En los diferentes trabajos incluidos en la presente Tesis Doctoral, que lleva por título "Predicción del Rendimiento académico y abandono en las carreras de la Escuela Politécnica Nacional, Ecuador", se analiza un conjunto de factores que van a ser claves en la predicción del rendimiento académico por una parte y del abandono en Educación Superior por otra, incluyéndose además, en uno de los trabajos aportados, la situación particular de los grupos vulnerables ante las tareas educativas a completar en este nivel educativo.

El uso de explosivos en procesos de voladura en minas libera energía en forma de vibraciones, que no necesariamente ayudan en la fragmentación de la roca, sino que originan una perturbación de estructuras cercanas a la fuente de la explosión, principalmente a través de ondas sísmicas en todas las direcciones. Durante la vida de una operación minera a tajo abierto, la mayoría de sus componentes como el tajo principal, las plataformas de descarga y de lixiviación deben alcanzar una estabilidad física, especialmente cuando inicia su proceso de cierre. La presente investigación tiene como objetivo desarrollar un modelo de predicción de las vibraciones inducidas utilizando datos históricos de monitoreo en una mina a cielo abierto ubicada en la sierra peruana, esto con el fin de proteger los taludes de diseño final (Campo Medio) y las edificaciones sensibles de los poblados más cercanos (Campo Lejano). Ambos modelos están basados en la teoría de Devine de la distancia escalada de raíz cuadrada (SRSD) para predecir la velocidad máxima de partículas (VPP). Las distancias de monitoreo en campo medio oscilan entre 30 y 150 metros, las estructuras en este intervalo deben ser atendidas por los criterios de falla de Cameron McKenzie, que se basan en las propiedades geomecánicas del macizo rocoso y la velocidad de propagación de la onda P (Vp) combinadas a través de la Ley de Hooke. Para el campo lejano se tienen distancias desde los 150 hasta los 1000 metros, por lo que se ha optado por utilizar la norma alemana DIN 4150. El valor límite utilizado fue de 3 mm/s para frecuencias bajas en estructuras muy sensibles. La metodología consistió en la reducción de registros en base a estándares operativos, seguido de una discriminación por métodos de estadística robusta y regresión lineal. De esta manera se obtuvieron, en ambos escenarios, ábacos de distribución de cargas para predecir la VPP a una determinada distancia, que permite junto a los criterios establecidos previamente, limitar los explosivos para un mejor cuidado de estructuras. / The use of explosives on mining blasting processes release energy in form of vibrations, that are not useful for the rock fragmentation but to disturb the near structures near the blasting source, those are released on every direction through seismic waves. During the operational life of an open pit mine, most of its components such as the dumping platforms, leaching PADs and the pit itself have to reach a physic stability and with special care during the closure process. The main objective of the following thesis is to develop a vibrations prediction model using historical monitoring data of an open pit mining operation located on the Peruvian highlands, in order to protect the final design slopes (Medium Field) and the sensible constructions of the closest villages (Far Field). Both models are based on the Square Root Scaled Distance (SRSD) of Devine´s theory to predict the Peak Particle Velocity (PPV). Medium Field monitoring distances oscillates between 30 and 150 meters, and the structures from this range must be analyzed through the Failure Criteria of Cameron McKenzie, which is based on the rock mass geo mechanical properties and the P wave propagation speed combined with the Hooke´s Law. For the Far Field, the distances ranges from 150 to 1000 meters, therefore it was chosen to use the German rule DIN 4150. The limit value was of 3 mm/s for low frequencies over highly sensible structures. The methodology consisted on the reduction of measurement records according to operational standards, followed by the statistical discrimination and the lineal regression model. In this way, over the two scenarios it was obtained charge distribution abacus to predict the PPV for any distance, which allows together with the previous described criteria, limit the explosives to protect the structures.

En los albores de la humanidad, los movimientos telúricos tuvieron especial atención al ser incomprendidos e, incluso, interpretados como castigo divino. Con el paso del tiempo, científicos se han dedicado a la detección y ubicación de los sismos. Eventualmente, las causas de los mismos pasaron a ser de mayor interés, debido a que, al entender las causas, comportamientos y su relación con otros fenómenos de los sismos, se espera definir métodos de predecirlos eventualmente. Los precursores son fenómenos de naturaleza electromagnética, que ocurren antes de los sismos debido a la presión ejercida por las placas terrestres entre sí. Estos han llegado a ser importantes objetos de estudio en la investigación de métodos para la predicción de sismos como lo es en el caso del Instituto de Radioastronomía de la Pontificia Universidad Católica del Perú (INRAS-PUCP) que actualmente se encuentra investigando la Física de la generación de señales electromagnéticas en la litósfera y desarrollando un sistema de predicción basado en ciertos tipos de precursores electromagnéticos. La razón de ser de la presente tesis surgió a la necesidad del INRAS de instalar un medidor de desplazamiento, caso diferente a los magnetómetros normalmente usados, para investigar y confirmar si alguna relación existe entre desplazamientos de muy baja frecuencia y la aparición de pulsos electromagnéticos precursores de sismos. El desarrollar esta estación remota es una oportunidad para poner en práctica el control de sistemas remotos, diseño de sistemas reguladores de temperatura y manejo energético. Por otro lado, al acomodarse de manera adecuada en los proyectos del INRAS, se hace un aporte en un proyecto mucho mayor el cual pretende, como objetivo final, salvar vidas y minimizar desastres tan impredecibles como lo son los sismos. La presente tesis tiene por objetivo el diseño de una estación remota para el alojamiento y adquisición de datos de un medidor de desplazamiento sísmico, además la transmisión de dichos datos a distancia. Para ello el presente documento se organiza en cuatro capítulos. En el primer capítulo se presenta la problemática donde se menciona la razón de ser del proyecto, los objetivos principales, específicos y el estado de arte actual, además de una breve introducción teórica a la sismología. El segundo capítulo trata acerca del entorno en el cual se desplegará el proyecto, las propuestas de solución inicialmente concebidas y los requerimientos del sistema. El tercer capítulo se presentan las propuestas iniciales que se diseñaron y luego el diseño definitivo en el cual se habrá de basar la estación, así como una comparación cualitativa y cuantitativa con, las antes mencionadas, propuestas iniciales. En el cuarto capítulo se desarrolla de diseño del sistema mecatrónico en sí, en el que se incluyen los subsistemas que componen el proyecto, los componentes electrónicos y mecánicos, los diversos cálculos requeridos para el dimensionamiento de los componentes internos, la programación requerida para los algoritmos de control y los diversos costos del proyecto. Finalmente, se presentan las diversas conclusiones a las que se llegó durante el desarrollo del proyecto.

El presente trabajo abarca el proceso de diseño del sistema de uno de los proyectos del Instituto de Radioastronomía (INRAS), denominado Perú-Magneto. Este proyecto consiste en una red de estaciones que detectan señales electromagnéticas en el subsuelo para conocer más sobre la Física y Geofísica del movimiento tectónico de placas en la corteza terrestre y poder detectar señales antecesoras a los sismos. Se tomaron en cuenta los criterios del funcionamiento de las estaciones de magnetómetros que actualmente se encuentran instalados. Con los criterios y con ayuda de herramientas se logró establecer las ubicaciones de 55 estaciones adicionales a las 10 que se tienen hoy en día. Luego del establecimiento de ubicaciones, el acceso, sus condiciones electromagnéticas, análisis de las condiciones de comunicación y transmisión de datos, se procedió a diseñar el plan de instalación y el plan logístico en la instalación de la Red. Por último, como resultados se detallarán todos los costos del proyecto y los planes de instalación y mantenimiento.

El presente proyecto tiene como objetivo la evaluación de los diferentes modelos de predicción para la fragmentación aplicados a voladuras pertenecientes al Canal de Panamá, buscando saber cuál es la sensibilidad de usar cada modelo independientemente para poder, después de ello, compararlos entre todos y por medio de análisis digital de imágenes. Si bien el proyecto está basado en el movimiento de tierras en obra civil, este también se puede realizar para el caso de la minería, pero con un mayor cuidado, considerando los parámetros más importantes (geometría, geomecánica, explosivos).

El presente proyecto de fin de carrera buscará encontrar el mejor método computacional para la predicción estadística usando la regresión logística. Esta búsqueda se realizará dentro de un espacio limitado de métodos que se estudiaran. Una vez que se realice la investigación se escogerá el algoritmo más óptimo para la predicción y se obtendrá como resultado un aplicativo genérico para modelar comportamientos futuros en cualquier ámbito. Al leer la presente investigación uno podrá lograr discriminar sobre las mejores herramientas – de las planteadas – para la predicción de escenarios futuros en cualquier campo de estudio, de tal forma que se mejoren las decisiones tomadas y que los usuarios (estadísticos, matemáticos e ingenieros) sepan un poco más sobre los métodos que los llevan a sus respuestas predictivas.

Los distintos procesos involucrados en la industria química deben ser estudiados cuidadosamente con el fin de obtener productos de calidad al menor costo y causando el mínimo daño al medio ambiente (ej. industria de polímeros sintéticos y diseño racional de fármacos). Hace ya varios años que distintos métodos computacionales son utilizados en la industria química con el fin de lograr esos objetivos. En particular, el modelado QSAR/QSPR es una técnica de gran interés dentro del área de la informática molecular, ya que permite correlacionar de manera cuantitativa características estructurales de una entidad química con una determinada propiedad físico-química o actividad biológica. El objetivo de esa tesis fue desarrollar distintas metodologías para asistir a expertos en informática molecular en el proceso de predicción de propiedades fisicoquímicas o de actividad biológica. Más específicamente, las técnicas desarrolladas se enfocan en incorporar al proceso de modelado predictivo QSAR/QSPR, el conocimiento del experto en el dominio. De esta manera se logran mejorar ciertas características de los modelos, tales como su interpretación en términos físicos-químicos, las cuales permite aumentar la generalidad del modelo. Al respecto, se ha implementado una herramienta de analítica visual, denominada VIDEAN, que combina métodos estadísticos con visualizaciones interactivas para elegir un conjunto de descriptores que predigan una determinada propiedad objetivo. Otro de los aportes de esta tesis está relacionado con el dominio de aplicación de un modelo QSAR/QSPR. En este sentido, se ha implementado una técnica para determinar el dominio de aplicación de modelos de clasificación. Esto representa una novedad dado que la mayoría de las técnicas desarrolladas para este fin apuntan exclusivamente a los modelos de regresión. Los métodos implementados han sido evaluados mediante el estudio de propiedades de relevancia para tres campos de aplicación: el diseño racional de fármacos, el diseño de materiales poliméricos (plásticos) y las ciencias ambientales. Con este fin, se han desarrollado numerosos modelos predictivos de regresión y clasificación. En el área de diseño racional de fármacos, las propiedades que se estudiaron están relacionadas con el comportamiento ADMET (absorción, distribución, metabolismo, excreción y toxicidad) de los mismos: absorción intestinal humana (Human Intestinal Absorption, HIA) y el pasaje de la barrera hemato-encefálica (Blood-Brain Barrier, BBB), ambas esenciales para el desarrollo de nuevos fármacos. En el campo de los materiales poliméricos, se exploraron varias propiedades mecánicas, que proporcionan información relacionada con la ductilidad, resistencia y rigidez del material polimérico; y que, junto con otras propiedades, definen su perfil de aplicación estructural. Estas propiedades son: elongación a la rotura (elongation at break), resistencia a tensión en la rotura (tensile strength at break) y módulo elástico (tensile modulus). En el área de medioambiente, la propiedad que se estudió fue el coeficiente de distribución sangre-hígado (log Pliver) en compuestos orgánicos volátiles (VOCs), que son gases que se emiten de ciertos sólidos o líquidos y que son ampliamente utilizados como ingredientes en productos para el hogar (pinturas, los barnices, productos de limpieza, desinfección, cosmética, entre otros). Los resultados de estudios de este tipo de propiedades brindan un panorama de cómo se distribuyen estos tipos de compuestos en el organismo y pueden emplearse para la evaluación de riesgos y toma de decisiones en materia de salud pública. / The various processes involved in the chemical industry must be carefully studied in order to obtain quality products at the lowest cost and causing the least damage to the environment (e.g. synthetic polymer industry and rational drug design). During the last two decades, different computational methods have been used in the chemical industry in order to achieve these objectives. In particular, QSAR/QSPR modeling is a technique of great interest in the area of molecular informatics, since it allows to quantitatively correlate structural characteristics of a chemical entity with a given physical-chemical or biological activity. The objective of this thesis was to develop different methodologies to assist molecular computing experts in the process of predicting physicochemical or biological activity properties. More specifically, the techniques developed focus on incorporating domain expert's knowledge into the traditional automated predictive modeling process. In this way, certain characteristics of the models can be improved, such as their interpretation in physical-chemical terms, which allow to increase the generality on the model. In this sense, a visual analytics tool, called VIDEAN, has been implemented to combine statistical methods with interactive visualizations to choose a set of molecular descriptors that predict a specific target property. Another contribution of this thesis focuses on the implementation of a technique to determine the applicability domain of QSAR/QSPR classification models. In this regard, a technique has been implemented to determine the applicability domain of classification models. This represents a novelty given that most of the techniques developed for this purpose are exclusively intended for regression models. Implemented methods have been evaluated using target properties of relevance in three application areas: rational drug design, design of polymeric materials (plastics) and environmental sciences. To this end, different predictive regression and classification models were proposed that overcome in performance and interpretability to other traditional models have been developed. To this end, numerous regression and classification models have been developed. In rational drug design, the properties that were studied are related to the ADMET behavior (absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity): Human Intestinal Absorption (HIA) and Blood-brain barrier (BBB), both essential for the development of new drugs. In the field of polymeric materials, various mechanical properties, which provide information related to the ductility, strength and rigidity of the polymeric material were explored, and which, along with other properties define its structural application profile. These properties are: elongation at break, tensile strength at break and tensile modulus. In environment area, the property studied was the blood - liver distribution coefficient (log Pliver) in volatile organic compounds (VOCs), which are gases that are emitted from certain solids or liquids and are widely used as ingredients in products for the home (paints, varnishes, cleaning products, disinfection, cosmetics, among others). The results obtained from this studies provide an overview of how these types of compounds are distributed in the body and can be used for risk assessment and public health decision making.

El presente trabajo de tesis desarrollado en cuatro capítulos, tiene como objetivo principal el empleo de las técnicas estadísticas de regionalización hidrológica para predecir los caudales medios mensuales a partir de definir una correlación con sus parámetros geomorfológicos, aplicados a una cuenca peruana. El primer capítulo presenta la introducción, el objetivo principal y los objetivos específicos del presente trabajo. El segundo capítulo presenta el marco teórico del presente estudio. La primera parte presenta la definición de los Sistemas de Información Geográfica, siendo una herramienta fundamental en este trabajo, y la definición de los principales parámetros geomorfológicos de una cuenca. La segunda parte se enfoca en el tratamiento de los datos relativos a los caudales a través de la descripción de los caudales medios diarios, mensuales, anuales y naturales. Además de, presentar los regímenes hidrológicos típicos en los ríos. Finalmente, en la tercera parte, se muestra la descripción del procesamiento estadístico de correlación y de regresión simple y múltiple como modelo de regionalización empleado en la presente tesis. A lo largo del tercer capítulo se presenta el desarrollo del estudio. La primera parte de este capítulo muestra la descripción de la zona de estudio a través de la localización, aspectos de fisiografía, hidrografía y climatología de la zona de estudio. La segunda parte presenta el estado de arte referido al presente estudio. Por otro lado, a lo largo de la tercera parte, se presenta los resultados de las características geomorfológicas de las cuencas hidrográficas correspondientes y el entorno de aplicación del programa empleado Quantum GIS 2.6.0. Mientras que, en la cuarta parte se detalla la ubicación geográfica de la red hidrométrica empleada. Finalmente, en la quinta parte, se presenta el tratamiento del análisis de regionalización mediante la técnica estadística de correlación y de regresión simple y múltiple. En esta parte, los resultados obtenidos muestran a la variable dependiente que comprende al caudal y las variables independientes pueden ser algunos parámetros geomorfológicos como el área, la longitud del cauce principal o la altitud media de la cuenca. Las conclusiones y recomendaciones de los resultados de los procedimientos estadísticos se presentan en el cuarto capítulo.

Los fenómenos pre-sísmicos es un tema de investigación ampliamente abordado por la comunidad científica durante las últimas décadas. En el Perú las investigaciones en este tipo de fenómenos se encuentran a la vanguardia, a través del Proyecto Perú-Magneto desarrollado en el Instituto de Radioastronomía de la Pontificia Universidad Católica del Perú. En la actualidad el proyecto cuenta con una red de diez sensores, siendo la meta en el corto plazo la expansión de la red, instalando nuevos sensores que estarán ubicados a lo largo de toda la costa del Perú. Esto permitirá obtener una amplia base de datos, y analizar de forma continua y a tiempo real los fenómenos ocurridos en la costa. Esto representa un reto en cuanto las etapas de planeamiento, despliegue e instalación, mantenimiento, tratamiento y análisis de los datos. Para afrontar este reto, en esta tesis se presenta un algoritmo que permita identificar las posibles zonas de instalación de los magnetómetros minimizando el costo fijo que representa la conexión a internet móvil de cada uno de estos sensores teniendo en cuenta restricciones como la influencia de ruido mecánico y eléctrico. Por otro lado, el algoritmo también será utilizado para plantear zonas de instalación que, esta vez escogidas por el criterio de un usuario, favorezcan la investigación científica al colocar los sensores que utiliza el proyecto a menor distancia unos de otros. Finalmente, se hará una propuesta de planeamiento para el proyecto utilizando técnicas de Planeamiento Adaptativo, específicamente el Incrementalismo Articulado y se hará una evaluación económica de la expansión de la red de magnetómetros. / Tesis

Una de las áreas prioritarias del Séptimo Programa Marco de la Unión Europea es Smart Control for Improved Food and Feed Technologies, cuyo objetivo es el desarrollo de nuevos métodos que faciliten el control de los procesos productivos y garanticen la calidad y seguridad de los productos agroalimentarios. La relevancia concedida a esta línea de investigación es un claro indicador del interés de todos los agentes implicados en impulsar la introducción de tecnologías innovadoras. La meta es implementar nuevas técnicas analíticas rápidas y económicas, que constituyan una alternativa real a los procedimientos tradicionales de control. El sistema de medida desarrollado se compone de tres partes: - Equipo de medida electrónico. La implementación de la técnica de espectroscopia de impedancia requiere la generación y muestreo de señales senoidales de amplitud variable de hasta 1MHz. Por ello, en el desarrollo del equipo de medida se han empleado técnicas digitales multiproceso, basadas en dispositivos de lógica programable (CPLD). - Aplicación PC. Un software diseñado para que de forma sencilla y rápida el usuario pueda modificar los parámetros (amplitud, rango de frecuencias, escala de corriente, etc.) de las señales que se aplican a las muestras. Además, recepciona los datos de tensión y corriente y calcula, grafica y almacena los valores de los espectros de impedancia. - Electrodos. Diseño de dos tipos de electrodos con geometrías diferentes y de reducidas dimensiones en comparación con las de las muestras para que las determinaciones realizadas tengan un carácter puntual y no destructivo. Se han denominado "Electrodo doble" y "Electrodo punta de flecha". El primero está configurado por dos agujas muy finas de acero inoxidable paralelas entre si. El segundo, diseñado con técnicas serigráficas mediante tecnología thick-film, está constituido por dos electrodos de pasta conductora fijados sobre una base de alúmina, con forma de punta de flecha. / Masot Peris, R. (2010). Desarrollo de un sistema de medida basado en espectroscopía de impedancia para la determinación de parámetros fisicoquímicos en alimentos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8502