En la presente tesis se muestra el diseño y desarrollo de un sistema automático, basado en un posicionador de coordenadas esféricas, que permita obtener del patrón de radiación y balón de directividad de un altavoz. En dicho trabajo se presenta el proceso de investigación seguido, comenzando con la identificación y definición del marco problemático, pasando por la investigación del estado del arte en esta materia la cual nos brindará la información necesaria para plantear una solución útil; esta solución una vez diseñada e implementada permitirá realizar mediciones con diferentes resoluciones angulares consiguiendo así resultados del patrón de radiación y la directividad 3D del altavoz en evaluación en esta tesis, estos resultados serán analizados y documentados. La primera parte del documento presenta el análisis de la problemática, la cual resalta la importancia y gran utilidad del patrón de radiación y directividad de una fuente sonora en diversas aplicaciones del audio y la acústica, planteando así la necesidad de obtener estos parámetros acústicos. Al finalizar el capítulo se declara el marco problemático que supone la obtención de la directividad, analizando para ello todos los factores y aspectos que se deben tomar en cuenta durante las mediciones del patrón de radiación. Con el marco problemático ya declarado, se plantea la necesidad de diseñar un sistema capaz de solucionar los problemas en la obtención de estos parámetros; para ello se investiga el estado del arte donde se estudian los métodos y técnicas existentes vigentes tanto para la caracterización y medición de la respuesta del altavoz, para el procesamiento de señales, así como para el posicionamiento y medición angular. Luego de haber investigado el estado del arte, en el tercer capítulo se plantea un sistema automatizado capaz de realizar barridos angulares en el espacio circundante y que obtenga la respuesta en frecuencia (H1) de un altavoz convencional a partir del auto espectro de la respuesta impulsiva promedio del sistema y más técnicas que se verán en el desarrollo del capítulo. En detalle se presentan los aspectos técnicos y teóricos por etapas del diseño del sistema mencionado. En el cuarto capítulo se presentan los resultados obtenidos de los ensayos realizados, los problemas encontrados durante los mismos y un análisis de los resultados confrontándolos con los datos teóricos y las hipótesis planteadas inicialmente; es a partir de estas conclusiones que se podrán plantear recomendaciones de uso y eventuales mejoras a futuro. Finalmente se expone un modelo de negocio elaborado a partir del sistema automático desarrollado; este emprendimiento se basa en brindar un servicio de medición de la directividad de altavoces y fuentes sonoras a empresas fabricantes, arquitectos, ingenieros de sonido y público en general, entregando información completa y confiable sobre las características de radiación de sus altavoces. Cabe resaltar que este sistema podría ser también utilizado para evaluar la radiación de otras fuentes no acústicas tales como antenas o fuentes luminosas.

Many pathological conditions are closely related with an increase in tissue sti ness. For many years, experts performed manual palpation in order to measure elasticity changes, however, this method can only be applied on superficial areas of the human body and provides crude sti ness estimation. Elastography is a technique that attempts to characterize the elastic properties of tissue in order to provide additional and useful information for clinical diagnosis. For more than twenty years, di erent research groups have developed various elastography modalities with a strong interest for quantitative images during the last decade. Recently, comparative studies among di erent elastographic techniques have been performed in order to better characterize biomaterials, to cross-validate several shear wave elastographic modalities and to study the factors that influence their precision and accuracy. This comparison works may contribute to achieve standardization in quantitative elastography and their use in commercial equipment for their application in human patients. However, there is still a limited literature in the field of quantitative elastography modalities comparisons. This thesis focuses on the comparison between two elastographic techniques: crawling wave sonoelastography (CWS) and single tracking location-acoustic radiation force impulse (STL-ARFI). The comparison shows the estimation of the shear wave speed (SWS), lateral resolution, contrast and contrast-to-noise ratio (CNR) in homogeneous and inhomogeneous phantoms using both techniques. The SWS values obtained with both modalities are validated with mechanical measurements that are considered as ground truth. The SWS results for the three di erent homogeneous phantoms (10%, 13%, and 16% gelatin concentrations), show good agreement between CWS, STL-ARFI and mechanical measurements as a function of frequency. The maximum accuracy errors obtained with CWS were 2.52%, 1.63% and 2.26%. For STL-ARFI, the maximum errors were 6.22%, 5.63% and 4.08% for the 10%,13% and 16% gelatin phantom respectively. For lateral resolution, contrast and CNR estimated in the inhomogeneous phantoms, it can be seen that for vibration frequencies higher than 340 Hz, CWS presents better results than the obtained with STL-ARFI using distances between the push beams ( x) higher than 4 mm. However, using these vibration frequencies will not be feasible for in vivo tissues due to attenuation problems. It that sense, for lower vibration frequencies than 300 Hz and x among 3 mm and 6 mm, comparable lateral resolution, contrast and CNR was obtained. Finally, the results of this study contribute to the data currently available for comparing elastographic techniques. Moreover, the methodology implemented in this document may be helpful for future standardization for di erent elastographic modalities. / Tesis

Se llevó a cabo en conjunto entre los miembros de la Pontifica Universidad Católica del Perú (PUCP) y la Universidad Peruana Cayetano Heredia (UPCH) el desarrollo de un equipo el cual busca apoyar al personal de salud desinfectando las mascarillas N95. Para el equipo, es necesario contar con un dispositivo que mida en cada desinfección el nivel de irradiación UV-C para garantizar la correcta desinfección de las mascarillas. Existen equipos comerciales; sin embargo, estos cuentan con una limitada cantidad de sensores y la extensión de los cables para las sondas no se adaptan al diseño del equipo; sumado a su alto costo y poca accesibilidad, debido a la dificultad en las importaciones provocada por la pandemia. El presente trabajo tiene como objetivo el diseño de un sistema medidor de irradiación UV-C de bajo costo con la cantidad de sensores y adaptación para el monitoreo adecuado de la dosis de irradiación UV-C del equipo. Para realizarlo, se comenzó describiendo las mascarillas N95 y sus métodos de desinfección junto con los estudios en los cuales se mide la intensidad de radiación UV-C. Luego, se describe la radiación ultravioleta en el espectro electromagnético. También, se estudian los dispositivos de medición UV-C junto con los métodos para poder medir la irradiación de lámparas UV-C. Con esta base se propone el diseño preliminar que constaría de ocho fotosensores distribuidos en cuatro puntos diferentes dentro del equipo de desinfección. El sistema cuenta con una etapa de acondicionamiento de la señal, luego una etapa de transmisión donde esta señal es convertida de voltaje a frecuencia y posterior recepción en el cual se cuentan los pulsos eléctricos para poder así obtener la irradiancia. Con la dosis de irradiancia de cada punto se indica al usuario si el equipo alcanzó la dosis requerida de desinfección; además, se encarga de almacenar la fecha, hora y dosis suministrada en cada punto para su posterior análisis. Finalmente, se realizan pruebas del sistema y se compara con mediciones realizadas por el ILT2400 UVBGI-NB, equipo comercial certificado desarrollado por International Light Technologies.

En todas las industrias, existe la necesidad de incrementar el tiempo de vida útil los materiales. Como se sabe, los polímeros son muy sensibles a la foto degradación producto de radiación solar, en donde las reacciones fotoquímicas dan como resultado la rotura de las cadenas poliméricas. El objetivo del presente trabajo de tesis es investigar los efectos generados por los estabilizadores anti UV presentes en diferentes formulaciones (de 0 a 6 % de aditivos) sobre las propiedades mecánicas de las telas tejidas de polipropileno utilizadas principalmente en las industrias de construcción y mineras. Del mismo modo, identificar y cuantificar la degradación UV presente, utilizando técnicas alternativas no destructivas para determinar el tiempo de vida útil sin la necesidad de recurrir a ensayos destructivos. La metodología utilizada en la presente tesis consiste en el desarrollo de múltiples ensayos aplicados al material de suministro, así como a las telas tejidas de polipropileno después de diferentes tiempos de exposición UV-B. Estos ensayos comprenden la espectroscopia UV-vis/IR, microscopia, ensayos mecánicos y termogravimétricos. Gracias al análisis de resultados se encontró una relación entre el tiempo de exposición a la radiación ultravioleta y la foto degradación presente en las telas de polipropileno. Las formulaciones menores al 2 % en contenido de estabilizadores presentan una caída hasta de un 50% de su resistencia a la tracción después de un tiempo de exposición de 200 horas; el resto de formulaciones superiores al 2% no presentan una caída tan notable, llegando a cumplir los requerimientos de la norma ISO-21898. En el análisis FTIR, se pudo identificar un incremento en los picos significativos de los grupos funcionales carbonilo (R-C=O) e hidroxilo (R-OH) a medida que aumentan las horas de exposición UV-B; sin embargo, este incremento se ve atenuado a medida que incrementa el porcentaje de estabilizadores anti UV. Finalmente, se verifico la presencia de otros aditivos gracias a las técnicas termogravimétricas y microscópicas. Además, se determinó el porcentaje óptimo de carbonato de calcio equivalente a 4% en peso y 1867 ppm de óxido de Titanio. Esta formulación demostró el mejor rendimiento mecánico.

Los eventos de sobreirradiancia y sobreirradiancia-extrema recientemente han llamado la atención de la comunidad fotovoltaica puesto que, si los inversores no han sido dimensionados adecuadamente, se pueden sobrecargar y afectar el funcionamiento de los sistemas de protección instalados en plantas de generación fotovoltaica, ocasionando daños potenciales y pérdidas económicas. Para comprender el mecanismo de los eventos de sobreirradiancia se han aplicado modelos de simulación sin mucho éxito, pues sus estimaciones difieren significativamente de los datos experimentales. Pese a que estos eventos fueron registrados hace más de medio siglo, aún falta entender las condiciones para que se produzcan. Existen dos hipótesis: la primera afirma que estos se producen por reflexión en los bordes y lados de las nubes gruesas fragmentadas, y la segunda indica que se deben a una fuerte dispersión de Mie hacia adelante en nubes delgadas. Este trabajo pone a prueba tales hipótesis usando datos de irradiancia espectral de espectrorradiómetros y datos satelitales de la profundidad óptica de las nubes. Se demuestra que el impacto de los eventos de sobreirradiancia sobre la distribución espectral produce un corrimiento al rojo, que el mayor incremento de la irradiancia se da en la región del infrarrojo, y se determina que nubes gruesas fragmentadas están presentes durante estos eventos. Esto nos lleva a concluir que, la presencia de nubes gruesas fragmentadas son condiciones favorables para los eventos de sobreirradiancia, y que se deberían a la reflexión en los bordes y los lados de estas nubes. Además, el incremento de la irradiancia global se debe al incremento de la componente directa. Finalmente, considerar el impacto de los eventos de sobreirradiancia en la distribución espectral podría ayudar a mejorar los modelos actuales de simulación. / Overirradiance and extreme overirradiance events have recently attracted the attention of the photovoltaic community since, if the inverters have not been properly sized, they can be overloaded and affect the operation of the protection systems installed in photovoltaic generation plants, causing potential damage and economic losses. Simulation models have been applied with little success in understanding the mechanism of overirradiance events since their estimates differ significantly from experimental data. Although these events were recorded more than half a century ago, the conditions for their occurrence still need to be understood. There are two hypotheses: the first states that these are produced by reflection at the edges and sides of thick fragmented clouds, and the second indicates that they are due to strong forward Mie scattering in thin clouds. This work tests such hypotheses using spectral irradiance data from spectroradiometers and satellite data of cloud optical depth. It is demonstrated that the impact of overirradiance events on the spectral distribution produces a red-shift, that the most significant increase in irradiance occurs in the infrared region, and it is determined that thick fragmented clouds are present during these events. It leads us to conclude that thick fragmented clouds are favorable conditions for overirradiance events and that they are due to reflection at the edges and sides of these clouds. Furthermore, the increase in global irradiance is due to the increase in the direct component. Finally, considering the impact of overirradiance events on the spectral distribution could help improve current simulation models.

Este trabajo doctoral aborda problemáticas relacionadas con el área de la acústica en especial temas relacionado con la acústica de la edificación enfatizando en el desarrollo experimental; contribuyendo al desarrollo y validación de procedimientos alternativos para la caracterización del comportamiento vibroacústico de estructuras y la caracterización de materiales. Igualmente, incluye discusiones referentes al estudio fenomenológico de la propagación de ondas sonoras en estructuras de tamaño reducido y la caracterización de materiales absorbentes por lo general usados como lámina intermedia en soluciones constructivas de suelos flotantes. El desarrollo de la investigación se plantea en seis capítulos. En el primero de ellos se explica el objeto de estudio y los antecedentes de la investigación. En segundo lugar, se abordan los conceptos generales que son utilizados en los siguientes capítulos: sistemas discretos y análisis modal, vibración y radiación en vigas, y placas, representación en el espacio-k y holografía acústica de campo cercano-NAH, Método de los Elementos Finitos-MEF y análisis estadístico de la energía-SEA. En los capítulos siguientes se presentan las contribuciones principales del trabajo. Concretamente, en el tercero, se plantea una metodología para el estudio de sistemas tipo viga y se propone un procedimiento experimental alternativo para estudiar sus formas de vibración, analizando el campo sonoro radiado por éstas. En este apartado, también, se discute la validez de los supuestos de SEA, en lo relacionado al estudio de estructuras de tamaño reducido. En el cuarto capítulo, se estudia una estructura en forma de esquina de tamaño reducido con el propósito de considerar la validez en la estimación de los indicadores del aislamiento en la transmisión acústica por vía estructural de la edificación, con énfasis en la caracterización de soluciones constructivas del tipo suelo flotante. En el capítulo quinto, se presenta un procedimiento alternativo basado en NAH para estimar la impedancia de transferencia de materiales absorbentes del tipo poroso- fibroso y se estudia la eficiencia de radiación de estos cuando son instalados sobre un piston circular plano encastrado en una pantalla infinita. En el sexto capítulo se describe un método semianalítico para obtener los parámetros elásticos de intercapas comúnmente usadas en soluciones de suelo flotante. En general, se ha utilizado el MEF como herramienta numérica para la validación de los procesos experimentales. El empleo de este método numérico adquiere mayor relevancia en el sexto capítulo, como herramienta para verificar el método semianalítico propuesto. En síntesis los procedimientos experimentales realizados son contribuciones para facilitar la caracterización vibroacústica de estructuras y la determinación de propiedades elásticas de materiales. Estos procedimientos al ser comparados con técnicas convencionales de medición ofrecen una alta relación señal a ruido, ampliación en el rango de análisis en frecuencia y al emplear secuencias pseudoaleatorias se mantiene la correlación de fase, lo cual permite estudiar temporal y espacialmente los especímenes bajo estudio.

Presenta un estudio sistemático de las propiedades ópticas de películas delgadas de a-SiC y a-SiC:H, crecidas en una atmósfera de argón e hidrógeno con la técnica pulverización catódica de radiofrecuencia. La caracterización óptica es realizada a través de medidas espectroscópicas de transmisión UV/VIS/NIR en incidencia normal. El espesor, índice de refracción y coeficiente de absorción de las películas son calculados a partir de estos espectros de transmitancia. El ancho de banda es determinado usando diferentes modelos del coeficiente de absorción. Asimismo, se reporta la existencia del foco de Urbach de las películas estudiadas. Se han encontrado dos caminos para mejorar las propiedades ópticas de las películas: la saturación de los enlaces libres con la incorporación de hidrógeno y una temperatura óptima del tratamiento térmico a 400 °C.

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Determina cuáles son los valores de dosimetría efectiva y equivalente en los tecnólogos médicos que laboran en el área de radiología, ya que las exposiciones médicas involucran predominantemente a las personas que se someten a exámenes diagnósticos, a procedimientos intervencionistas o a terapia con radiación, pero también al personal y otros individuos que ayudan a asistir y confortar a los pacientes. Este estudio está conformada por 12 reportes dosimétricos donde se encuentra las dosimetrías efectivas y equivalentes de todos los trabajadores del área de radiología, siendo 22 los tecnólogos médicos. Se concluye que los valores de dosimetría están por debajo del máximo valor permisible según IPEN. Los profesionales de tecnología médica del área de tomografía presentan mayores valores de dosimetría equivalente mensual y anual en cristalino y piel, del mismo modo presenta mayores valores de dosimetría efectiva. / Tesis

En les últimes dècades, l'increment dels nivells de radiació solar ultraviolada (UVR) que arriba a la Terra (principalment degut a la disminució d'ozó estratosfèric) juntament amb l'augment detectat en malalties relacionades amb l'exposició a la UVR, ha portat a un gran volum d'investigacions sobre la radiació solar en aquesta banda i els seus efectes en els humans. L'índex ultraviolat (UVI), que ha estat adoptat internacionalment, va ser definit amb el propòsit d'informar al públic general sobre els riscos d'exposar el cos nu a la UVR i per tal d'enviar missatges preventius. L'UVI es va definir inicialment com el valor màxim diari. No obstant, el seu ús actual s'ha ampliat i té sentit referir-se a un valor instantani o a una evolució diària del valor d'UVI mesurat, modelitzat o predit. El valor concret d'UVI està afectat per la geometria Sol-Terra, els núvols, l'ozó, els aerosols, l'altitud i l'albedo superficial.Les mesures d'UVI d'alta qualitat són essencials com a referència i per estudiar tendències a llarg termini; es necessiten també tècniques acurades de modelització per tal d'entendre els factors que afecten la UVR, per predir l'UVI i com a control de qualitat de les mesures. És d'esperar que les mesures més acurades d'UVI s'obtinguin amb espectroradiòmetres. No obstant, com que els costs d'aquests dispositius són elevats, és més habitual trobar dades d'UVI de radiòmetres eritemàtics (de fet, la majoria de les xarxes d'UVI estan equipades amb aquest tipus de sensors). Els millors resultats en modelització s'obtenen amb models de transferència radiativa de dispersió múltiple quan es coneix bé la informació d'entrada. No obstant, habitualment no es coneix informació d'entrada, com per exemple les propietats òptiques dels aerosols, la qual cosa pot portar a importants incerteses en la modelització. Sovint, s'utilitzen models més simples per aplicacions com ara la predicció d'UVI o l'elaboració de mapes d'UVI, ja que aquests són més ràpids i requereixen menys paràmetres d'entrada.Tenint en compte aquest marc de treball, l'objectiu general d'aquest estudi és analitzar l'acord al qual es pot arribar entre la mesura i la modelització d'UVI per condicions de cel sense núvols.D'aquesta manera, en aquest estudi es presenten comparacions model-mesura per diferents tècniques de modelització, diferents opcions d'entrada i per mesures d'UVI tant de radiòmetres eritemàtics com d'espectroradiòmeters. Com a conclusió general, es pot afirmar que la comparació model-mesura és molt útil per detectar limitacions i estimar incerteses tant en les modelitzacions com en les mesures. Pel que fa a la modelització, les principals limitacions que s'han trobat és la falta de coneixement de la informació d'aerosols considerada com a entrada dels models. També, s'han trobat importants diferències entre l'ozó mesurat des de satèl·lit i des de la superfície terrestre, la qual cosa pot portar a diferències importants en l'UVI modelitzat. PTUV, una nova i simple parametrització pel càlcul ràpid d'UVI per condicions de cel serens, ha estat desenvolupada en base a càlculs de transferència radiativa. La parametrització mostra una bona execució tant respecte el model base com en comparació amb diverses mesures d'UVI. PTUV ha demostrat la seva utilitat per aplicacions particulars com ara l'estudi de l'evolució anual de l'UVI per un cert lloc (Girona) i la composició de mapes d'alta resolució de valors d'UVI típics per un territori concret (Catalunya). En relació a les mesures, es constata que és molt important saber la resposta espectral dels radiòmetres eritemàtics per tal d'evitar grans incerteses a la mesura d'UVI. Aquest instruments, si estan ben caracteritzats, mostren una bona comparació amb els espectroradiòmetres d'alta qualitat en la mesura d'UVI. Les qüestions més importants respecte les mesures són la calibració i estabilitat a llarg termini. També, s'ha observat un efecte de temperatura en el PTFE, un material utilitzat en els difusors en alguns instruments, cosa que potencialment podria tenir implicacions importants en el camp experimental.Finalment, i pel que fa a les comparacions model-mesura, el millor acord s'ha trobat quan es consideren mesures d'UVI d'espectroradiòmetres d'alta qualitat i s'usen models de transferència radiativa que consideren les millors dades disponibles pel que fa als paràmetres òptics d'ozó i aerosols i els seus canvis en el temps. D'aquesta manera, l'acord pot ser tan alt dins un 0.1º% en UVI, i típicament entre menys d'un 3%. Aquest acord es veu altament deteriorat si s'ignora la informació d'aerosols i depèn de manera important del valor d'albedo de dispersió simple dels aerosols. Altres dades d'entrada del model, com ara l'albedo superficial i els perfils d'ozó i temperatura introdueixen una incertesa menor en els resultats de modelització. / The increase in solar ultraviolet radiation (UVR) levels reaching the Earth surface during the last decades (mostly induced by the stratospheric ozone depletion), together with a detected increase in UVR-related diseases, has lead to a high volume of investigations about this band of the solar radiation and its effects on human beings.The ultraviolet Index (UVI), which is currently internationally adopted, was defined in order to disseminate information to the public about the risks of exposing the naked body to UVR and to send preventive messages. UVI was initially defined as the maximum daily value. However, the current use of this index has been widened and nowadays it makes sense to refer to an instantaneous value or to the evolution of the measured, modelled, or predicted UVI during the day. The actual value of UVI is affected by the Sun-Earth geometry, clouds, ozone, aerosols, altitude and ground albedo. High quality UVI measurements are essential as a reference and to study long-term trends; accurate modelling techniques are needed to understand the way factors affect UVR, to predict UVI, and as a quality control of the measurements. For the UVI measurement, best accuracy is expected with data from spectroradiometers. However, since the costs of these devices are expensive, data from erythemal radiometers are more commonly available (most UVI networks are equipped with this latter type of sensors). Best UVI modelling performance is found with multi-scattering radiative transfer models when the input information is well known. However, some relevant input information, such as the aerosol optical properties, is usually not available which can lead to large modelling uncertainties. More simple models are often used for applications such as UVI prediction or elaboration of UVI maps, as they are much faster and require less input parameters.Considering this framework, the general objective of this work is to analyse the agreement that can be reached between modelled and measured UVI for cloudless conditions.For this, model-measurement comparisons are presented for different modelling techniques, for several input options, and for UVI measured by both erythemal radiometers and spectroradiometers. As a general conclusion, it can be stated that the comparison of modelled vs. measured UVI is very useful to detect limitations and estimate uncertainties in both the modelling and measurements.As far as modelling is concerned, the main limitations found are the lack of knowledge in the aerosol information considered as input. Also, important differences are found between the ozone column from satellite and from ground based measurements, which lead to important differences in the modelled UVI.PTUV, a new simple parameterisation for fast UVI calculations for cloudless conditions, has been developed based on radiative transfer calculations. The parameterisation shows a good performance both with respect to the base model and to diverse UVI measurements. PTUV has demonstrated to be useful for particular applications such as to study the annual UVI variation at a particular site (Girona) and to build high resolution maps of typical UVI for a territory (Catalonia).Regarding the measurements, it is found that the use of the actual spectral response of the erythemal radiometers is very important to avoid large uncertainties in the measured UVI. If well characterised, the erythemal radiometers compare reasonably well with high quality spectroradiometers when measuring UVI. Major issues with respect to the measurements are long term calibration accuracy and stability. Also, a temperature effect in PTFE, a material used as diffuser in some instruments, has been observed, which could have potentially important implications in the experimental field. Finally, and concerning the model-measurement comparisons, the best agreement has been found when high quality spectroradiometric UVI measurements are considered and radiative transfer models are applied taking into account the best data available regarding aerosol and ozone optical parameters and their changes in time. In this case, the agreement can be as high as 0.1% in UVI, and typically less than 3%. This agreement deteriorates greatly if aerosols are ignored, and depends importantly on the aerosol single scattering albedo. Other data, such as ground albedo or the actual atmospheric temperature and ozone profiles, introduce lower uncertainty in the modelling results.