Ingeniera Civil / Este trabajo estudia la aplicación de técnicas de fotogrametría para detectar deformaciones y desplazamientos en suelos finos y arenas producto de cambios de humedad en laboratorio. Los suelos finos analizados son arcillas caoliníticas y bentoníticas, y la fracción fina de un relave, materiales con variados índices de plasticidad y sensibilidad a cambios de humedad. Las deformaciones que se analizan en este caso son grietas de desecación. Además, se analiza el comportamiento de arenas medias y finas para detectar desplazamientos producto de la pérdida de humedad originada por su secado, cuando se encuentran en una pendiente. Los ensayos consisten en la captura consecutiva de fotografías a las muestras de suelo en distintos estados de deformación mientras son sometidas a ciclos de temperatura. Las muestras se ensayan dentro de un contenedor térmicamente aislado, equipado con sensores de temperatura, termostato, cámara fotográfica, fuente de calor y ventilador. Los métodos de fotogrametría utilizados son correlación digital de imágenes (CDI) y velocimetría de imágenes de partículas (VIP). Ambos métodos detectan desplazamientos y deformaciones en los suelos finos; sin embargo, en el caso de arenas, solo pueden identificar una zona deformada, pero no su magnitud ni los desplazamientos experimentados. Además, se verifica que suelos finos con mayor plasticidad presentan mayores deformaciones. Sin embargo, la caolinita experimenta mayores niveles de deformación superficial que la bentonita durante el periodo de ejecución de los ensayos por su menor capacidad de retención de agua. Las técnicas analizadas pueden ser utilizadas en terreno de manera complementaria, como un indicador del deterioro superficial de taludes, si se consideran factores como variación de textura, generación de sombras, movimientos de cámara y resolución de imágenes.

[EN] Shoulder pain is one of the most common conditions, affecting approximately 16% to 25% of the general population over the age of 50. Individualized treatment plans and preventative strategies are required using objective, reliable and accurate tools to detect minimal changes in patients' functional ability. However, the most commonly used tools for the functional assessment of shoulder pain patients have been shown to have limitations. The use of functional questionnaires may lead to subjective scoring and the reliability of goniometers is low. Human movement analysis using photogrammetry provides great accuracy and reliability. Although there is some evidence for the usefulness of this technique in the assessment of shoulder pain, the complexity of the technology and the measurement protocols have been an obstacle to its implantation within the clinical context. The purpose of this study is to develop a methodology for functional assessment of the shoulder joint based on kinematic analysis. The measurement procedures should meet the main requirements of the clinical setting and provide a differential value in comparison with the most commonly used clinical tools. With this aim, a simplified measurement procedure has been defined in order to measure the humeral elevation in the scapular plane executed with two different weights: 250 g and 1 kg. To assess shoulder functionality three types of variables were calculated: (i) descriptive movement variables; (ii) execution rhythm variables and iii) variability variables. A comparison of reliability in the description of humerothoracic motion during elevation in the scapular plane was made using the YX¿Y¿¿ and XZ¿Y¿¿ sequences and the attitude vector. A reproducibility study was performed in order to determine the reliability and agreement of the measurement procedure. The effect of age, gender, dominance and the magnitude of the weight handled in the motion of the healthy group was analyzed. Normal patterns were obtained to be used as a reference to evaluate the performance of subjects with shoulder pain. Finally, the sample of patients was divided into two levels of functionality (based on the DASH score) and, in a second study, the same sample was classified by diagnosis (tendinitis of the rotator cuff and rotator cuff tears). In both cases, we assessed the capacity of the kinematic variables to discriminate between groups, comparing the results with the outcomes of functional questionnaires, goniometry and dynamometry. The XZ¿Y¿¿ sequence presented the best results in the description of the humerothoracic elevation in the scapular plane. The measurement procedures presented high reliability and agreement in all the variables studied. The weight handled was the only factor that affected the motion of the healthy group, as no significant effect of gender, dominance and age was found. The comparison between healthy people and people with shoulder injuries showed differences in all the kinematic variables. Moreover, patients presented higher sensitivity to the increment of the weight handled. A larger effect was observed in the kinematic variables compared with the clinical variables when the pathologic group was divided according to level of functionality and diagnosis. The variability variables and the descriptive movement variables presented the best ability to differentiate between the two levels of functionality. In the analysis of the two diagnosis groups none of the clinical variables showed differences. In contrast, some of the kinematic variables were able to discriminate between the two groups. In particular, the execution rhythm variables presented the best results. The results of this study show promising progress in the development of objective methods of functional assessment of the shoulder with the aim of providing the clinical community with more precise and sensitive measures that enhance the management of rehabilitation treatments. / [ES] El dolor de hombro es una de las patologías que con más frecuencia afecta a la población ya que se estima que entre el 16% y 25% de los mayores de 50 años lo padecen. La eficacia de los planes de prevención y tratamiento depende de la existencia de herramientas objetivas, válidas y reproducibles y que sean capaces de detectar mínimos cambios en el estado funcional del paciente. Sin embargo, los instrumentos utilizados habitualmente presentan ciertas limitaciones. Los cuestionarios tienen la desventaja de la subjetividad en cuanto a la puntuación del paciente. Por otra parte, los goniómetros presentan una baja reproducibilidad. El análisis de movimientos humanos mediante fotogrametría tiene una alta precisión y fiabilidad y, existen evidencias de su utilidad para la valoración del hombro doloroso, pero la complejidad de la técnica y de los protocolos de medida ha sido un obstáculo para su implantación en el ámbito clínico. El objetivo del presente trabajo es desarrollar una metodología de valoración funcional de la articulación del hombro, basada en técnicas de análisis cinemático, que se adapte a los requerimientos fundamentales del ámbito clínico y que aporte un valor diferencial en comparación con las herramientas clínicas habituales. Con este fin se ha definido un procedimiento de medida simplificado, para medir la elevación humeral en el plano de la escápula, ejecutada con dos pesos distintos, de 250 g y 1 kg. Para valorar la funcionalidad del hombro se calcularon tres tipos de variables: (i) las descriptivas del movimiento; (ii) las de ritmo de ejecución del gesto y (iii) las variables de variabilidad. Se ha realizado una comparación de la fiabilidad en la descripción del movimiento usando las secuencias de Euler YX¿Y¿¿ y XZ¿Y¿¿ y el vector orientación. Se ha llevado a cabo un estudio de reproducibilidad del procedimiento de medida. Se ha analizado el efecto de la edad, el sexo, la dominancia y la magnitud de la carga levantada en sujetos sanos. Se ha comparado el movimiento de los pacientes con lesión del hombro, con los valores de referencia de sujetos sanos. Por último, se realizaron dos subgrupos de la muestra de sujetos con patología de hombro: (i) según el nivel de funcionalidad y (ii) según el diagnóstico. En cada caso, se analizó la capacidad de las variables cinemáticas para discriminar entre los subgrupos definidos, contrastando los resultados con las variables obtenidas de la valoración mediante cuestionarios, goniometría y dinamometría. Se seleccionó la secuencia de Euler XZ¿Y¿¿ para representar el movimiento, por presentar los errores más bajos. El procedimiento de medida demostró una elevada reproducibilidad en todas las variables. El análisis en personas sanas, indicó que no existe una influencia del sexo, la dominancia y la edad en el gesto estudiado. Sí se encontró un efecto significativo del peso levantado. La comparación entre personas sanas y con lesión del hombro mostró diferencias en todas las variables cinemáticas. Además, los pacientes mostraron mayor sensibilidad al peso manejado. Al dividir el grupo patológico, se observó un mayor efecto en las variables cinemáticas que en las variables clínicas, tanto del nivel de funcionalidad como del diagnóstico. Las variables de variabilidad y las descriptivas del movimiento fueron las que mejor discriminaron entre ambos niveles de funcionalidad. Al estudiar los dos subgrupos de diagnóstico no se encontró ninguna diferencia en las variables clínicas. Por el contrario, la valoración cinemática sí mostró resultados distintos, siendo las variables del ritmo de ejecución del movimiento las que mostraron mayores diferencias entre los dos grupos. Los resultados de este trabajo resultan prometedores para progresar en el desarrollo de métodos objetivos de valoración funcional del hombro que proporcionen a la comunidad clínica medidas más precisas y sensibles que permitan mejorar la / [CAT] El dolor de muscle és una de les patologies que amb més freqüència afecta la població ja que s'estima que entre el 16% i 25% dels majors de 50 anys el patixen. Este fet fa necessari que s'establisquen plans de prevenció i tractament individualitzats, per a la qual cosa és imprescindible disposar de ferramentes objectives, vàlides i reproduïbles i que siguen capaços de detectar mínims canvis en l'estat funcional del pacient. Els instruments utilitzats habitualment en l¿avaluació funcional del pacient amb dolor de muscle presenten certes limitacions. Els qüestionaris tenen el principal desavantatge de la subjectivitat en la puntuació del pacient. D'altra banda, els goniòmetres permeten una mesura objectiva del rang articular, encara que presenten una baixa reproduïbilitat. L'anàlisi de moviments humans amb fotogrametria té una alta precisió i fiabilitat i, a més, permet estudiar alteracions en el moviment del pacient al llarg de tot el gest i no únicament valorar el resultat final del mateix (i.e. rang articular). Hi ha evidències de la seua utilitat per a la valoració del muscle dolorós, però la complexitat de la tècnica i dels protocols de mesura han sigut un obstacle per a la seua implantació en l'àmbit clínic. L'objectiu del treball és desenvolupar una metodologia de valoració funcional de l'articulació del muscle, basada en tècniques d'anàlisi cinemàtic, que s'adapte als requeriments de l'àmbit clínic i que aporte un valor diferencial en comparació amb les ferramentes clíniques habituals. Amb aquesta finalitat s'ha definit un procediment de mesura de l¿elevació humeral en el plànol de l¿escàpula simplificat, executat amb dos pesos, 250 g i 1 kg. Per valorar-lo es van calcular tres tipus de variables: (i) descriptives del moviment; (ii) de ritme d'execució del gest i (iii) de variabilitat. S'ha realitzat una comparació de la fiabilitat en la descripció del moviment emprant les seqüències d'Euler YX¿Y¿¿ i XZ¿Y¿¿ i el vector orientació. S¿ha portat a terme un estudi de reproduïbilitat. S¿ ha analitzat el efecte dels factors edat, sexe, dominància i càrrega en subjectes sans. S¿han definit uns valors de referència en subjectes sans usats per avaluar el moviment d¿elevació humeral en el plànol escapular en pacients amb lesió de muscle. Per últim, s¿ha classificat la mostra amb patologia de muscle segons: (i) el nivell de funcionalitat i (ii) el diagnòstic, (tendinitis o trencament del maneguet rotador), amb dos categories cadascuna. En ambdues classificacions s¿ analitzà la capacitat de les variables cinemàtiques per discriminar entre categories. Els resultats es contrastaren amb les variables clíniques (qüestionaris, goniometria i dinamometria). Es va seleccionar la seqüència d'Euler XZ¿Y¿¿ per presentar uns errors més baixos. El procediment de mesura demostrà una elevada fiabilitat a totes les variables. L¿anàlisi amb persones sanes indicà que no existeix una influència significativa del sexe, la dominància i l¿edat en el gest però sí del pes. La comparació entre persones sanes i amb lesió de muscle mostrà diferències en totes les variables cinemàtiques. A més, els pacients presentaren una major sensibilitat al pes suportat. Quan es dividí el grup patològic, es va observar un major efecte en les variables cinemàtiques que en les clíniques, en ambdues classificacions (nivell de funcionalitat i diagnòstic). Les variables de variabilitat i descriptives del moviment foren les que millor discriminaren entre els nivells de funcionalitat. En estudiar els dos subgrups de diagnòstic no es va trobar cap diferència en les variables clíniques però sí amb la valoració cinemàtica, sent les variables del ritme d¿execució les més discriminants. Els resultats d¿aquest treball esdevenen prometedors per progressar en el desenvolupament de mètodes objectius de valoració funcional del muscle que proporcionen a la comunitat clínica / Lopez Pascual, J. (2015). Caracterización cinemática de la elevación humeral en el plano escapular. Definición de patrones de normalidad y análisis del gesto patológico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48880 / TESIS

La erosión costera es uno de los problemas más importantes a escala mundial, alrededor del 70% de las playas arenosas del mundo están en proceso de erosión. La costa es el lugar elegido por un elevado porcentaje de la población para vivir, es por ello por lo que su conservación es esencial. Sin embargo, actualmente es generalizado el proceso de retroceso de la línea de costa que se está produciendo en todas las playas de arena. Este tipo de movimientos se relacionan con los procesos erosivos que produce el oleaje al mover los sedimentos. Sin embargo, puede haber factores, que aún desconocemos, que están produciendo actualmente un cambio importante en el proceso de regresión de una playa. La presente Tesis Doctoral se centra en el estudio del sedimento como parte esencial en la compresión del proceso erosivo de la línea de costa. Para ello, en primer lugar se realizó la obtención de un ensayo de desgaste del sedimento, con el que poder obtener una primera aproximación del proceso involucrado en el desgaste de las partículas de arena . Para poder verificar si el proceso de desgaste del sedimento, verificado en el ensayo, se produce en la playa, se realizó un estudio del cuarzo azul, mineral cuyos yacimientos son muy localizados, y al que se pudo hacer un seguimiento a lo largo de la costa. El siguiente paso, fue realizar un estudio de la influencia de la granulometría en el desgaste de dicho sedimento, estudiando nueve playas en las que se pudo comparar su comportamiento según cantidad de material empleado en el ensayo de desgaste acelerado, obteniendo así nuevos factores que influyen en el proceso de erosión. Por otro lado, no solo era necesario estudiar la granulometría del sedimento, ya que seguían sin ser respondidas numerosas cuestiones, para ello, se estudió́ la mineralogía, así como morfología de las partículas y ver su influencia en el proceso erosivo en la costa. Finalmente se realizó el estudio de dos casos prácticos. En el primer se analizó la evolución erosiva de tres playas que inicialmente eran de grava y que se convirtieron en arena, pudiendo estudiar así la influencia de la tipología de arena aportada en la regeneración, así como los cambios antrópicos que pudiesen influir en la erosión de la línea de costa . En el segundo se estudiaron dos playas con características similares en cuanto a tamaño medio del sedimento y energía entrante a la playa, pero comportamiento diferente en cuanto a evolución de la línea de costa. Del estudio realizado se ha dado un paso importante para conocer los factores involucrados en el proceso erosivo de las partículas que conforman la muestra arenosa y así poder proporcionar los argumentos necesarios a la hora de elegir una arena para una regeneración. Para ello, se ha inventado un nuevo ensayo “desgaste acelerado” con el que evaluar la durabilidad de la fracción arenosa. Así mismo, se ha comprobado que es necesario no solo tener en cuenta el tamaño medio de la arena, como se ha hecho de aquí atrás, sino hay que tener en cuenta factores como morfología, mineralogía y estratigrafía. De ello, dependerá entre otras cosas, la evolución de la línea de costa y una posible afección a los ecosistemas situados alrededor de la playa. En definitiva, el ingeniero costero deberá buscar un sedimento de calidad a la hora de realizar regeneraciones.

En el caso del Perú, donde existen registradas más de 63,000 personas con alguna discapacidad, la determinación del tratamiento de una rehabilitación adecuada y correctiva para una patología locomotora es compleja y dificultosa. El tratamiento tiene por objetivo la restauración de la discapacidad física y funcional para poder reintegrar al afectado a las actividades cotidianas. Para ello, el análisis de la marcha con tecnología de precisión evalúa el movimiento por medio de un análisis cuantitativo. Esta es una mejor alternativa frente al tradicional análisis subjetivo, cualitativo, que presenta dificultades en la descripción del movimiento, debido a los varios grados de libertad existentes. Este trabajo de tesis tiene por objetivo el diseño de una Guía de Análisis de Movimiento Patológico para evaluación del post tratamiento quirúrgico de fractura de fémur, usando el sistema de fotogrametría Vicon 460. La guía consta de dos etapas: la etapa clínica y la etapa del análisis de la marcha patológica. En la primera etapa el especialista en rehabilitación realiza la historia clínica de la patología del paciente, y de ésta se extrae información necesaria (patrones de la marcha humana, patrones biomecánicos, cinemática) para su posterior análisis por un especialista. En la segunda etapa se realiza el análisis del movimiento patológico del paciente basado en el uso del sistema Vicon 460 con el objetivo de medir los requerimientos planteados y brindar un análisis de la marcha patológica respecto a la marcha humana. El sistema de fotogrametría permitirá identificar y capturar las señales analógicas requeridas en tiempo real de los marcadores colocados pues iluminan estroboscópicamente a través del infrarrojo de cada cámara CCD con obturación electrónica. Además, permitirá la digitalización de las trayectorias de la articulación de la rodilla y la cadera en un ciclo de marcha, y los patrones motores de fractura de fémur. El principal aporte de esta tesis es ofrecer al especialista una herramienta de medición cuantitativa de la marcha patológica. Esta guía ha sido probada en un paciente con tratamiento post quirúrgico de fractura de fémur obteniendo resultados de la marcha patológica así como la cinemática de la misma. Además, estos fueron comparados con los estudios de Winter y Miralles obteniendo resultados similares de los patrones de la marcha, patrones biomecánicos, y cinemática de la marcha patológica.

La Leishmaniasis Cutánea (LC) es una enfermedad tropical de evolución crónica que se produce por parásitos del género Leishmania y consiste en la aparición de úlceras granulares en la piel, causadas por la picadura del mosquito denominado Leishmania o Manta Blanca. Asimismo, la población que la padece está ubicada en zonas rurales y en lugares muy alejados de los hospitales de la ciudad de Lima; en donde los hospitales no poseen medios tecnológicos suficientes y personal capacitado para realizar un seguimiento respecto al tratamiento a seguir después de la consulta realizada al doctor tratante y a los médicos investigadores de dicha enfermedad. En segundo lugar, existe la probabilidad de comprobar la hipótesis de que el volumen de la ulceración de LC puede ser utilizado como una métrica para la obtención de un indicador biomédico que sirva de ayuda al doctor tratante; y de esa forma disponer de un protocolo útil que indique la evolución de la enfermedad mediante un tratamiento adecuado. Por esta razón, se propuso realizar un registro de puntos mediante un protocolo de estimación del volumen de ulceraciones de LC a través de la comparación entre las técnicas de fotogrametría digital y del Escáner Láser 3D. Para ello, se utilizaron los programas Agisoft PhotoScan Profesional, MeshLab Versión 1.3.2, Cloud Compare Versión 2 y MatLab 7.12.0; para crear reconstrucciones tridimensionales. Además, se realizaron una serie de experimentos con maniquíes de lesiones de LC de diferentes tamaños (pequeño, mediano y grande) para establecer el protocolo de fotogrametría digital más adecuado de acuerdo a las métricas de exactitud y precisión. Para ello, se utiliza los seis modelos del MeshLab para calcular el volumen de cada uno (incluyendo el modelo del Escáner Láser 3D) mediante la interpolación Spline en el software MatLab. Además, se calcula la desviación estándar del volumen (mediante el cálculo del error de precisión del volumen en porcentaje) para cada maniquí de LC (pequeño, mediano y grande), sin incluir el valor del volumen del Escáner Láser 3D. En consecuencia, la presente tesis brinda información respecto a la estimación del volumen de maniquíes de ulceraciones de LC, mediante el diseño del protocolo de fotogrametría digital PMM (Protocolo Mosaico Mejorado); la cual es comparable con las métricas del volumen obtenidas con el Escáner Láser 3D, considerando los siguientes errores de precisión del volumen para cada maniquí de LC (pequeño, mediano y grande) : 11 %, 13 % y 8 % ; respectivamente. Además, se obtuvieron los errores de exactitud del volumen para cada maniquí de LC (pequeño, mediano y grande; respecto al valor del volumen del Escáner Láser 3D ) y son los siguientes: 9 %, 9 % y 10 % ; respectivamente. Finalmente, el error porcentual de la exactitud para el cálculo del volumen mediante el Protocolo Mosaico Mejorado (PMM), son aceptables y menores o iguales al 10% para los maniquíes pequeño, mediano y grande.

El desarrollo del turismo en los ambientes submarinos es una actividad con alto potencial gracias a las características de estos entornos, ideales para el desarrollo de este sector. No obstante, el desarrollo actividades en los entornos submarinos pueden causar consecuencias irreparables, como el aumento de la contaminación y agobio de las especies submarinas debido a la fragilidad de los ecosistemas presentes. Una solución para promover el ecoturismo es el uso de los recorridos virtuales construidos a partir de información obtenida de estos entornos. Para ello, se requieren sistemas destinados a la adquisición de estos datos, los cuales se pueden encontrar en el mercado, pero presentan diseños rígidos y son de alto costo. Debido a ello, se plantea el desarrollo de una tecnología de bajo costo que permita la adquisición de los datos necesarios para la reconstrucción virtual de los ambientes submarinos y permita su uso por una buzo o un vehículo submarino. El presente trabajo de tesis forma parte del proyecto Concytec 161-2020 - Sistema de Fotogrametría Submarina y Visión por Computadora Avanzado para generación de videos 360° y modelos virtuales digitales de sectores submarinos con potencial turístico en el Perú. El documento desarrolla el diseño de un sistema de adquisición de imágenes submarinas de tres cámaras para obtener información de los ambientes de interés para la generación de recorridos virtuales hasta una profundidad máxima de 750 m. Este sistema es capaz de estimar su desplazamiento relativo y obtener su orientación para generar imágenes georreferenciadas y reducir el tiempo de generación de los ambientes virtuales. Este sistema cuenta con dos configuraciones para ser usado por un buzo profesional (hasta una profundidad mínima de 60 m) o un ROV submarino, lo cual destaca ante los sistemas comerciales enfocados únicamente a uno de estos modos de uso. El trabajo consta del diseño de tres dominios principales. (i) El sistema mecánico se compone de una estructura de soporte conformada por perfiles estructurales y cuatro contendores cilíndricos que contienen a los elementos electrónicos. (ii) El sistema electrónico cuenta con circuitos diseñados para el sensado del voltaje de batería y protección ante ingreso de agua, realizando simulaciones para verificar su funcionamiento. A su vez, se realizó la selección de los componentes electrónicos y fuente de alimentación. En el desarrollo de (iii) la etapa de control, se realizó el diseño de la interfaz y se propuso una estrategia de control de iluminación adaptativo basada en la diferencia de luminosidad entre la imagen sensada y la imagen con iluminación óptima; esta última es obtenida al aplicar una ecualización de histograma a la imagen original. Por otra parte, se simuló un algoritmo de estimación de desplazamiento basado en el filtro de Kalman, el cual mostró una desviación significante entre el valor real y estimado de desplazamiento. Para comprobar el funcionamiento del sistema, se implementó un prototipo enfocado únicamente a su modo de uso por buzo. Las pruebas realizadas demuestran que el sistema es capaz de aislar los componentes eléctricos y electrónicos ante el entorno acuático. Por otra parte, se comprobó que el tiempo de operación del prototipo es mayor a 120 minutos. Finalmente, se realizaron pruebas del control de iluminación donde se concluyó que la iluminación óptima es tal que el error generado no cambia al aumentar la intensidad de luz que proveen las luces submarinas.

Los monumentos arqueológicos y arquitectónicos forman parte importante de la historia, identidad y cultura de un país. A lo largo de los años, estos monumentos están sometidos a fenómenos naturales y antropogénicos que desgastan su estructura, deformando la geometría del patrimonio. Frente a esta situación, en los últimos años se han propuesto y desarrollado metodologías para preservarlos y/o reconstruirlos. Se inicia digitalizando las estructuras: se representa la geometría del monumento como una serie de puntos que describen la super cie del objeto. Y estos puntos son usados para construir modelos 3D (modelos de mallas). Esta digitalización se puede llevar a cabo a través de diferentes técnicas, cuya diferencia se encuentra en el dispositivo utilizado: la estación total, el sensor Kinect, el escáner láser terrestre y drones con cámaras fotográ cas. En la actualidad se prioriza el estudio con escáner láser y la fotogrametría. Estas metodologías tienen ciertas limitaciones como la iluminación del objeto para la fotogrametría y las características geométricas ubicadas fuera del rango de vista para el escáner láser. Por otra parte, una de las aplicaciones más importantes de los modelos 3D son los modelos sólidos. Sin embargo, debido a la cantidad de datos que se obtiene de los modelos 3D, no pueden ser usados directamente para construir modelos sólidos, sino que deben darse pasos previos. Por otro lado, estos modelos sólidos tienen la ventaja de ser manipulados en cualquier programa de ingeniería. En esta tesis se desarrollan metodologías para construir modelos de mallas 3D basados en estudios de fotogrametría, escáner láser terrestre y una fusión de ambos estudios. También se presentan algoritmos para realizar recorridos virtuales, construir modelos sólidos y dibujar planos de arquitectura. Además se estudiará la precisión, exactitud, tiempo y costo de distintas metodologías de digitalización tomando como referencia el modelo del escáner láser. Las metodologías se aplicarán a una serie de monumentos como son los siguientes: una sección del Qhapaq Ñan o Camino Inca, la iglesia San Juan Bautista de Huaro, la iglesia San Pedro Apóstol de Andahuaylillas, la Quinta del Marqués de Presa, el Cementerio Presbítero Matías Maestro y la Huaca de la Luna. Los algoritmos propuestos muestran resultados óptimos en términos de tiempo de procesamiento, resolución y efectividad de acuerdo a otros estudios similares. Los recorridos virtuales presentan a los monumentos de forma más amena y pueden ser usados para promover el turismo. Los planos de arquitectura muestran una representación más real y completa de la estructura en comparación con los típicos planos de arquitectura. Los modelos sólidos son obtenidos a partir de la base de datos de los modelos de mallas, lo cual es más óptimo que usar herramientas de ingeniería inversa o una biblioteca de sólidos compuesto por cubos, tetraedros y esferas. / Tesis

El objeto fundamental de esta investigación es contrastar las auscultaciones geodésicas que serealizan en la actualidad por métodos clásicos y las que se pueden plantear con la aparición en elescenario topográfico del láser escáner. No se trata de determinar si el nivel de precisión escomparable, lo cual con una simple verificación de las especificaciones del instrumental aemplear en ambos casos indica que no lo es, sino que dado un método cuyo orden de precisiónes mayor (auscultaciones geodésicas clásicas), determinar el nivel de exactitud que se puedellegar a obtener con las auscultaciones geodésicas que se pueden proponer con el láser escáner.Todo ello con la finalidad de buscar aplicaciones en las que este tipo de instrumental puedatener cabida en el futuro. / The main objective of this research is to contrast geodetic auscultations which arecurrently being carried out by traditional methods and those which can be consideredwith the appearance of the laser scanner within the area of topography. It's not aquestion of determining if the level of accuracy is comparable, as this can be done bysimply verifying the instrumental specifications used in both cases, indicating that it isnot possible, but that given a method whose order of accuracy is greater (traditionalgeodetic auscultations), it's a question of determining the level of accuracy which canbe obtained with geodetic auscultations proposed by the laser scanner. The whole aimof this is to search for applications in which this type of instrument may find a place inthe future.

Geólogo / En minería subterránea, los problemas de inestabilidad de las excavaciones dependen esencialmente de los esfuerzos y de las características del macizo rocoso. Los esfuerzos se asocian a la condición in situ (profundidad, tectonismo, otros) y a los inducidos por las mismas excavaciones (tamaño y forma). En relación al macizo rocoso, son importantes las características del material o roca intacta, pero sobre todo las características geométricas y mecánicas del arreglo estructural. Se ha observado que en las grandes inestabilidades geomecánicas en mina El Teniente (explosiones de roca y cuñas) existe un importante control estructural, en muchos casos definido por estructuras geológicas sub paralelas a las excavaciones (González & Brzovic, 2015), de trazas menores a los estándares de mapeos mina y/o muy difíciles de observar en ellos. Dentro las características mecánicas y geométricas de las estructuras geológicas, el tamaño o largo también es una de las más importantes y a su vez más difíciles de observar por su intrínseca característica 3D (observaciones en sondajes 1D, afloramiento rocoso o cara de una excavación 2D). Para resolver el tamaño de las estructuras geológicas en torno a las excavaciones, la literatura especializada en geología estructural ha avanzado con el desarrollo y la construcción de lo que se ha denominado el Arreglo Estructural en 3D o Discrete Fracture Network (DFN). El DFN, en relación a largo de las estructuras geológicas, se basa en las relaciones matemáticas de observaciones en 2D y la propiedad 3D tamaño de las mismas, desarrollada por Warburton (1980). Trabajos previos realizados en Mina El Teniente, basados en la construcción de modelos estocásticos del arreglo estructural, han establecido un tamaño medio de las estructuras geológicas (vetillas tipo stockwork) de 1,0 m para una distribución lognormal y de 0,9 m para un distribución exponencial en la roca dacita (Brzovic y Herrera, 2011). Es de esperar que esta característica geológica del stockwork presente variaciones a lo ancho y largo del yacimiento. En este trabajo se presenta una metodología que permite la construcción de modelos de DFN a partir de la información obtenida del mapeo de estructuras mediante el uso de la fotogrametría digital en el software 3DM Analyst. En otras palabras, se construye un modelo DFN, definido por parámetros básicos, que se ajusta a las propiedades observadas en fotografías digitales 3D de los desarrollos (Mapeos). Estos parámetros básicos corresponden a: i) Distribución de Orientaciones, ii) Distribución de Tamaños, e iii) Intensidad de Fracturamiento P_32 (m^2/m^3). La distribución de orientaciones se simula mediante la técnica de remuestreo estadístico Bootstrap (Efron, 1979), la distribución de tamaños mediante la aplicación del método Simulated Sampling (La Pointe et al., 1983), y la Intensidad de Fracturamiento mediante la correlación existente entre distintas medidas de intensidad, P_21 (m/m^2) y P_32 (m^2/m^3) (Dershowitz & Herda, 1992). Los análisis de detalle para 70 fotografías o imágenes 3D de los túneles en mina El Teniente en los niveles actuales de explotación (Mina Reno y Esmeralda) se realizaron para distintos tamaños de corte de largo de traza observado de las estructuras geológicas (Truncation bias). Los resultados permiten decir que la intensidad de fracturamiento, orientación y distribución de largos de las estructuras geológicas varían disparo a disparo con rangos específicos de P32 entre 2 y 7 m2/m3 para un tamaño de corte mínimo de 0,5 m en roca Cmet. Estos resultados permiten estudiar también las características geológicas propias del stockwork y su aplicación a la estabilidad de las excavaciones. De hecho, la metodología propuesta entrega además un criterio para definir las características del arreglo estructural (DFN) entorno a las excavaciones.

Tesis por compendio / [ES] La fotogrametría ha demostrado un gran potencial para la obtención de mediciones precisas en diferentes campos de estudio, incluyendo la medicina. La deformación craneal es un problema con una alta prevalencia entre lactantes durante sus primeros años de vida, esta deformación puede tener diferentes causas y riesgos asociados. La causa más común de las deformaciones es posicional, este tipo de deformaciones se han asociado durante mucho tiempo a problemas únicamente estéticos. Sin embargo, diferentes autores han puesto de manifiesto la posible relación entre deformaciones posicionales y retrasos en el desarrollo. Otro tipo de deformación craneal es el causado por el cierre prematuro de algunas suturas craneales, que puede tener como consecuencia importantes riesgos para la salud de los lactantes y a menudo es corregido mediante cirugía. La detección precoz de estas deformaciones es importante para asegurar los mejores resultados futuros, ya que el cráneo es especialmente maleable durante los primeros meses de vida. La correcta monitorización de los pacientes también hace posible la evaluación de los diferentes tratamientos posibles y asegura una mejor evolución. Las metodologías actuales para la evaluación de la deformación craneal pueden dividirse en tres grupos principales: 1) Mediciones de bajo coste, realizadas con dispositivos simples como cinta métrica y calibre, o mediante un simple análisis visual; 2) Pruebas radiológicas, en concreto Tomografía Computerizada e Imagen por Resonancia Magnética, son consideradas la opción más precisa pero tienen un alto coste y son invasivas y 3) Soluciones basadas en imagen o escáneres 3D, que no son invasivas pero si tienen un alto coste y, como consecuencia, no están presentes en la práctica clínica habitual. En esta tesis doctoral se han estudiado las posibilidades de la fotogrametría como método para evaluar la deformación craneal en lactantes y se ha desarrollado una herramienta para llevarlo a cabo. La herramienta presentada es de bajo coste, objetiva y no invasiva, ya que no es necesaria la sedación de los pacientes. El mayor reto de este proyecto fue la obtención de datos con lactantes en movimiento durante una consulta médica rutinaria. En primer lugar, se utilizó cámara réflex para crear modelos 3D de la cabeza de los lactantes. La metodología generó modelos con una precisión adecuada pero la toma de datos requería largos periodos de tiempo y el montaje de diferentes dispositivos. El procesado de los datos también requería un largo periodo de tiempo al ser totalmente manual y requería de la intervención de un experto. Se han estudiado las necesidades para el desarrollo de una herramienta capaz de obtener de forma automática modelos 3D de las cabezas de lactantes en movimiento, y se ha desarrollado una herramienta innovadora. Esta herramienta consiste en un gorro codificado, que funciona junto a una aplicación móvil y guía al usuario durante la toma de datos, como consecuencia, no es necesario ningún conocimiento de fotogrametría por parte de este. Los datos son procesados en un servidor, obteniéndose el modelo y los parámetros de deformación en un tiempo aproximado de 4 minutos y con una precisión de 2 mm. Con el objetivo de hacer la herramienta útil para el personal médico, diferentes índices y parámetros de deformación se obtienen de forma automática a partir del modelo. La fotogrametría es una técnica válida para obtener datos de gran calidad y superar los retos que supone esta aplicación en concreto. Junto con el software desarrollado, la fotogrametría es la base para de una herramienta totalmente automatizada y optimizada para su uso en clínicas y hospitales. La herramienta desarrollada es altamente coste-efectiva y mejora considerablemente las opciones disponibles, ya que permite precisiones similares a soluciones complejas, pero con la ventaja de ser totalmente portable y de bajo coste. / [CA] La fotogrametria ha demostrat un gran potencial per a l'obtenció de mesuraments precises en diferents camps d'estudi, incloent la medicina. La deformació cranial és un problema amb una alta prevalença entre lactants durant els seus primers anys de vida, esta deformació pot tindre diferents causes i riscos associats. La causa més comuna de les deformacions és posicional, este tipus de deformacions s'han associat durant molt de temps a problemes únicament estètics. No obstant això, diferents autors han posat de manifest la possible relació entre deformacions posicionals i retards en el desenrotllament. Un altre tipus de deformació cranial és el causat pel tancament prematur d'algunes sutures cranials, que pot tindre com a conseqüència importants riscos per a la salut dels lactants i sovint és corregit per mitjà de cirurgia. La detecció precoç d'estes deformacions és important per a assegurar els millors resultats futurs ja que el crani és especialment mal·leable durant els primers mesos de vida. La correcta monitorització dels pacients també fa possible l'avaluació dels diferents tractaments possibles i assegura una millor evolució. Les metodologies actuals per a l'avaluació de la deformació cranial poden dividir-se en tres grups principals: 1) Mesuraments de baix cost, realitzades amb dispositius simples com a cinta mètrica i calibre, o per mitjà d'una simple anàlisi visual; 2) Proves radiològiques, en concret Tomografia Computeritzada i Imatge per Ressonància Magnètica, són considerades l'opció més precisa però tenen un alt cost i són invasives; i 3) Solucions basades en imatge o escàners 3D, que no són invasives però si tenen un alt cost i, com a conseqüència, no estan presents en la pràctica clínica habitual. En esta tesi doctoral s'han estudiat les possibilitats de la fotogrametria com a mètode per a avaluar la deformació cranial en lactants i s'ha desenrotllat una ferramenta per a dur-ho a terme. La ferramenta presentada és de baix cost, objectiva i no invasiva, ja que no és necessària la sedació dels pacients. El major repte d'este projecte va ser l'obtenció de dades amb lactants en moviment durant una consulta mèdica rutinària. En primer lloc, es va utilitzar càmera rèflex per a crear models 3D del cap dels lactants. La metodologia va generar models amb una precisió adequada però la presa de dades requeria llargs períodes de temps i el muntatge de diferents dispositius. El processat de les dades també requeria un llarg període de temps al ser totalment manual i requeria de la intervenció d'un expert. S'han estudiat les necessitats per al desenrotllament d'una ferramenta capaç d'obtindre de forma automàtica models 3D dels caps de lactants en moviment, i s'ha desenrotllat una ferramenta innovadora. Esta ferramenta consisteix en una capelina codificada, que funciona junt amb una aplicació mòbil i guia l'usuari durant la presa de dades, com a conseqüència, no cal cap coneixement de fotogrametria per part d'este. Les dades són processats en un servidor, obtenint-se el model i els paràmetres de deformació en un temps aproximat de 4 minuts i amb una precisió de 2 mm. Amb l'objectiu de fer la ferramenta útil per al personal metge, diferents índexs i paràmetres de deformació s'obtenen de forma automàtica a partir del model. La fotogrametria és una tècnica vàlida per a obtindre dades de gran qualitat i superar els reptes que suposa esta aplicació en concret. Junt amb el programari desenrotllat, la fotogrametria és la base para d'una ferramenta totalment automatitzada i optimitzada per al seu ús en clíniques i hospitals. La ferramenta desenrotllada és altament cost-efectiva i millora considerablement les opcions disponibles, ja que permet precisions semblants a solucions complexes, però amb l'avantatge de ser totalment portable i de baix cost. / [EN] Image-based and range-based solutions have great potential for accurate measurements in many different fields, including medicine. Cranial deformation is a problem with high prevalence among infants during their first months of life. Cranial deformation has different causes and associated risks. Most common deformations have positional causes and have long been considered to cause aesthetical problems only. Nowadays, authors are pointing at these deformations as a possible indicator of future developmental delays. Another type of cranial deformation is caused by the early closing of cranial sutures, that can lead to important health risks and is usually corrected by surgery. Early detection of the deformation leads to better development prospects, as cranium is especially malleable during the first months of life. Good monitoring also provides better data for evaluation of the different correction procedures, improving the outcome of the patients over time. Cranial deformation evaluation methodologies can be divided into three mean groups: 1) Low-cost measurements carried out by simple tools such as calliper and measuring tape and even visual assessment; 2) Radiological tests (Computed Tomography (CT) and Magnetic Resonance Imaging (MRI)), considered the gold standard, but costly and highly invasive; and 3) Image-based and range-based commercial solutions, non-invasive but too costly to be implemented as part of the clinical routine in many hospitals and clinics. In this doctoral thesis, the possibilities of photogrammetry as a method for cranial deformation assessment has been studied and a novel tool has been developed. The tool was required to be low-cost, objective and non-invasive, so no sedation would be required. The main challenge of the project was dealing with the movement of the infants during the consultation. In the first place, single-lens reflex (SLR) cameras were used to obtain head models of the patients. The methodology provided the required accuracy but the data acquisition was time-consuming and required an important setup. The data processing was also time-consuming, being totally manual and requiring expert users. The necessities to automatically obtain accurate 3D models from moving infants were studied and a novel tool was developed. The developed tool consists of a coded cap that works together with a smartphone app to guide the user during the data acquisition. Therefore, no expertise is required for data acquisition. The data is later processed on a server and the model and deformation parameters are made available to the user in less than 4 minutes with an accuracy of 2 mm. In order to make the model valuable for doctors, automatic measurements and deformation indexes are extracted from the model. Photogrammetry is a suitable technique to obtain high quality data and overcome the limitations. Together with ad-hoc developed software, it is the base of a fully automatic tool that is optimised for its use in clinics and hospitals. The developed tool is considered highly cost-effective and an important improvement as it provides similar data as existing costly setups, but it is also low-cost and portable. / This project was founded by a predoctoral fellowship from Generalitat Valenciana and the European Social Fund, grant number ACIF/2017/056. / Barbero García, I. (2020). Development of a Photogrammetric Tool for Cranial Deformation Analysis in Infants [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/160024 / TESIS / Compendio