La contaminación del agua es un problema que afecta a millones de personas y se agrava cada vez más debido a que no se aplican métodos de monitoreo de la calidad del agua que sean eficientes debido al costo y tiempo que implican. El deterioro de la calidad del agua ha sido ocasionado principalmente por el vertimiento de aguas residuales domésticas y efluentes residuales producto de la realización de actividades económicas además de la inadecuada eliminación de residuos sólidos. Por ello, en el presente trabajo se plantea el diseño de un sistema que consta en un miniROV (Remote Operated Vehicle) y una plataforma que flota sobre la superficie del agua. Ambos elementos se complementan para realizar el trabajo de inspección y monitoreo de la calidad del agua de forma remota. La plataforma se acopla a vehículos marinos para su desplazamiento sobre el agua, sobre la misma se ubica un cabrestante que la conecta al miniROV mediante un cable umbilical además del banco de baterías que energiza al sistema y el receptor Wifi que hace posible la comunicación inalámbrica. El miniROV es operado de manera remota por un operario que se encarga de su movimiento bajo el agua, el proceso de inspección se realiza mediante la transmisión de video en tiempo real mientras que el monitoreo consiste en la medición de ciertos parámetros químicos del agua. Cabe resaltar que el miniROV posee un sistema de comunicación acústico para conocer su posición debajo del agua con mayor precisión. El sistema elaborado es capaz de inspeccionar y monitorear la calidad del agua satisfaciendo la necesidad de un método de monitoreo eficiente en cuanto a tiempo y costo.

En la actualidad, la demanda y producción del cacao en el país está en alza lo que ha logrado generar divisas de hasta 234 millones de dolares. Sin embargo, no se ha aumentado la capacidad técnica del cuidado de los cultivos de cacao, lo cual podría poner en riesgo las inversiones en crecimiento del País. Los principales problemas son las infecciones y el mal mantenimiento del campo de cultivo que si se detecta a tiempo con un monitoreo continuo se puede reducir el impacto de estas. De esto se concluye que es necesario el proyecto a presentar. Para esto se propuso una solución mecatrónico que pudiera satisfacer esta carencia. Como conclusión, se obtuvo un diseño de un sistema móvil capaz de monitorear cultivos de cacao en espacios abiertos, aplicar pesticida cuando sea necesario y revisar la presencia de anomalías en frutos de cacao a una velocidad de treinta árboles por hora de manera remota.

El objetivo a perseguir de este proyecto era crear un sistema automatizado de monitoreo y control de la concentración de cloro en un tanque de 20000 litros. Para tal fin, se analizaron dos opciones nacionales y más de diez opciones internacionales de sensores de concentración de cloro, así como sensores de nivel y dosificadores de solución. Luego de haber elegido los elementos de interacción, se procedió a diseñar los circuitos controladores de estos dispositivos, así como los elementos de potencia del mismo sistema hidráulico. Todos estos controladores se enlazaron al bloque de control, gobernado por un microcontrolador, también elegido entre tres posibles candidatos. Este controlador fue programado para cumplir las especificaciones requeridas de exactitud (0.1 ppm, se logró 0.07 ppm) y rangos (medidas entre 0 y 5 ppm), y fueron estas especificaciones las que se comprobaron en la etapa final del documento.

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

El Perú cuenta con una población urbana en constante crecimiento, por lo que la demanda de recursos se incrementa, sobre todo en el caso de la alimentación. Los principales problemas que genera esta demanda son la preferencia por métodos contaminantes, tales como el uso de combustibles fósiles en la agricultura y sistemas de regadío que dependen de petróleo, así como el uso de fertilizantes para mejorar el rendimiento de las tierras de cultivo disponibles. Por otro lado, la falta de áreas verdes en el Perú es un problema que incide directamente en la calidad de vida de los ciudadanos, al punto que tiene el más bajo indicador de acceso a áreas verdes en América del Sur. Urbangrow es una empresa sostenible y responsable con la sociedad, cuya principal actividad es la venta de una experiencia única de cultivo mediante un kit automatizado propio, que hace uso de la tecnología como sensores, luz ultravioleta, riego automático, entre otros; y ofrece al cliente la posibilidad de hacer el seguimiento de sus cultivos a través de un aplicativo. También beneficia a los agricultores, pues elimina el control excesivo y las tareas rutinarias, así como la incertidumbre por condiciones climáticas adversas, con lo que la productividad mejora considerablemente. El valor actual neto social (VANS) fue medido en base al beneficio brindado a la comunidad como consecuencia de la reducción de espacios para un cultivo eficiente y que repercuta en la no depredación de bosques y ecosistemas terrestres, así como la producción optimizada de alimentos para que las ciudades sean autosustentables, además el proyecto se alinea a los Objetivos de Desarrollo Sostenible 8, 11, 12, 13 y 15 para cumplir los objetivos sociales. Finalmente, la solución ha validado las hipótesis de factibilidad y viabilidad planteadas, y los resultados financieros demuestran la sostenibilidad económica de la tesis con una inversión inicial de S/ 200,000, de los cuales el 25% correspondería a aportes propios de los socios y el 75% restante a financiamiento bancario. En ese escenario, se espera obtener un valor actual neto (VAN) de S/. 3’751,645 durante los primeros cinco años de proyección. / Peru has an urban population in constant growth, which is why the demand for resources increases; mainly, in the case of nutrition. The main issues that this demand generates are the preference for polluting methods, such as the use of fossil fuels in agriculture and irrigation systems that depend on oil, as well as the use of fertilizers to improve the performance of the cultivation lands available. Additionally, the lack of grassland areas in Peru is an issue that impacts the quality of life of the citizens directly, to the point that it has the lowest indicator of access to grassland areas in South America. Urbangrow is a sustainable and responsible company with the society, whose main line of business is the sale of a unique cropping experience by means of the customer’s own automated kit, that uses technology such as sensors, ultraviolet light, automatic irrigation, among others; and it offers the customer the possibility of performing the follow-up of his cultivations through one application. It also benefits the farmers, because it eliminates the excessive monitoring and the daily tasks, as well as the uncertainty of climate adverse conditions, with which the productivity improves considerably. The social net present value (SNPV) was measured based on the benefit provided to the community as a result of the reduction of spaces for efficient cultivation and that has repercussions on the non-predation of forests and terrestrial ecosystems, as well as the optimized production of food so that cities are self-sustaining, in addition the project is aligned to Objectives 8, 11, 12, 13 and 15 of the Sustainable Development, thus complying with the social objectives. Finally, the solution has validated the hypotheses of feasibility and viability formulated, and the financial performances demonstrate the financial sustainability of the thesis with an initial investment of S/200,000, from which 25% would correspond to the direct contributions of the partners and the remaining 75% to bank financing. Under that scenario, it is expected to obtain a net present value (NPV) of S/. 3’751,645 during the first five years projected.

Debido al constante crecimiento en la construcción de estructuras, los sistemas de monitoreo estructural han tomado bastante importancia. Estos sistemas permiten obtener información de parámetros varios que acompañada de su respectivo análisis, se puede determinar los daños en una estructura y aplicar las medidas que crean convenientes. El presente trabajo de tesis se basa en el diseño e implementación de un sistema de monitoreo inalámbrico de parámetros de estructuras civiles, los cuales podrán ser visualizados en una interfaz de usuario en tiempo real. Este sistema contará con tres módulos de medición, un módulo coordinador y una computadora, con los que se probará el principio de funcionamiento para la adquisición, procesamiento y visualización de los parámetros de interés. Para el análisis de las estructuras, es necesario conocer tres parámetros importantes: la magnitud de las vibraciones a las que están sometidas y la humedad y la temperatura a las que se hacen estas mediciones. Para esto, se seleccionó un acelerómetro digital que estará presente en cada uno de los módulos de medición y un sensor ambiental digital que es necesario solo en uno de estos, ya que los parámetros ambientales no presentan grandes cambios en una misma estructura. Una vez realizado el montaje de los módulos de medición en distintos puntos de la estructura, estos inician la adquisición de los parámetros estructurales y los envían hacia el módulo coordinador cada vez que este último hace la petición. Para este fin, se utiliza una red de sensores en configuración punto-multipunto conformada por módulos Xbee. Luego, el módulo coordinador se comunica con la computadora utilizando una tarjeta para el acondicionamiento de nivel de voltaje mediante un puerto USB de la misma. Toda la información recibida es procesada para asignar las mediciones a los módulos de medición correspondiente y obtener las magnitudes reales. Los parámetros de interés podrán ser visualizados en tiempo real en la interfaz implementada, con la cual el usuario también podrá controlar el inicio y fin del proceso de monitoreo. En el capítulo 1, se explican conceptos generales sobre el monitoreo estructural y cómo fue su evolución tecnológica; asimismo, se describen algunos equipos comerciales. En el capítulo 2, se aborda el marco problemático y los objetivos del presente trabajo de tesis. En el capítulo 3, se desarrolla el diseño e implementación del sistema de monitoreo estructural. Finalmente, en el capítulo 4, se describen los ensayos realizados y se muestran los resultados del sistema implementado.

El monitoreo de los campos de cultivos es de suma importancia para tomar acción sobre estos. Por ello, el CIP (Centro Internacional de la Papa) realiza diversas investigaciones en las que utiliza el sensado remoto para obtener la información que requieren. Una de las herramientas para el monitoreo de los cultivos es la cámara multiespectral. Con estas cámaras se pueden adquirir imagenes en diversas longitudes de onda como en el espectro visible e infrarrojo cercano, y pueden ser utilizadas para obtener el nivel de estrés de un cultivo. Este tipo de cámara tiene un costo elevado lo que lo hace inasequible a los agricultores peruanos. Por esta razón, el objetivo de esta tesis es de diseñar una cámara multiespectral de cuatro bandas que sea de bajo precio para que pueda ser adquirida por los agricultores. Para la realización de este diseño se utilizó una cámara del fabricante Point Grey, la cual era controlada por una plataforma BeagleBone. Esta plataforma la configura para que capture imágenes al recibir una señal externa que se la brinda un hardware electrónico. Este hardware electrónico brinda la señal cuando cada uno de los filtros que se encuentra colocado en un disco giratorio se encuentre debajo del lente de la cámara. Se obtuvo como resultados una cámara de un costo del 18,9% del precio de una cámara multiespectral comercial. Además, presenta mejoras frente a diseños anteriores desarrollados en la PUCP, tal como la necesidad de solo una cámara. Por último, la cámara multiespectral desarrollada tiene un tiempo de adquisición de imágenes de 200 ms, el cual es menor al tiempo de adquisición de la cámara ADC de Tetracam. El aporte más resaltante de este diseño es que tiene la posibilidad de poder tomar en varias bandas con tan solo colocar más filtros en la plataforma giratoria. Los proyectos futuros que se desarrollarían como mejoras deben centrarse en explorar nuevas plataformas de desarrollo más potentes que puedan controlar a cámaras con las que se pueda adquirir imágenes a mayor velocidad.

El presente trabajo de tesis tiene por fin implementar el piloto de una herramienta basada en software libre, a partir de un diseño funcional que nos permita lograr la gestión integrada de distintos dispositivos de seguridad de la información dispuestos en una red en producción. Para ello el desarrollo de este documento se concentra en el uso de Cacti como una herramienta de libre acceso desarrollada en lenguaje de programación PHP, que permite la generación y presentación de gráficas haciendo uso del estándar RRDTool, que mediante el uso de una interfaz web, logra la interacción con la información obtenida de equipos de seguridad heterogéneos a través del protocolo SNMP. En el primer capítulo se detalla la problemática a tratar en el presente trabajo de tesis, desarrollando en el capítulo segundo los conceptos básicos del proceso de gestión de redes en el contexto de las buenas prácticas de la administración de los servicios de TI, continuando con el detalle del escenario en estudio y el requerimiento de gestión por parte de los equipos a monitorear. Para lograr esto se desarrolló una plataforma de monitoreo haciendo uso de una distribución comercial de Linux, teniendo inicialmente que simular el escenario de estudio incluyendo la mayoría de los equipos involucrados en este trabajo, proceso que se detalla conjuntamente con el proceso de Implementación y obtención de resultados en el capítulo cuarto. Para finalmente mostrar la utilidad de la herramienta y como esta puede facilitar el trabajo de administración de equipos de seguridad a partir de la puesta en operación de la herramienta de gestión. / Tesis

La tecnología actual busca desarrollar y explotar las herramientas que emergen con el transcurso de los años. En la rama de las comunicaciones, se ha incrementado el uso de video-monitoreo y video-vigilancia. La diferencia entre ambas es únicamente el modo de almacenar la información; mientras el primero tiene como objetivo transmitir los videos sin ser almacenados, el segundo se basa en guardar dicha información ocupando gran cantidad de memoria para luego ser analizada. La presente tesis está enfocada en el diseño del sistema de video-monitoreo IP en el Laboratorio de Manufactura del Centro de Tecnologías Avanzadas de Manufactura (CETAM) que se encuentra ubicado en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), el cual basa su funcionamiento en el desarrollo de un prototipo conformado por cámaras IP, las cuales serán los dispositivos de transmisión de video; inyectadores PoE, encargados de transmitir energía eléctrica a través de cable de datos Ethernet; un switch; servidores de Streaming y Web para la transmisión de datos a través de Internet. En los siguientes capítulos se detallarán las herramientas y tecnologías que se han estudiado y elegido para la selección de las cámaras IP, cuál es el funcionamiento de los inyectores PoE, cómo se van a programar las páginas web básicas que contendrán los videos de las cámaras del prototipo y por último, cuál será la función de los servidores para que se pueda transmitir esta información y que los usuarios externos al laboratorio sean capaces de visualizar los videos. Al finalizar, se corroborará que las herramientas seleccionadas para el desarrollo del sistema planteado han sido las adecuadas y que el prototipo es capaz de transmitir los videos en tiempo real. Además, se darán algunas recomendaciones para mejorar la transmisión de videos y posibles trabajos a futuro que se pueden lograr luego de culminada la tesis.

Este trabajo de Tesis Doctoral tuvo como objetivo principal evaluar integralmente las características hidrogeológicas y la gestión de agua subterránea en ámbitos urbanos y rurales del partido de Tandil, localizado en la provincia de Buenos Aires, Argentina. Dicho objetivo se basa en la ocurrencia, en los últimos años, de manifestaciones y reclamos por parte de distintos actores sociales referidos a la disponibilidad, calidad y manejo del agua, que ponen de manifiesto la existencia de una problemática compleja que requiere un abordaje integrado. La problemática hídrica actual se caracteriza por la ausencia de servicios sanitarios de agua potable y cloacas en diversos barrios periféricos de la ciudad de Tandil y localidades rurales del partido. Los habitantes de esas zonas sin servicios poseen condiciones particulares de explotación y uso del recurso, entre las que se destacan la falta de protección sanitaria de las perforaciones de extracción y la disposición in situ de los efluentes domiciliarios. Esta situación, sumada a la disposición de cargas contaminantes de distinto origen, favorece la degradación de la calidad del agua subterránea. Otro aspecto importante del problema de investigación es la utilización del recurso subterráneo por parte de las actividades agropecuarias desarrolladas en la zona. Entre ellas, se destacan el riego en los cultivos de papa y en la producción lechera en tambos. Considerando que los recursos hídricos son un componente del sistema ambiental, se pretende integrar los aspectos naturales y sociales de la problemática bajo estudio. Para ello se utilizaron métodos y técnicas provenientes de distintas disciplinas científicas. La metodología incluyó en primera instancia el relevamiento y análisis de la información antecedente vinculada a la temática hidrológica local. Se describió y evaluó el área de estudio, tanto en sus aspectos sociales como físico-naturales y, en particular, se caracterizó el sistema hídrico subterráneo. Las características más relevantes incluyen la existencia de un acuífero freático en medio poroso clástico formado por sedimentos pampeanos y postpampeanos, sobrepuesto a un basamento cristalino compuesto esencialmente por migmatitas graníticas. El acuífero freático constituye la única fuente de abastecimiento de agua para consumo humano. Se identificaron las principales cargas contaminantes que pueden afectar al recurso subterráneo. Se destaca como la más relevante la disposición de efluentes domiciliarios en pozos absorbentes en aquellas zonas donde no existe sistema cloacal. Considerando la existencia de manifestaciones sociales vinculadas al acceso al agua, se identificaron los conflictos vinculados al uso del recurso. Se detectaron tres movilizaciones sociales ocurridas en distintos barrios periféricos de la ciudad de Tandil, entre 2008 y 2013, debidas a problemas en la calidad y accesibilidad. Sólo uno de los conflictos alcanzó su resolución en 2010. Además, se identificaron los actores involucrados en el manejo del agua y se realizaron entrevistas a los informantes clave. Seguidamente, se seleccionaron casos de estudio dentro del partido de Tandil, incluyendo dos sectores periurbanos (barrios Cerro Los Leones y Don Bosco) y dos localidades rurales (Gardey y María Ignacia), debido al interés que presentan por su ausencia o cobertura parcial de servicios sanitarios. En dichos sectores se monitoreó la hidrodinámica subterránea y se evaluó la calidad del agua para consumo, mediante la medición del contenido de nitratos y la realización de análisis microbiológicos. Los resultados evidenciaron que, en muchos casos, las concentraciones de nitratos superan lo recomendado por la legislación argentina y la presencia de microorganismos patógenos vuelven el agua no apta para dicho uso. Estos resultados fueron vinculados con los modos de uso y explotación del agua subterránea para uso domiciliario. Se describieron las características constructivas de los pozos de extracción y se detectaron numerosas deficiencias en su diseño y construcción, las que afectan su protección sanitaria. Asimismo, se determinó la presencia de cargas contaminantes en las cercanías de las fuentes de agua, favoreciendo la contaminación tanto superficial como a través del flujo subterráneo. La problemática hídrica en los casos de estudio tiene causas comunes, dadas por la cobertura parcial o ausencia de agua de red, la inexistencia de red cloacal y el escaso conocimiento sobre el funcionamiento del sistema hídrico subterráneo. La conjunción de dichas causas junto a las deficiencias en los sitios de captación y la descarga de los efluentes domiciliarios determina un ciclo local de extracción-transporte-disposición cuyo resultado es la contaminación del sistema. Por otra parte, se evaluó el uso y gestión del agua subterránea en dos actividades agropecuarias: producción lechera en tambos y cultivo de papa bajo riego. En el primer caso, se caracterizó el manejo del agua y efluentes en tambos de Tandil y alrededores. Se detectó que consumen grandes volúmenes y eliminan sus efluentes en cavas, en muchos casos en contacto directo con el nivel freático. Se encontraron evidencias de degradación de la calidad físico-química del recurso subterráneo. En el segundo caso, se caracterizó el uso del agua en la producción de papa bajo riego, encontrándose que los productores locales aplican el riego complementario sin tener en cuenta las necesidades reales del cultivo. A modo de indicador de la apropiación del recurso por parte de la agricultura, se determinó su huella hídrica en el partido de Tandil, que alcanza 324 m3/t. Se utilizó el enfoque sistémico para integrar la información tanto natural como social. En ese sentido, el análisis DAFO identificó las fortalezas y debilidades que afectan la gestión del agua subterránea a escala local. Las principales debilidades y amenazas derivan de la ausencia de capacidad institucional y de gobernabilidad en la gestión, así como la inexistencia de programas de monitoreo del recurso y estrategias de capacitación a la comunidad. Se destaca la necesidad de promover la gestión integrada del agua basada en: su estudio y monitoreo; la generación y difusión del conocimiento sobre el recurso; la participación pública en la toma de decisiones relacionadas a la temática; y la aplicación de regulaciones sobre su uso y manejo. A partir de la evaluación ambiental de la gestión hídrica, se propusieron indicadores de sustentabilidad ambiental útiles para la toma de decisiones y el seguimiento de dicha gestión. Asimismo, como aporte a la difusión científica en el área de estudio, se efectuaron actividades de educación ambiental en ámbitos formales y no formales, con el propósito de brindar información a los habitantes sobre la situación hidrológica local y contribuir a la generación de un cambio de actitudes en pos de la protección y conservación de los recursos hídricos. Finalmente, se propusieron pautas para la gestión sustentable acordes a la realidad local. Estas pautas incluyeron el fortalecimiento de capacidades de gobernanza para la gestión y la creación de un organismo de cuenca encargado de planificar el uso de los recursos hídricos a largo plazo y establecer medidas de acción. Además, se plantea la ejecución de un sistema de monitoreo hidrológico, acompañado por comunicación y educación ambiental dando lugar a la participación de todos los actores involucrados en la gestión. Se propone también la implementación de herramientas de manejo, basados en regulaciones y controles así como en instrumentos económicos. Asimismo, se requiere la aplicación de un conjunto de medidas estructurales, basadas en el diseño y construcción de las perforaciones y sistemas de vertido de efluentes, la adecuación y mantenimiento de los sistemas de distribución y almacenamiento, la desinfección y potabilización del agua, y alternativas para el tratamiento de efluentes.