El concepto de robots trabajando en conjunto viene siendo cada vez más popular gracias a los avances tecnológicos de la autonomía en robots y a la reducción de riesgos al momento de realizar tareas peligrosas para los seres humanos. Debido a esto se propone el desarrollo de dos sistemas de control para la formación de robots móviles autónomos, que pueden ser utilizados en distintos ámbitos como operaciones militares, búsqueda y rescate, vigilancia, reconocimiento de terrenos y/u objetos en específico, exploración de nuevos hábitats, entre otros. Existen tres tipos de soluciones propuestas en la literatura, estos son la estrategia de estructuras virtuales, la basada en comportamientos y el método líder-seguidor, el cual se va a emplear en esta tesis. Se centrará en el modelamiento, inicialización y control de robots no holonómicos en formación, siguiendo a un robot líder el cual guiará al grupo a través de una trayectoria definida. Se usará el modelo Ackerman de robots móviles junto con la teoría de Linealización por Aproximación y Linealización Entrada-Salida para controlar a cada robot utilizando conjuntos de ecuaciones diferenciales que modelan a la formación. Estas ecuaciones utilizan la distancia y el ángulo de visibilidad entre un líder y su seguidor para determinar cómo se moverán al momento de llegar a su posición dentro del grupo. Finalmente se realizan simulaciones con el software MATLAB variando en formaciones y trayectorias, para analizar la estabilidad y validar el comportamiento de los sistemas diseñados, encontrando a grandes rasgos que ambos controladores son efectivos en realizar la formación deseada desde sus posiciones iniciales, evitando colisiones. Adicionalmente, el grupo de robots es guiada por el robot líder sin inconvenientes, manteniendo estable la estructura de la formación.

La arqueología se encarga del estudio del ser humano a través de los restos materiales que el hombre ha dejado a lo largo de la historia. Debido a que es principalmente a través del proceso de excavación arqueológica que los arqueólogos obtienen estos restos materiales, la formación de futuros arqueólogos hace énfasis en la enseñanza de conocimiento práctico. Sin embargo, es difícil para las instituciones educativas realizar excavaciones arqueológicas. Esto se debe a que realizarlas es un proceso caro, lento y destructivo. Además, este tipo de actividades se encuentran limitadas por la disponibilidad de los sitios arqueológicos y su cercanía a los centros de estudio. Por estos motivos, múltiples instituciones educativas han optado por realizar actividades dentro de las aulas que simulen la experiencia de campo. Este fue el caso del curso Arqueología, en el ciclo 2012-1, de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Sin embargo, como reconoció el docente del curso, estas actividades no cubren todos los aspectos de una excavación que son de interés académico que se enseñen. Para incluir los aspectos faltantes, el Grupo Avatar PUCP, junto con alumnos de ingeniería informática, desarrollaron un simulador educativo virtual sobre el proceso de excavación arqueológica. Sin embargo, a pesar de que se obtuvo una simulación más fidedigna, el simulador tuvo problemas de rendimiento debido a su diseño de arquitectura. Esto dificultaba su uso, pues el alto consumo de recursos computacionales provocaba que en ocasiones el simulador se detenga abruptamente durante su ejecución. Por ello, el presente trabajo propone el desarrollo de un nuevo simulador de excavaciones arqueológicas. Este simulador educativo incluirá los aspectos de la excavación arqueológica que no fueron simulados por las actividades en aula. Así mismo, para permitir una simulación estable, el nuevo simulador tendrá un diseño de arquitectura que permita un consumo eficiente de recursos computacionales. Finalmente, también se considerará la usabilidad del software, ya que este tiene una finalidad educativa, por lo que es importante que pueda ser utilizado por estudiantes de educación superior. Antes de desarrollar el simulador, el autor recopiló los aspectos del proceso de excavación arqueológica que debería tener el software. Posteriormente, confirmó el listado de aspectos a incluirse con una experta en la docencia de arqueología. De esta manera, se concluyó que el nuevo simulador integra los aspectos del proceso de excavación que son de interés académico que se enseñen. Posteriormente, tras implementar el simulador, el autor realizó una prueba de estrés comparativa entre el simulador desarrollado y el anterior. A partir de esta comparación, se pudo concluir que el software desarrollado tuvo un menor consumo de recursos computacionales a lo largo de la simulación. Finalmente, tras llevar a cabo múltiples pruebas con usuarios a lo largo del desarrollo del simulador, también se pudo concluir que el nuevo simulador educativo puede ser utilizado y comprendido por estudiantes de educación superior.

Se presenta una introduccién a la simulacién de sistemas complejos por medio de un modelo basado en agentes (MBA) para todo aquel interesado en responder preguntas sobre sistemas complejos envueltos en contextos sociales y de ingenieria. Esta investigacién se conducira por medio de aplicaciones en el campo de la ingenieria para ilustrar e1 potencial de la metodologia del MBA y asi entender Como usar esta metodologia en aplicaciones futuras. El Capitulo 1 presenta la introduccién, objetivos, esquema del estudio y la contribucién del trabajo de investigacién como herramienta fitil a tener en cuenta durante la toma de decisiones de politicas pfiblicas. El Capitulo 2 presenta el primer articulo cientifico titulado: Assessing the Use of Recycled Concrete Via Agent-Based Model. A Peruvian Perspective, que plantea el uso de un modelo basado en agentes para simular e1 sector de construccién de proyectos pfiblicos para un caso de estudio en la Region Piura. E1 Capitulo 3 presenta e1 estudio titulado: Understanding the recycled solid waste collection based on agents, el cual explora e1 impacto del nivel de segregacién de los residentes en el porcentaje de bolsas recicladas recolectadas. El Capitulo 4 muestra e1 segundo articulo cientifico titulado: Human evacuation for tsunamis using agent-based model. A Peruvian case, cuyo objetivo es mostrar e1 proceso de evacuacién de las personas frente a1 riesgo de tsunamis tomando como caso de estudio al distrito de Mancora. Tiene como producto final la mejora del mapa de evacuacién por medio del analisis del indice de Capacidad—Demanda (CDI). Finalmente, se lleva a cabo una discusién general sobre la aplicacién de modernas tecnologias para el estudio de sistemas complejos; asi como su aplicacién para futuras investigaciones. / Tesis

El objetivo principal es desarrollar un Entorno Virtual de Simulación para un proceso MIMO no lineal de 4 tanques acoplados con fines educativos para realización de experiencias de laboratorio prácticas, el cual posibilite flexibilidad de configuraciones y se encuentre basado en software libre. Para cumplir con este objetivo, en primer lugar se realiza el estudio de la simulación de sistemas en lo relacionado a procesos con tanques acoplados, esto con la finalidad de definir las herramientas software adecuadas para el desarrollo del Entorno Virtual de Simulación. Luego, se hace una revisión teórica del modelado para procesos no lineales de 4 tanques acoplados en distintas configuraciones para la elección del modelo a implementar en la simulación. El entorno de Simulación se desarrolla en lenguaje Java bajo el esquema MVC (modelo – vista - controlador) que incluye la implementación del modelo del proceso elegido, y de la interfaz visual agregándole flexibilidad en las configuraciones a obtener mediante la modificación de parámetros. Se desarrolla un controlador clásico PID para el control de las alturas de los tanques inferiores con la variación de la apertura de las bombas. Finalmente se proporciona al entorno de la capacidad de integración con Matlab/Simulink como una forma de potencializar las capacidades del mismo. Para tal fin se implementa un controlador en Matlab integrándolo con el entorno de simulación. Para validar el funcionamiento del desarrolla en Java se realizaron pruebas de comparación con datos de simulación de una implementación en Matlab/Simulink, obteniéndose resultados muy similares. Adicionalmente se realizan pruebas con el entorno desarrollado para comprobar su correcto funcionamiento ante diversas situaciones. / Tesis

Uno de los sistemas de gestión más conocidos para la construcción es la filosofía Lean Construction, propuesta en los años 90 por el pionero Lauri Koskela, la cual viene siendo adaptada por varias empresas constructoras de nuestro país. Dentro de esta filosofía tenemos la herramienta del Last Planner System (El último planificador) la cual consiste en subdividir el proceso de construcción en tres partes: Lo que se debe hacer (Plan maestro) lo que se puede hacer (Lookahead) y lo que se hará (Plan semanal).Así mismo, hoy en día es muy importante el tema de la seguridad en obra. En nuestro país rige la Norma G050 y la Ley de Seguridad y Salud en el trabajo Nro. 29783. El presente trabajo propone una metodología para mejorar la productividad y seguridad en obra, la cual consiste en dos partes: La primera parte de la metodología consiste en un breve repaso de todas las herramientas del Sistema Last planner, asimismo se enfatizó el uso de la planificación colaborativa, la cual consiste en trabajar de manera conjunta con todos los implicados durante la planificación de cada tren de actividades en todas las etapas del sistema. Se enfocó principalmente en la etapa del Lookahead con el fin de resaltar la importancia de las áreas de soporte y de realizar un buen análisis de restricciones el cual incluya conocer tanto las restricciones de producción como de las áreas de soporte entre ellas la de seguridad. Como segunda parte se tomó la metodología de integración propuesta por Brioso (2015) que permite clasificar los tipos de trabajos en: Productivos (que generan valor), Contributivos (los que ayudan a generar valor) y No Contributivos (no generan valor) y a la vez determinar bajo que actos y condiciones estándar o sub estándar (seguros o inseguros) se ejecutan. Esta nueva clasificación permite medir simultáneamente la productividad y seguridad de una obra para conocer su estado real en cuanto a estos términos. Utilizando la metodología propuesta de la tesis se evaluó, mediante encuestas, registros fotográficos y videos, el estado inicial de una empresa constructora local que hace uso del Lean Construction para obtener indicadores de seguridad y productividad e identificar oportunidades de mejora y medidas correctivas. Palabras clave: Planificación colaborativa, Last Planner, Lean construction, productividad, seguridad. / Tesis

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.

En el diseño del espacio público se suele beneficiar a los vehículos, y se deja al peatón con un espacio muy reducido, inseguro e incómodo. Ante esta realidad, resulta necesario dar a los peatones mayores facilidades dentro de la vía pública, lo cual no solo implica darles un espacio para desplazarse, sino que este se adecúe a sus necesidades. Para esto es necesario estudiar más a fondo las características de desplazamiento peatonal en distintos escenarios, para así poder representarlas mejor en los programas de modelamiento, y evaluar efectivamente los impactos de los diseños propuestos. En la presente tesis se estudió el comportamiento peatonal en el ingreso al mercado Bolívar. Se realizó un estudio de vida pública y un aforo peatonal para identificar las principales características del desplazamiento peatonal. De estos se encontró que existen tipos de peatones que suelen hallarse exclusivamente en los mercados. Estos peatones poseen dimensiones distintas y portan diversos objetos, lo cual modifica las necesidades de anchos efectivos. El flujo se caracteriza por la presencia de personas que se detienen a comprar a vendedores ambulantes, lo que tiene un efecto sobre el desplazamiento de los demás peatones. Además, se encontró que el mercado posee gran cantidad de deficiencias en su diseño, como son pendientes de rampas muy grandes, anchos de vereda no uniformes y angostas, entre otros. En base a esto, se plantearon propuestas de mejora que consideran las necesidades y características peatonales. Se simuló el estado actual de la entrada al mercado Bolívar mediante el programa de micro simulación VisWalk 8. Se calibró y validó el modelo en base a la velocidad peatonal usando los parámetros de comportamiento peatonal convencionales junto con el parámetro ASocMean, con el que se reflejó la interacción entre peatones. Se realizó otro modelo que considera las propuestas de mejora planteadas y se comparó las características del flujo en ambas situaciones. En la propuesta de mejora los peatones se desplazaban con mayor libertad. Por ejemplo, la densidad y la demora promedio en la zona más saturada se redujeron en 65% y 70%, respectivamente. Estas propuestas también brindan un mayor comfort a los peatones, basándose en los criterios de calidad del espacio público de Jan Gehl. Finalmente, se concluye que las características del desplazamiento peatonal están relacionadas con el espacio en el que los peatones se encuentran. Por esto, resulta importante tomarlas en cuenta, para así realizar diseños que beneficien el flujo y el comfort peatonal.

Cada día millones de limeños se desplazan para poder realizar sus actividades cotidianas, como ir al trabajo, al colegio, a la universidad, etc. La congestión vehicular se ha convertido en parte de sus vidas. Se ha vuelto ese problema difícil de evitar y ese desafío que las autoridades gubernamentales tratan de resolver. Las principales medidas que se han visto, en su mayoría, plantean opciones a los conductores mediante la construcción y diseño de infraestructura vial. Ante la deficiencia de estas medidas y el aumento del tráfico vehicular, surge la interrogante del por qué no orientar y poner como centro del eje de mejora al peatón. En el presente proyecto se busca brindar este nuevo enfoque a las soluciones de rediseño vial, proponiendo medidas inclusivas para que todos los medios de transporte puedan movilizarse sin generar conflictos entre ellos que aumenten la congestión. El caso de estudio escogido es el cruce de la av. Nicolás Ayllón y la calle La Minería en el distrito de Santa Anita. Este cruce vial presenta una alta congestión, es por ello que se propusieron medidas para mejorar la situación actual. Se evaluó la eficiencia de estas propuestas mediante el proceso de microsimulación en el software PTV Vissim, a través de un análisis comparativo entre la microsimulación del estado actual y el rediseño con las medidas de mejora. El modelo del estado actual se realizó mediante el registro de datos de la intersección; mientras que las mejoras se plantearon en base a la identificación de hallazgos que pone en evidencia las falencias en la infraestructura vial de la zona. Una vez realizada la comparación de resultados entre el estado de mejora y el actual, se redactaron las conclusiones en base al análisis y evaluación de lo propuesto.

El presente proyecto consiste en el estudio de la intersección de las avenidas Arequipa y Aramburú, en la ciudad de Lima. Se observaron distintos problemas relacionados a la gestión del tránsito y a la seguridad de los ciclistas y peatones, para los cuales se buscó proponer mejoras. El trabajo consistió en cinco etapas. En la primera, recolección de datos, se obtuvo la información necesaria para el estudio mediante filmaciones, mediciones y listas de chequeo. La segunda etapa correspondió a la construcción de un modelo de microsimulación en el programa computacional Vissim 8, donde se ingresaron los datos obtenidos en la primera etapa durante la hora punta. Luego, en la tercera etapa, se efectuó la calibración del modelo, es decir, mediante un análisis estadístico, se utilizó el parámetro de tiempos de viaje para comprobar que el modelo creado con el software representaba lo que ocurría en la intersección realmente. Después, en la cuarta etapa, se llevó a cabo la validación del modelo. En esta etapa, se ingresaron los datos registrados durante la hora valle, con el fin de verificar que el modelo de microsimulación serviría para replicar condiciones en distintos escenarios de la intersección de estudio. Finalmente, con el modelo de microsimulación calibrado y validado, se prosiguió con la última etapa correspondiente a la evaluación de propuestas de mejora. Estas fueron divididas en dos grupos, las mejoras en la geometría (islas de refugio, distribución de carriles, etc.) y las mejoras en la gestión del tránsito (tiempos del semáforo y señalización). Al identificar los problemas observados en la intersección, en complemento con los espacios en desuso, se obtuvieron soluciones que mejorarían de manera cuantitativa y cualitativa el tránsito en la intersección, especialmente la seguridad de los ciclistas. Las propuestas de mejora incluyeron cambios en el ciclo del semáforo y en la geometría de la intersección. Para comprobar que estas propuestas efectivamente mejorarían el tránsito en la intersección, se compararon parámetros de eficiencia como tiempos de viaje, demoras y velocidades entre el modelo original y el modelo nuevo. Luego de un análisis comparativo, se concluyó que si bien los tiempos de viaje de los vehículos motorizados en uno de los accesos se incrementaron en 50 segundos, su seguridad y la de los demás usuarios se vería beneficiada, además el rendimiento global de la intersección mejoró significativamente, reduciéndose las demoras en la red en 20 segundos. Por último, el modelo de microsimulación realizado en el programa Vissim 8 fue representativo en cuanto a las condiciones de la intersección en estudio, lo cual fue de gran ayuda para identificar las consideraciones a tener en cuenta para el diseño de una intersección inclusiva y sostenible.

El presente trabajo de tesis fue desarrollado en ocho capítulos, el objetivo principal es evaluar el comportamiento del flujo para el cual se busca calcular las áreas de inundación del Río Huallaga usando HEC-RAS y su componente HEC-GeoRAS para predecir las áreas inundables cercanas al lugar de estudio a partir de definir datos de elevaciones, secciones, pendientes de fondo e hidrogramas a lo largo del tramo del Río Huallaga que comprende desde la adyacencia del río Huallaga con los poblados de Santa María y Oromina, en región de la selva alta en Loreto. En el primer capítulo se presenta la introducción, muestra una síntesis para definir los fenónemos de inundaciones y crecidas en referencia a la zona de estudio. El segundo capítulo se presenta la formulación del objetivo principal con sus objetivos específicos así como la justificación e importancia del trabajo en mención. El tercer capítulo inicia presentando la metodología y plan a realizarse para lograr alcanzar los objetivos específicos descritos en el capítulo previo. En el cuarto capítulo se presenta la problemática de desbordes del Río Huallaga en el tramo que comprende los poblados de Yurimaguas y Lagunas, de sur a norte geográfico respectivamente, así como la presentación de las principales actividades tanto agrícolas, como de navegabilidad sobre el río Huallaga para el transporte de materias primas hacia otros lugares aledaños y/o países cercanos, como por ejemplo a Brasil. Principalmente se utiliza información ya elaborada por el Ministerio de Transporte y comunicaciones (MTC) y del Servicio Nacional de Meteorología del Perú (SENAMHI), entidades que han trabajado sobre el tramo de estudio del río Huallaga. Respecto al quinto capítulo, el cual se desarolla el objetivo principal de la tesis, se divide en cuatro subcapítulos. El primero se centra en la recopilación de información fundamental conseguida in situ para que se pueda realizar los análisis granulométricos y así determinar el coeficiente de rugosidad en tramo del río en estudio. Se realizará la visualización in situ del cauce del río Huallaga en la zona meándrica entre Oromina y Santa María para localizar huellas hídricas provocadas por las avenidas máximas en los últimos años. También se analizará el estudio cualitativo de registro histórico de precipitaciones y caudales en la estación meteorológica, Yurimaguas, cercana a la zona de estudio. Luego se procede a la adaptación y trabajo de la información en gabinete, primeramente se revisarán las características de estudios se suelos existentes en la zona (Geología, Geotecnia y perforaciones). Luego de ello se procederá al modelamiento y ejecución de los datos con el HEC-RAS y el HECGeoRAS, se analizarán las respuestas obtenidas de tablas de valores de velocidades, tirantes, número de Froude y mapas de áreas de influencia de las zonas inundadas en diferentes tramos del río Huallaga y finalmente se procederá a delimitar las zonas inundables. En el sexto capítulo se busca brindar tres alternativas de obras hidráulicas. En el séptimo capítulo se buscará seleccionar la obra hidráulica más óptima, basándose principalmente en el impacto social y ambiental. Por último se presentan las conclusiones más relevantes del estudio realizado.