Ingeniero Civil Eléctrico / La fatiga mental se define como un cambio en los estados fisiológicos y psicológicos que experimenta una persona a medida que realiza una actividad cognitiva de alta demanda por un período de tiempo. Este trabajo de título diseña y aplica una metodología para la confección de un sistema detector de fatiga mental mediante el análisis de la variabilidad del ritmo cardiaco, con el fin de generar una herramienta que ayude a minimizar la tasa de accidentes en operaciones industriales. Dicha metodología contempla la generación de una base de datos con muestras de variabilidades del ritmo cardíaco (HRV), las cuales son extraídas del registro de electrocardiogramas (ECG) a sujetos con diversos niveles de cansancio mental. Para cada uno de los participantes de este estudio, se realiza una toma de muestra tanto al inicio como al final de su jornada laboral, a lo largo de una semana de trabajo, con la finalidad de obtener posibles tendencias en las características analizadas en el HRV, con respecto al transcurso de una jornada, o de la semana. Para lograr un análisis fidedigno entre el grado de cansancio real que tiene cada voluntario, y los cambios fisiológicos vinculados a estos niveles, se registran parámetros cognitivos y contextuales tales como el puntaje obtenido en un test de habilidad mental, las horas dormidas la noche anterior, y el nivel de fatiga mental auto reportado en una escala entre 0 y 10. A partir de estos parámetros, se implementa un sistema de etiquetado de muestras, para caracterizar tanto de forma continua como de forma binaria, el nivel de fatiga mental estimado en cada individuo, dado por las características de las HRV analizadas. Completado este proceso, se analiza en conjunto la relación entre las etiquetas generadas y las características medidas, para posteriormente desarrollar un algoritmo basado en los paradigmas de la inteligencia computacional clasificador del nivel de fatiga mental. Como resultado de esta metodología, se obtienen dos redes neuronales: la primera, entrenada para caracterizar el nivel de fatiga mental en una escala lineal porcentual entre 0 y 100%. La segunda, entrenada para clasificar de forma binaria entre los conjuntos No Fatiga y Fatiga . Para el primer algoritmo se obtuvo una correlación promedio porcentual de 18% entre las características de las muestras y las etiquetas generadas. Para el segundo algoritmo implementado, se obtuvo un promedio para la exactitud, precisión y sensibilidad de 58%, 61% y 83% respectivamente. La principal limitación del presente estudio fue la elección de los mecanismos utilizados para generar el sistema de etiquetado. En específico, la encuesta de auto reporte no contenía preguntas completamente claras para el voluntario, el juego cognitivo evidenció una tasa de aprendizaje que impedía visualizar cambios en los niveles de concentración, y la medición del electroencefalograma (EEG) presentó problemas de conectividad Bluetooth para recibir la data. Adicionalmente, la cantidad de muestras obtenidas se considera insuficiente para entrenar de forma eficaz una red neuronal. Esto sugiere que, para una próxima realización de este estudio, es necesario perfeccionar las herramientas utilizadas en esta metodología, con el fin de poder caracterizar y clasificar de forma más óptima la fatiga mental mediante el análisis de la variabilidad del ritmo cardiaco.

Ingeniera Civil Eléctrica / La detección y predicción de fatiga mental corresponde a un tema en boga, ya que es la causante de muchos accidentes automovilísticos y laborales. Uno de los enfoques para resolver el problema corresponde al uso de movimientos oculares como indicadores fisiológicos; sin embargo, muchas de las soluciones propuestas por parte de la industria no son lo suficientemente tempranas, por lo que aún existen riesgos para los operarios. Este trabajo de memoria corresponde a una primera aproximación a la resolución del problema, en el cual se limitó a trabajar con tareas de lectura, con un agente externo que podría fatigar a los sujetos en cuestión, y una muestra de adolescentes en etapa escolar. De este modo, se implementó un sistema que recibe como entradas información relativa a blinks, fijaciones y sacadas, medidas con un eye tracker EyeLink 1000, y entrega como salida un indicador relacionado con la secuencia principal sacádica. En la etapa de selección de características se utilizó como técnica PLS, y en la estimación, regresión lineal y Filtro de Kalman. Por otro lado, se realizó un análisis de la evolución temporal de los movimientos oculares más relevantes, además de contrastar con el estado del arte, el cual está principalmente enfocado en tareas de conducción. Para este fin se utilizó PCA como técnica de reducción de dimensionalidad. Así, se demostró que, para la gran mayoría de los sujetos en este caso en particular, el indicador elegido presenta un punto de inflexión, con el mínimo en el ~55% de la tarea. Por otra parte, se concluyó que, a medida que avanza el tiempo en la tarea, las sacadas presentan una disminución en frecuencia, lo que puede estar ligado a disminución en la performance y aumento en la carga cognitiva. Asimismo éstas presentan un aumento en velocidad peak, aunque en el último sexto de ésta el comportamiento se revierte, lo que desprende una relación con el estado de fatiga en ese momento de la tarea. También se comprobó que éstas varían en mayor medida que las fijaciones en cuanto aumenta el tiempo de la tarea, y además tienen una relación directa con el agente externo. Por último, si bien las fijaciones no presentan un comportamiento temporal genérico por parte de los sujetos, no estaría demás contrastar esta información con los comportamientos clásicos de los movimientos oculares en lectura de textos. Finalmente, cabe destacar que este trabajo puede usarse como base para determinar un umbral de fatiga e identificar estados de ésta junto con intentos de self-activation. Para esto se debería repetir el experimento adicionando mediciones relacionadas con otros indicadores fisiológicos de fatiga, como lo son EEG y ECG, y así agregar más características al sistema.

OBJETIVO.-Caracterizar la respuesta del TA sometido a EBF por tiempo breve para estudiar la instauración de fatiga muscular y su recuperación, determinar si la fatiga es de corta o larga duración y observar qué parámetros se modifican a fin de encontrar una causa para esta fatiga y su recuperación.MATERIALES Y MÉTODOS.-El TA de conejos hembra, New Zealand, se estimuló con electrodos implantados a ambos lados del nervio peroneo en pata izquierda, la contralateral quedó como control. El modelo contempló músculos sin estimular (control), estimulados por 20 s, 1-5-15 y 30 min, con descansos de 30 min y 3 h y, un test final de 20 s de estimulación. Se calculó IF con test de Burke, se registró amplitud de onda M, se realizó gradiente de sacarosa de RS, se valoró MDA en RS y se valoró metabolitos de vía glucogenolítica y glucolítica, además de ATP, PCr y creatina. Se calculó promedio &#61617; DE, se usó ANOVA y se fijó un P<0,05.RESULTADOS.-Según el test de Burke los TA más fatigados fueron del grupo 15'30' (P<0,001) y no se recuperó con 3 h de descanso; la onda M tuvo una disminución de amplitud en todos los tiempos (P<0,001) y no se recuperó con 3h de descanso; según el gradiente de sacarosa el RS no experimentó daño estructural; según valores de MDA no hubo daño oxidativo en membranas de RS; la estimulación disminuyó la concentración de ATP y no se recuperó con el descanso (P<0,001); el glucógeno disminuyó (P<0,001)y sólo se recuperó con 3h de descanso; la glucosa aumenta con la estimulación y descanso (P<0,001) pero retorna a valor control con 3h de descanso; el lactato inicialmente aumenta (P<0,001) pero disminuye a nivel control con 30 min de estimulación, con el descanso retorna a valor control; el pH disminuye (P<0001) pero a los 30 min está igual que control, con el descanso recupera el valor control; la utilización del ATP iniciamente aumenta pero luego disminuye; el flujo por las vías glucogenolítica y glucolítica en principio aumenta pero luego se enlentece; los nucleótidos totales están bajos en todos los casos.CONCLUSIONES.-La fatiga muscular provocada por la EBF se asocia fundamentalmente a la disminución de ATP provocada por una disminución de las reservas de glucógeno, bloqueo de la glucogenólisis y glucólisis y aumento de la concentración de H+. La pérdida de nucleótidos podría deberse a una transformación a IMP y degradación de este. La disminución de ATP es estímulo modulador sobre canales de K+ y Cl- (ClC-1) que se abren y permiten la salida de K+ y el ingreso de Cl- lo que provoca, en el primer caso una depolarización y en el segundo caso una hiperpolarización del sarcolema, dando origen a una disminución de la excitabilidad del sarcolema. Si el sarcolema se torna inexcitable no se abren canales de Ca2+ (DHP) de túbulo T dependientes de voltaje y canales de Ca2+ (RyR) de vesículas laterales de RS, lo cual conduce a que el Ca2+ no se libere para desencadenar la contracción muscular, por su unión a troponina C. Proponemos que el estrés metabólico provocado por la EBF tiene por consecuencia un bloqueo de la actividad bioeléctrica del sarcolema, dando tiempo a la recuperación metabólica de las fibras musculares e impidiendo un daño irreversible. La bomba Ca2+ - ATPasa es la que utiliza la mayor parte de la energía almacenada en el ATP, de manera que una disminución de ATP provoca un aumento de Ca2+ en el sarcoplasma que puede conducir a la aparición de rigor y daño celular. Con nuestro modelo las fibras musculares que están en este peligro son fundamentalmente las tipo IIB y posiblemente algunas del tipo IIA. La fatiga lograda en nuestro modelo es de corta duración, dadas las recuperaciones observadas en algunas mediciones y porque no hubo daño estructural en RS.

En el presente trabajo se propone una metodología para el diseño estructural de ruedas hidráulicas tipo Overshoot, con la ayuda de un caso de estudio concreto. Las dimensiones de las ruedas hidráulicas dependen de dos parámetros fundamentales, que son el caudal y la altura de caída. El caso de estudio desarrollado corresponde a un caudal de 0.06 m3/s y una altura de caída de 2.5 m, siendo representativo en las zonas rurales donde se pretende aplicar la metodología. Para obtener dicha metodología se realizó un estudio previo de los procedimientos existentes para el dimensionamiento general de ruedas hidráulicas. A partir del procedimiento identificado se elaboró el modelo geométrico de la rueda hidráulica, al cual se le realizaron algunas simplificaciones para facilitar el posterior análisis computacional. Asimismo se definieron y calcularon las cargas que producen el movimiento de la rueda hidráulica, que son la carga de impacto y las cargas volumétricas, las cuales fueron comprobadas mediante un método aproximado. Una vez definida la geometría y las condiciones de contorno necesarias se procedió a realizar el análisis estático y dinámico de la rueda hidráulica objeto de estudio, mediante simulación numérica computacional. Los resultados obtenidos fueron comparados con resultados analíticos aproximados para verificar la validez de los mismos. Tomado como base el caso de estudio se propone la metodología para el dimensionamiento, cálculo y verificación del diseño estructural de ruedas hidráulicas tipo Overshoot, el cual garantiza un factor de seguridad adecuado, superior a 3 en todos los componentes. Una particularidad de los diseños que se obtendrían al aplicar la metodología es que son desarmables, característica adecuada para las zonas de difícil acceso en el sector rural. Por último, utilizando la metodología propuesta se desarrolló una batería de casos que permitió ofrecer como producto final del trabajo un plano genérico con una tabla asociada, que permiten dimensionar fácilmente este tipo de ruedas hidráulicas. La tabla se puede emplear en una gama de caudales (0.06 m3/s – 0.015 m3/s) y caídas de agua (1.6 m - 2.5 m). / Tesis

El estudio que se plantea se desarrolló en el área Administrativa de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Ricardo Palma, orientado a conocer las condiciones en que se desenvuelve el capital humano en esa dependencia. Se abordó, desde la perspectiva de la Ingeniería Industrial, la relación entre la disposición ergonómica de muebles y equipos y la fatiga laboral de los trabajadores administrativos, aplicándose técnicas como el Método R.E.B.A y el cuestionario de Yoshitake y los niveles de Lux, los cuales nos permitieron cuantificar el riesgo y en función a esta valoración tomar las medidas correctivas pertinentes así como la adecuación del puesto de trabajo libre de peligros y riesgos para la salud. The study that poses developed in the Administrative area of the Faculty of Engineering of the University Ricardo Palma, oriented to know the conditions in that it manages the human capital in this dependency. It tackled , from the perspective of the Industrial Engineering, the relation between the ergonomic disposal of pieces of furniture and teams and the labour fatigue of the administrative workers, applying technical like the Method R.E.B.A and the questionnaire of Yoshitake and the levels of lux, which allowed us quantify the risk and in function to this assessment take the measures correctives pertinent as well as the adequacy of the place of free work of dangers and risks for the health.

La fatiga laboral en enfermería se manifiesta a consecuencia de la alta demanda de atención y al cansancio por recarga de trabajo, lo que conlleva a la necesidad de una mejor evaluación de la demanda de personal que se requiere en cada servicio e identificar la categorización del paciente. El objetivo del presente estudio fue determinar la asociación entre la fatiga laboral y la categorización de pacientes. Es un estudio no experimental, analítico, transversal. Se analizaron las dimensiones del nivel de dependencia y nivel de riesgo del paciente con el instrumento de categorización pacientes; y la fatiga laboral, con el instrumento de subjetividad de fatiga de Yoshitake. Se comparó la asociación entre la fatiga laboral y la categorización de pacientes por dependencia y riesgo a través de la prueba no paramétrica chi2. Un total de 35 enfermeros(as) participaron en el análisis, de los cuales el 57.1% presentó fatiga. La mayoría de pacientes cuidados pertenecieron a la categoría de dependencia total y de mediano riesgo. No se evidenció una asociación significativa entre fatiga laboral y categorización de pacientes, pero se evidenció una asociación significativa entre fatiga laboral y el nivel de dependencia de pacientes (p<0.05), se resalta la importancia de usar un sistema de clasificación de pacientes en el momento de realizar la asignación del personal de enfermería.

Ingeniera Civil de Minas / Una de las principales preocupaciones de las empresas es llevar a cabo una producción segura para los trabajadores, de hecho la seguridad es el valor más importante en las compañías sobre todo en el ámbito de la minería, donde el potencial de que un accidente sea grave, es mayor producto de la magnitud de trabajos ejecutados. Durante los años que han sido analizados han ocurrido en el área operaciones mina, de las tres faenas, 1110 accidentes, de los cuales un 3,87%, son atribuidos directamente a fatiga y somnolencia. Debido a esto se han creado distintos métodos para detectarla; basados en análisis de parámetros de conducción, monitoreo del entorno del vehículo, monitoreo de los rasgos faciales y lectura de ondas cerebrales. Aquellos basados en los parámetros de conducción, crean un perfil en base al análisis del comportamiento de conducción. Cuando el comportamiento dista del perfil se genera una alarma. Los parámetros medidos con este sistema son, la velocidad del vehículo, movimientos del volante, uso de freno y acelerador entre otros. Aquellos basados en el monitoreo de los rasgos faciales se centran en la velocidad de parpadeo. Se crea una línea base dando una alerta cada vez que el operador se aleja de ella. Y el estudio de la lectura de las ondas cerebrales da mediciones fisiológicas directas de los niveles de alerta a través de la lectura de las variaciones de la actividad eléctrica existente en la piel, procesando esas ondas cerebrales para determinar el estado de fatiga del operador. El presente trabajo tiene como objetivo ver cómo afectan los accidentes por fatiga y somnolencia a los equipos de transporte de mineral, en cuanto a disponibilidad, producción y costos de reparación, y el impacto de utilizar un dispositivo que detecte en etapa temprana los niveles de fatiga y somnolencia del operador. Para llevar a cabo esto se realizó un estudio en tres faenas de Chile. Éste consistió en el análisis de la productividad diaria y disponibilidad anual de los camiones de extracción, determinando los factores que contribuyen a su variación. Luego se determinó la variación en la productividad por cada evento de fatiga y somnolencia. Finalmente, se determinó la variación de disponibilidad y costo por accidente, al utilizar SmartCap. Los principales resultados del estudio muestran que un 4,57% de los fatales ocurridos entre los años 2000 y 2016 a nivel nacional, pueden ser atribuidos a fatiga y somnolencia. La disponibilidad de los equipos disminuye en un 0,60% anual por esta causa. Que puede haber una disminución de producción del equipo minero de un 26,33% en promedio por cada evento. Que la inversión de un equipo como SmartCap representa entre un 12% y un 19% los costos asociados a un evento de somnolencia, considerando mantención en caso de daño al camión de extracción y reposición en caso de pérdida total. De hecho, el dispositivo tiene una duración de 60 meses y el capital de inversión se retorna en 45 meses en Faena 1 y 30 meses en las Faenas 2 y 3. Se concluye que SmartCap mejora la disponibilidad y la producción de los equipos mineros, así como disminuye los costos de mantención producto principalmente de un uso más eficiente de los equipos e indirectamente de una mejora en la gestión de trastornos del sueño.

Los requerimientos actuales para el diseño sísmico de elementos de hormigón armado exigen un adecuado detallamiento de las zonas donde se espera que ocurran deformaciones inelásticas. En dichas zonas, se espera que los valores alcanzados por la amplitud de las deformaciones unitarias sean significativos, ya que durante sismos moderados dicha amplitud puede sobrepasar el 2%. A partir de ensayos cíclicos en elementos estructurales de hormigón armado, se observan tres modos de falla que pueden asociarse a la pérdida de ductilidad. Estos modos de falla son los siguientes: falla por compresión en el núcleo de hormigón debido a falta de confinamiento, pandeo por compresión en las barras de refuerzo longitudinal y fatiga de bajo número de ciclos en las barras de refuerzo longitudinal. El presente trabajo de título tiene como objetivo estudiar alternativas que permitan modelar la fatiga de bajo número de ciclos en las barras de refuerzo longitudinal en elementos estructurales de hormigón armado. El trabajo, de carácter teórico, pretende proveer información referente a la degradación de la capacidad resistente en el refuerzo longitudinal considerando la degradación cíclica producto de la fatiga de bajo número de ciclos, considerando además el efecto conjunto del pandeo al cual éstas barras son susceptibles de experimentar. En la actualidad, existe un modelo numérico de plasticidad concentrada desarrollado por Massone y Moroder (2009), validado por Lacaze (2009), capaz de representar la degradación en la capacidad resistente del refuerzo longitudinal producto del pandeo. Utilizando este modelo como base se incorporan diferentes alternativas que permiten modelar la degradación cíclica en el refuerzo. En este caso la metodología aplicada consiste en utilizar modelos de fatiga de materiales existentes en la literatura. Con esto es posible implementar el modelo de degradación cíclica para así determinar el efecto conjunto del pandeo y de la fatiga de bajo número de ciclos. La validación y calibración del modelo se realiza en base a los resultados experimentales disponibles en la literatura. Al comparar los resultados analíticos con los resultados experimentales, fue posible cuantificar la disminución en la capacidad resistente del material, llegando a disminuciones cercanas al 25%, dependiendo de la amplitud de deformación a la cual está sometido el espécimen. El modelo es capaz de representar el efecto que considera que a mayor amplitud de deformación, menor es la cantidad de ciclos para la falla del elemento. Por otra parte, el modelo permite representar la degradación cíclica del material pero no fue posible representar la última etapa de la degradación cíclica, correspondiente a la fractura del refuerzo producto del daño progresivo que experimenta el elemento.

Autorizada por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta el 03/11/2014 / A pesar de los innumerables avances tecnológicos que ha experimentado la industria aeronáutica, numerosos son los accidentes que se deben lamentar a lo largo de la historia. Muchos de estos accidentes se han debido a fallas estructurales que no han sido detectadas a tiempo y que cada vez que ocurren llevan a la industria y a las agencias reguladoras a desarrollar medidas para evitar que éstos se vuelvan a repetir. Una de estas medidas, desarrollada por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (U.S.A.F.) en 1969, ha sido considerar que toda estructura no está libre de pequeños defectos o grietas que se deben tener en cuenta en el diseño. De este modo las estructuras se diseñan para ser capaces de soportar cargas de trabajo aún en presencia de este daño que puede verse aumentado por fatiga a lo largo de su uso. Es por esto que los fabricantes de estructuras aeronáuticas elaboran planes de revisión de modo que sea posible detectar el crecimiento de grietas y así evitar que éstas alcancen un tamaño crítico que pueda provocar la falla catastrófica de la estructura total. Estos planes se basan en el uso estimado que el avión o estructura vaya a tener a lo largo de su vida útil y corren el riesgo de no ser lo suficientemente representativos del uso real de cada avión. El objetivo del presente trabajo de título es desarrollar un modelo de mantenimiento preventivo de modo de asegurar la integridad de la estructura de un avión acrobático a lo largo de su vida útil. Para esto se han elaborado espectros de carga basados en los estados de carga que un avión acrobático puede experimentar tanto en vuelo como en el momento de aterrizaje. Utilizando los espectros ha sido posible evaluar la vida a la fatiga de la estructura y de elaborar un modelo plástico de crecimiento de grieta que considera el cierre de ésta. El crecimiento de grieta es modelado para un avión en particular en base a la realización de distintas misiones durante su vida. La evaluación del tamaño de la grieta misión tras misión permite proyectar la utilización remanente permitida de la estructura del avión antes que se alcance un tamaño de grieta crítico. Con el uso del modelo analítico se ha desarrollado el modelo de evaluación de la estructura el cual permite programar acciones de mantenimiento preventivo de acuerdo a la utilización proyectada. Esto permite tanto adelantar o retrasar intervenciones que generan altos costos debido a la indisponibilidad de la estructura y al procedimiento de mantenimiento como tal.

Numerosos estudios han sugerido que el consumo ergogénico de bicarbonato de sodio (NaHCO3) podría mejorar el rendimiento físico de atletas de resistencia. El propósito de este estudio fue determinar los efectos de la ingesta de NaHCO3 en la fatiga de diez ciclistas de montaña amateurs, durante una prueba de diez minutos de ejercicio en cicloergómetro, a una carga constante submáxima. / Many studies have researched about the ergogenic effect of sodium bicarbonate ingestion in endurance sports performance. The purpose of this study was to assess the effects of NaHCO3 ingestion on ten cyclists during a ten minutes of submaximal and constant intensity cycle ergometer test.