversas partes las cuales están mencionadas en capítulos y se nombran a continuación. En el capítulo 1, se va a encontrar una descripción y análisis del ambiente espacial, de esta forma se podrá apreciar como repercute el entorno espacial a los equipos electrónicos. En el capítulo 2, se puede apreciar un informe acerca de pruebas similares desarrollados por otros equipos de investigación los cuales se han considerados como referencia además se describe el diseño mecánico electrónico de la cámara ambiental que se va a elaborar en el Instituto de Radioastronomía, el cual es el ente encargado de realizar las pruebas. ii En el capítulo 3, se encuentra el diseño de todo el sistema así como la elección de los componentes y circuitos definidos en subsistemas. También se aprecia la interacción y relación que hay entre ellas. En el capítulo 4, se encuentra documentado las pruebas y resultados que se han obtenido del sistema luego de someterlo a simulaciones de funcionamiento. En la parte final de documento se presenta las conclusiones obtenidas gracias a las pruebas llevadas a cabo así como las respectivas recomendaciones respecto al desarrollo de este trabajo.

El presente trabajo de tesis tiene como objetivo principal determinar las condiciones y rangos de operación para la electrónica de un satélite de la categoría “nanosatélite” de la norma CubeSat y utilizando estos datos, realizar adecuadamente la selección de los componentes y el diseño o selección de los sistemas electrónicos para cada uno de los módulos principales de operación del mismo. El trabajo está dividido en cuatro capítulos, en el primero, se detallan las partes principales de un satélite, así como algunos conceptos físicos importantes, los cuales servirán de base para el desarrollo del diseño propiamente dicho. En el segundo capítulo se menciona el objetivo del trabajo, en cuanto a qué módulos o partes del satélite corresponden al desarrollo de este trabajo. En el tercer capítulo se detalla cada uno de los parámetros físicos y requerimientos técnicos que deben superarse para el adecuado funcionamiento de un equipo electrónico en el espacio. Por ultimo en el capítulo cuarto, se especifica la solución más adecuada para el diseño del equipo. Cabe resaltar que este trabajo de tesis es meramente el marco para el desarrollo del proyecto QB50 ya que el diseño específico de cada unidad del módulo funcional del satélite involucra un trabajo mucho más detallado y extenso que el que es posible realizar en el plazo requerido para la presentación del mismo.

En la actualidad el uso de los satélites es variado y destacan las misiones comerciales, científicas y militares. Estos se utilizan en el campo de las telecomunicaciones, en los sistemas de posicionamiento global, en la teledetección, en el campo de la meteorología, en el estudio de la radiación, en la exploración del espacio y muchas más aplicaciones. Encontramos satélites cada vez más pequeños como los nano y pico-satélites que permiten, a pequeñas empresas y universidades de todo el mundo desarrollar tecnología espacial en los sistemas de energía, de control, de comunicación, diseño estructural, cargas útiles, entre otros como por ejemplo un sistema de adquisición de imágenes. La Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) desarrolla su propia tecnología espacial al elaborar el nano-satélite PUCP-SAT-1, el femto-satélite POCKET-PUCP y otros satélites futuros. La presente tesis tiene como objetivo principal el diseño e implementación de un prototipo de un sistema de adquisición de imágenes, cuyo volumen debe ser menor al de un octavo del volumen de un CubeSat. Para el desarrollo del sistema se llevará a cabo el análisis del hardware más adecuado para el satélite considerando el entorno de su órbita. Se diseñará e implementará el hardware y software necesarios para lograr la captura de imágenes y almacenarlas en una memoria flash.

Dentro del campo de los satélites hoy en día existe la tendencia global a miniaturizar estos sistemas, lo cual los ha hecho más económicos y accesibles a entidades que de otro modo nunca lo tendrían. En este contexto, el proyecto PUCP-SAT-1 ha dado oportunidad a los estudiantes para investigar y desarrollar los sistemas necesarios para desplegar y llevar a cabo experiencias en el entorno que nos ofrece el picosatélite. Una de las experiencias que se llevarán a cabo es la de estabilizar el satélite dentro de su órbita, es así que se desarrolló el prototipo de un sistema de estabilización que mantiene al satélite estático ante los disturbios que aparecerán en su órbita y propicia las condiciones adecuadas para llevar a cabo otra experiencia que sería la toma de fotografías desde el picosatélite. El objetivo de este trabajo es llevar a cabo el diseño y la implementación del sistema antes mencionado. En esta tesis se desarrollará un sistema en el cual, una vez se reciba una orden del sistema operativo del mismo satélite o una señal proveniente de la estación de tierra, comenzará con el proceso de estabilización en el espacio. El sistema tendrá la capacidad de sensar y determinar la velocidad y dirección de la rotación del satélite en sus ejes y con esta información un microcontrolador ejecutará un algoritmo de control que accionará las microruedas a la velocidad apropiada para que, por el principio de conservación de momento angular, compense la rotación del satélite. El desarrollo de este sistema abarca la implementación del hardware y la programación del software en un microcontrolador particular. El sistema será probado en tierra en un ambiente que replique lo mejor posible las condiciones presentes en una órbita baja terrestre.

Esta investigación tiene como objetivo diseñar la infraestructura y el sistema que permita monitorear el crecimiento de un microorganismo, relacionado a cultivos peruanos, en el espacio exterior en un picosatélite como carga útil, totalmente autónomo, para ser comparado con un experimento idéntico y simultáneo en Tierra. El experimento considera: asegurar que el inicio se dé cuando el satélite se encuentre en órbita, por lo tanto el microorganismo estará en estado de latencia hasta el momento que se envíe la señal de inicio; monitorear el crecimiento del microorganismo mediante la toma de fotografías y el sensado de las condiciones del ambiente como temperatura y humedad relativa. Todo esto debe ser controlado por un sistema integral y soportarse sobre los sub-sistemas de comunicación y energía del picosatélite. Esta investigación ha logrado identificar los componentes necesarios para llevar a cabo este experimento bajo las condiciones descritas, diseñando un sub-sistema para el control del inicio del experimento utilizando una microválvula, diseñando un subsistema que cuenta con una cámara fotográfica, iluminación artificial y un lente que asegurará la correcta visualización de manera uniforme y diseñando un sub-sistema de monitoreo de temperatura y humedad relativa. Todos estos sub-sistemas se controlan desde el microprocesador central del picosatélite. Se presenta como resultado de este diseño un prototipo de la infraestructura y sub-sistema de inicio, simulaciones de toma de fotografías y pruebas de utilización del sensor de temperatura y humedad relativa. Con esta investigación se obtiene un primer estudio y diseño para el desarrollo de esta carga útil, que posteriormente debe ser implementada y ensamblada junto con todos los componentes del picosatélite.

Actualmente, en muchos países, existen redes que utilizan satélites Geoestacionarios de cobertura amplia (wide beam) cuyo costo por el uso del espectro radioeléctrico es elevado, con poca capacidad (Mbps) y alto retardo; también existen redes con satélites HTS que implica una significativa mejora en el costo del espectro, pero cubre principalmente zonas altamente pobladas. En esta coyuntura, se analiza una red VSAT existente dentro del territorio peruano que utiliza un satélite Geoestacionario wide beam (VSAT GEO) y se propone usar una constelación de satélites en órbita LEO y migrar paulatinamente el tráfico, de la red VSAT GEO hacia la nueva red VSAT LEO. La constelación de satélites LEO a usar cuenta con múltiples haces cuya cobertura abarca toda el área geográfica objetivo de esta tesis por lo que permitirá realizar la migración de todos los enlaces a la nueva red y contribuirá a que el operador del servicio disminuya sus costos operativos por una disminución del costo del espectro y disminución del costo de los terminales remotos VSAT. Desde el punto de vista del usuario, el pago mensual por el servicio podría ser menor, el performance del servicio mejorará sustancialmente y podrá tener una mayor velocidad de navegación en caso lo desee. Adicionalmente, las constelaciones de satélites LEO permitirán reducir la brecha digital debido a la disminución del costo del servicio final y desplegar nuevas tecnologías, tales como IoT, M2M y 5G, en zonas donde actualmente no es posible. Esta tesis busca desarrollar una red de comunicaciones por satélite que permita disminuir los costos operativos, mejorar el performance del servicio, aumentar la eficiencia en el uso del espectro y que además viabilice técnica y económicamente la migración de clientes existes en las redes satelitales actuales hacia la solución propuesta. El análisis se realizó tomando como referencia una red VSAT desplegada en todo el territorio de Perú sin embargo la solución propuesta puede ser replicada en otros países.

En la comunicación satelital se transmiten datos los cuales pueden verse afectados por diversos factores como la radiación. Por esta razón, el Comité Consultivo para Sistemas de Datos Espaciales (CCSDS por sus siglas en inglés) y la Cooperación Europea para Estandarización Espacial (ECSS por sus siglas en inglés) recomiendan la implementación de códigos que permitan corregir dichos errores. Además, especifican el uso del código Bose-Chaudhuri-Hoquenghem (BCH) frente a Reed-Solomon (RS) debido a su capacidad de corrección de múltiples errores y que esto se realiza bit a bit, es decir, no importa la posición del error. Se recomienda el uso del código BCH (63,56), ya que permite corregir 1 bit errado y detectar 2, suficiente para ser implementado en un nanosatélite. Dicho código hace referencia a 56 bits para información o datos y 7 bits para el control de errores, con lo que se obtiene un total de 63 bits. El decodificador BCH consta de 3 bloques: cálculo de síndromes, localización del error y búsqueda de Chien. El bloque de mayor relevancia es el cálculo de síndrome, debido a que este permite conocer si la palabra a decodificar contiene error, y de ser así si es posible realizar la corrección. Mientras que los otros bloques usan los síndromes hallados para encontrar la posición del error. En este trabajo, se presenta un estudio del diseño de una arquitectura de un decodificador para corrección de errores mediante el código BCH (63,56), así como las consideraciones para cada uno de los bloques obteniéndose el modelo de solución.