La exploración subacuática se ha venido desarrollando desde ya hace muchos años tanto con fines arqueológicos y científicos como económicos, pues existen gran diversidad de seres vivos, ecosistemas y minerales bajo el agua. En lo que respecta a la arqueología subacuática, esta tiene por objetivo el estudio de elementos históricos que yacen en un medio acuático con el fin de poder reconstruir el pasado o de realizar rescates de elementos de índole histórica. La particularidad de encontrarse en un medio líquido hace que los profesionales recurran a métodos no convencionales tanto por la forma en que estos elementos se conservan como por la accesibilidad que se tiene a estos elementos (gran profundidad bajo el agua). Actualmente en el Perú existe un gran potencial para la exploración marina con fines arqueológicos, aunque aún no se cuenta con equipos de alta gama para dichas labores. Entre algunas zonas de interés para estudio podemos mencionar las Islas Chincha ubicadas a unos 20 km de la costa sur del país, el fondo marino del Callao con embarcaciones de la época colonial, entre otros. Para tales estudios existen diversos métodos de prospección que son de gran ayuda para localizar potenciales regiones con material de estudio importante. De entre los más destacados se puede mencionar el método por Sonar de Barrido Lateral (SSS por las siglas en inglés de Side Scan Sonar) en el que se obtienen imágenes, construidas a partir de lectura de ecos acústicos, del fondo del mar que son posteriormente analizadas e interpretadas por un experto. Para llevar a cabo estos estudios en nuestro país, generalmente se hace uso de navíos de gran tamaño que necesitan de una gran inversión para cada exploración realizada. Por lo tanto, las investigaciones se ven, en parte, limitadas económicamente. Una alternativa a lo mencionado es la intervención de los AUV’s (Autonomous Underwater Vehicle) que vienen siendo desarrollados en diferentes partes del mundo. Esta clase de equipos son más livianos, fáciles de usar (a comparación a los métodos tradicionales) y con un costo menor por exploración. El presente trabajo tiene por objetivo diseñar un prototipo de un AUV que gestione un sistema de navegación, sistema de propulsión e instrumentos de orientación y medición con el objetivo de controlar adecuadamente el movimiento del equipo para poder realizar escaneos del fondo marino mediante un Sonar de Barrido Lateral. A dicho prototipo se le podrá indicar ciertos parámetros para que de forma autónoma se movilice a un área definida cerca a nuestro litoral y pueda realizar inmersiones y exploraciones en las zonas indicadas para luego volver al punto de inicio y entregar los datos recopilados durante la travesía al usuario investigador. Estos datos recopilados podrán ser posteriormente analizados y procesados por un experto para construir imágenes del fondo marino en las cuales se puedan apreciar restos arqueológicos.

El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar una propuesta de obtención de energía a través del tránsito vehicular por un “rompemuelle” (reductor de velocidad) ubicado en la carretera. Como una medida de seguridad vial, las autoridades vienen instalando reductores de velocidad, conocidos como “rompemuelles” con la intención de reducir la potencialidad de accidentes e incidentes de tránsito en los sectores de las carreteras que atraviesan las zonas urbanas y que no presentan la debida señalización. En el país existen muchas estaciones de pesaje y de peaje que no cuentan con suministro de energía eléctrica por lo que recurren al uso de sus propios grupos electrógenos. En algunos casos, estas estaciones tienen un bajo consumo de energía, sin embargo deben mantener encendido el grupo electrógeno, lo que significa un permanente consumo de combustible. En muchas zonas urbanas el suministro eléctrico se realiza por cableado aéreo, lo que en algunas ocasiones resulta difícil e inseguro conseguir la electricidad para la señalización e iluminación diferenciada del reductor de velocidad. El principal objetivo es obtener la mayor cantidad de energía a partir del empleo de un multiplicador de velocidad, la inercia de un disco y un generador eléctrico. La energía potencial de un vehículo debido a su peso puede ser aprovechada a través de un mecanismo que la transforme en energía cinética y posteriormente a energía eléctrica. Este sistema mecatrónico ofrece una fuente de energía que podrá ser usada en señalizaciones en las carreteras, estaciones de pesaje y de peaje que no cuentan con suministro de energía eléctrica; así como los “rompemuelles” ubicados en las zonas urbanas en el que el suministro de energía por la vía aérea resulta peligroso.

Actualmente, es preocupante que el Perú invierta solo el 0.15% del PBI para la investigación y desarrollo tecnológico considerando que el promedio en América Latina es de 0.7% [1]. Es por ello, la importancia de ser un país que no solo exporte materia prima, sino también conocimientos y nuevas tecnologías [2]. Esta tendencia nacional influye en los diferentes sectores empresariales, en este caso, innovación y desarrollo para el uso de vehículos subacuáticos autónomos (AUV). Por tal motivo, se presenta el diseño de un sistema de estabilización para un AUV, el cual es capaz de estabilizar los giros en el eje Y (pitch), los giros en el eje Z (yaw) y la profundidad. Este sistema permite que el AUV mantenga el vector dirección y la profundidad dados por el módulo generador de trayectoria existente en el sistema, controlando así los motores de los timones verticales y horizontales ubicados en la cola del AUV. Esto se logra por medio de un controlador PID, el cual se conseguirá por medio de la simulación de un modelo matemático con los parámetros propios del vehículo.

Según la Oficina General de Defensa Nacional (2019), los accidentes de tránsito son la principal causa de discapacidad y muerte prematura en el Perú, representando un problema social a resolver. Perú se encuentra entre los países con mayor número de muertos por cantidad de vehículos en Latinoamérica, sin embargo, pese a ser una problemática relevante existen pocas alternativas de solución impulsadas desde el sector privado y los ciudadanos perciben que las soluciones deben generarse a través del estado con inversión en infraestructura y educación vial. En este documento se aborda una propuesta de solución que; usando herramientas como entrevistas a profundidad, focus group, análisis e investigación de mercado; ha identificado las carencias y principales dolores de los potenciales usuarios para brindar una propuesta de alto impacto que cubra las expectativas del público objetivo. Actualmente, el avance de la tecnología permite disponer de herramientas que reducen la probabilidad de un accidente hasta en un 40% de acuerdo con la Fundación para el Tráfico Seguro (2018). En base a ello, se ha desarrollado la propuesta de un servicio de monitoreo preventivo y proactivo que funciona a través de dispositivos de seguridad instalados en los vehículos que reducen la probabilidad de accidentes de tránsito alertando al contratante del servicio y/o el conductor sobre posibles riesgos que podrían ocasionar un accidente. Finalmente, esta propuesta se ha determinado viable económicamente con un VAN de $ 1,108,773.92, TIR de 44.77% e IR de 1.55. Así mismo a nivel social, la propuesta está alineada a al objetivo de desarrollo sostenible 3 que busca garantizar una vida saludable y promover el bienestar obteniendo un VAN Social en dólares de $959,162.36, que representa la diferencia entre los beneficios sociales esperados y los costos sociales asociados al proyecto. / Traffic accidents in Peru are significant social, economic, and public health challenges. This study introduces a Sensor Integrated Driver Assistance Platform tailored for Peruvian market. Through comprehensive analysis, including interviews, focus groups, market insights, and technical specifications, it addresses existing deficiencies and user concerns with a market-oriented solution. The proposed solution aims to enhance driving safety by offering a preventive vehicle monitoring and control service. The potential to reduce accident probabilities by up to 40%, as noted by the 2018 Safe Traffic Foundation, becomes a focal point. Utilizing advanced devices, it proactively alerts drivers to potential hazards, reducing the risk of accidents, injuries, and property damage, ultimately bolstering road safety and driver confidence. From a technical financial perspective, the project demonstrates robust economic viability with an impressive Net Present Value (NPV) of $1,108,773.92, a noteworthy Internal Rate of Return (IRR) at 44.77%, and a Profitability Index (PI) of 1.55. In the marketing realm, this innovation strategically adapts to Lima's dynamic market, exceeding the expectations of urban populations, particularly those in socio-economic strata A, B, and C. This initiative aligns seamlessly with Sustainable Development Goal 3, which aims to ensure a healthy life and well-being for all age groups. A comprehensive social impact analysis reveals a Social NPV of $959,162.36, signifying the positive difference between anticipated social benefits and associated project costs. In summary, the Innovative Incremental Implementation of Sensor Integrated Driver Assistance Platform represents a significant step in addressing traffic accidents in Lima. It combines cutting-edge technology, strong financial viability, and market adaptation, serving as a compelling case study for incremental innovation with profound social significance.

El presente trabajo tiene por objetivo sentar las bases necesarias para el desarrollo, diseño, control e implementación de un sistema multiagente, específicamente sobre un conjunto de robots marítimos. Este tipo de sistema tiene varias aplicaciones. Desde el punto de vista académico, el proceso de establecer un patrón de formación deseado consiste en una tarea laboriosa y desafiante. Por otro lado, la idea de usar estos robots como un conjunto permite a las industrias navales y agencias meteorológicas reducir horas de trabajos de campo e investigación. Sin embargo, para lograr estos propósitos es necesario saber las características que presentan estos sistemas y las herramientas de software y hardware con las que se cuenta, de manera que se pueda elaborar una estrategia de control de formación. Esta información es detallada en la presente tesis, cuya estructura es la siguiente: El capítulo I presenta el Estado del arte de los vehículos autónomos de superficie. Se explica cómo se inició el interés por el estudio de dichos vehículos y los modelos que se han ido desarrollando en esta área de la robótica marítima. Teniendo en cuenta ello, se presenta adicionalmente un resumen de las técnicas y algoritmos empleados para lograr un adecuado control de formación de un sistema constituido por varios robots, en el que se señalan algunas diferencias. En el capítulo II se obtuvo el modelo matemático de un vehículo de superficie. En él se definen los sistemas de referencia necesarios para describir el movimiento del robot marítimo y se obtienen las ecuaciones cinemáticas y dinámicas mediante el uso de una matriz de rotación, la aplicación de las leyes de Newton, y principios de hidrodinámica e hidrostática. Así también, se explican los modelos usados para las perturbaciones que afectan al robot. El proceso de las pruebas experimentales es detallado en el Capítulo III. Se explica brevemente las características de los sensores y actuadores empleados, y además, se presentan los parámetros a tener en cuenta en las simulaciones desarrolladas. En el capítulo IV se presenta el diseño del controlador de formación. Se usan 2 enfoques para poder comparar los resultados obtenidos con cada una de las estrategias. Asimismo, en cada una de ellas se analiza la controlabilidad y estabilidad del esquema de formación deseado. El modelo que permite relacionar las fuerzas requeridas por el sistema con las fuerzas permitidas por los actuadores se explica detalladamente en el capítulo V. El capítulo VI presenta los resultados obtenidos con los controladores diseñados en el entorno de MATLAB-Simulink. Se muestra también el efecto de las perturbaciones sobre la formación y se distinguen las principales diferencias entre una y otra estrategia. Finalmente, se mencionan las conclusiones generales y trabajos futuros planteados, así como también se sugieren algunas recomendaciones. / Tesis

La creciente tendencia de utilizar vehículos eléctricos, conlleva a reemplazar los grifos de vehículos de combustibles fósiles por electrolineras. Una electrolinera puede utilizar una fuente de energía renovable (ej. Solar o eólico) para cargar un vehículo; además, el excedente de energía podría ser suministrado a la red eléctrica trifásica, haciendo uso de un convertidor electrónico dc/ac (o inversor). Sin embargo, conectar un convertidor tradicional reduce la estabilidad relativa de la frecuencia eléctrica de la red, porque no ofrece oposición ante un cambio de frecuencia, tal como lo hace un generador síncrono debido a la inercia de su rotor. Las variaciones de frecuencia son producto del desequilibrio entre la potencia generada y las cargas en la red. Si la frecuencia se aleja mucho de su valor nominal o si la rapidez de cambio de la frecuencia es elevada, puede afectar el sincronismo de los generadores que alimentan la red. Por lo tanto, se procede a cortes de energía en sectores de la red, para evitar que la inestabilidad se propague en otros sectores de la red, lo cual se traduce en grandes pérdidas económicas. La presente tesis busca establecer una estrategia de control para que un convertidor tradicional permita la conexión de una fuente de energía renovable a la red eléctrica, con el objetivo de mejorar la estabilidad de la red, mediante el suministro de inercia virtual (o emulación de inercia). La estrategia de control no requiere la utilización de elementos adicionales complejos o costosos en el convertidor o la modificación de este, lo cual constituye una solución económica y sin complejidad constructiva. Al final de la tesis se realiza simulaciones en Matlab para probar los diseños de los lazos de control y se valida resultados en PSIM (simulador de electrónica de potencia), logrando un convertidor con inercia virtual, que puede suministrar a la red, igual o mejor inercia que un generador síncrono hidroeléctrico de grandes dimensiones.

Gran parte de la contaminación del planeta se debe a las emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de la combustión de hidrocarburos producto de los vehículos a combustión interna. En contra parte, un vehículo eléctrico genera mucha menos cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero considerando toda la cadena de producción de energía y a lo largo de su vida útil gracias a su mayor eficiencia energética y al uso de electricidad cada vez más sostenible en lugar de combustibles fósiles. Es debido a esto que la adopción de la electromovilidad, como parte de la transición energética, será de vital importancia para la disminución de la contaminación en el planeta. Esto trae consigo el reto de gestionar la energía que será suministrada para cargar las baterías de este tipo de vehículos, teniendo en cuenta que la mayor parte de la carga es en corriente alterna (AC) y se realiza en casa, oficinas o centros comerciales. La presente tesis tiene como objetivo desarrollar un cargador AC para vehículos eléctricos que sea capaz de ser gestionado por medio de un protocolo de interoperabilidad. Para lograrlo, se diseñará el control para la carga del vehículo según las normas NTP-IEC 61851 y NTP-IEC 62196-2, en donde se establecen el tipo de comunicación (PWM) y el estándar de carga (AC Tipo 2) que se utilizarán. Además, se toma en consideración el Reglamento para la Instalación y Operación de la Infraestructura de Carga de la Movilidad Eléctrica publicado por el Ministerio de Energía y Minas con el objetivo de definir las especificaciones técnicas y las condiciones de instalación que deben cumplir los sistemas de carga en distintos tipos de entorno. Para comprender los conceptos, ventajas y beneficios relacionados con la interoperabilidad, se describen los componentes, entidades y protocolos de comunicación que conforman actualmente el ecosistema de la movilidad eléctrica, así como los intercambios de información, funciones y servicios que se brindan dentro del mismo. Como parte principal del diseño del cargador, se adicionará una capa superior de comunicación a través del protocolo OCPP 1.6, que permitirá gestionar el cargador desde un sistema central, y además, podrá ser incluido dentro de una red de cargadores.

La electrificación del transporte juega un rol clave en la lucha contra el cambio climático, debido a que constituye más del 40% del consumo final de energía y aporta más del 20% de emisiones de CO2. Es por ello que instituciones como Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) y la International Electrotechnical Commission (IEC) han puesto su esfuerzo en desarrollar y normalizar nuevas tecnologías en los vehículos eléctricos y sus estándares de carga. Siendo el estándar japonés Charge de Move (CHAdeMO) uno de los más adoptados por reconocidas empresas fabricantes de vehículos y equipos eléctricos industriales. En este contexto, la presente tesis propone el diseño de un cargador rápido DC bajo el estándar CHAdeMO para el sector privado por el impacto positivo que este generaría en el cuidado del medio ambiente, en la economía y en el desarrollo tecnológico en el Perú. Para ello, el proceso de diseño seguirá las Normas Técnicas Peruanas (NTPs) IEC 61851 del 2020. Al igual que un proceso de carga, el diseño iniciará desde la toma de energía de la red de suministro de 220 V Alternating Current (AC) a través de un bloque de potencia, capaz de generar 20 kW, y luego pasar por un proceso de transformación para la carga de las baterías. Durante este proceso, se regula la corriente mediante un controlador Proportional Integral (PI) en base a los requerimientos del vehículo. Estas solicitudes se realizan en paralelo mediante una comunicación Controller Area Network (CAN) 2.0B y un circuito de secuencia (estándar CHAdeMO) entre el cargador y vehículo. Finalmente, mediante el control de un indicador visual, pantalla Liquid Cristal Display (LCD), el cargador permitirá al usuario ver el consumo y costo respectivo durante el tiempo que dure la carga del vehículo. Por medio de simulaciones realizadas a cada etapa en Matlab-Simulink, Proteus y el Integrated Development Environment (IDE) Arduino, se comprobó que el cargador cumple los requerimientos de la normativa y posee especificaciones que están al nivel de un cargador comercial de alto performance.

Esta Tesis Doctoral demuestra que la realidad de las redes de transporte que caracterizan los problemas de rutas reales de las empresas, es muy compleja y asimétrica; y esto queda reflejado en las matrices de distancias (tiempos o costes) entre pares de localizaciones que son la base de todo problema de rutas. En esta investigación, se cuantifica la medida en la que el grado de asimetría de las matrices de distancias depende de factores como el territorio y la localización de los clientes; y se subraya la importancia de la obtención de las matrices de distancias reales asimétricas y la barrera de entrada que ello supone. El objetivo principal de esta Tesis Doctoral es cuantificar en qué medida la asimetría tiene un efecto sobre la eficiencia y eficacia de las principales heurísticas y meta-heurísticas reconocidas en la resolución de dos casos fundamentales de los problemas de rutas: el TSP y el CVRP. Adicionalmente, también se estudia el impacto de otros factores (el territorio, la localización, el número de clientes, la demanda y la capacidad máxima) en los resultados (tiempo computacional y bondad de la solución). Mediante la realización de multitud de experimentos computacionales y análisis estadísticos de los resultados (ANOVA entre otros), se demuestra que todas las técnicas estudiadas se ven afectadas en mayor o menor medida por la asimetría y otros factores; y que las soluciones a los problemas simétricos poco o nada tienen que ver con las soluciones en el contexto asimétrico (ni cuantitativa, ni cualitativamente). Con todo ello, se puede inferir que la asimetría tiene un efecto muy importante sobre todos los problemas de rutas de vehículos, y por tanto debe ser considerada como un factor clave de cualquier desarrollo e investigación de aplicación en el contexto real de las empresas. / Rodríguez Villalobos, A. (2012). Estudio del efecto de la asimetría en problemas de rutas de vehículos [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15184

La presente investigación tiene como objetivo proponer una estructura de diseño de planta de ensamblaje de autos eléctricos en el Perú, la cual tome en consideración el contexto nacional y se nutra de experiencias vecinas en la región para poder determinar las variables más importantes que involucran este proceso. Si bien el punto principal se enfoca en el diseño y la metodología requerida para llevarlo a cabo, también propone un análisis cualitativo sobre los factores a favor y en contra para desarrollar una industria como esta en el país; además de ejemplificar con modelos extranjeros el impacto económico posible que puede generar a nivel de ingresos fiscales en el país. Es por ello que el alcance de esta investigación abarca desde presentar un marco teórico con diferentes metodologías existentes en la ingeniería de plantas y tomar los conceptos que más se adecúen al contexto en el cual sería implementada esta; hasta definir toda la maquinaria que se requerirá en el proceso productivo de ensamblar los vehículos, calculando el área requerida por cada una de estas y proponer últimamente un layout final. Finalmente se muestran los costos principales para la implementación de la planta diseñada y; se concluye que la inversión inicial (en maquinaria principal y terreno para desarrollo de la planta) asciende a un estimado de 1,017,000 dólares norteamericanos.