4. Bachillerato

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    Estudio del diseño del control de nivel en un proceso de dos tanques acoplados mediante control predictivo
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-15) Oré Sánchez, Diego Alejandro; Sotomayor Moriano, Juan Javier
    El empleo de tanques hidráulicos en actividades industriales es recurrente debido a la gran cantidad de industrias que utilizan fluidos y líquidos en sus procesos de producción. Para su correcto funcionamiento es necesario contar con un adecuado control del nivel en estos depósitos para que se aprovechen al máximo los recursos hidráulicos. El presente trabajo presenta un estudio del diseño de un sistema de control multivariable aplicado a una planta de dos tanques acoplados, que representa un proceso frecuente en la industria, y en el cual se pueden utilizar estrategias de control predictivo basado en modelo. La investigación empieza revisando el estado del arte de las técnicas de control que se han diseñado para este sistema basadas en teorías de control clásico, control moderno y control avanzado, entre estos últimos los controladores predictivos. Luego se expone la base teórica del control predictivo por matriz dinámica, estrategia con la cual es factible realizar el diseño de este controlador. Posteriormente, el modelo matemático lineal de la planta estudiada es presentado pues este servirá de referencia para el controlador. Finalmente, se enuncian las conclusiones a las cuales se ha llegado a partir del estudio realizado y se proponen pautas para el diseño del controlador en cuestión a manera de recomendaciones para un trabajo futuro.
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    Estudio de una arquitectura para corrección de errores mediante códigos Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) para aplicaciones de nano-satélites
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-15) Giraldo Solís, Mayte Rociel; Raffo Jara, Mario Andrés
    En la comunicación satelital se transmiten datos los cuales pueden verse afectados por diversos factores como la radiación. Por esta razón, el Comité Consultivo para Sistemas de Datos Espaciales (CCSDS por sus siglas en inglés) y la Cooperación Europea para Estandarización Espacial (ECSS por sus siglas en inglés) recomiendan la implementación de códigos que permitan corregir dichos errores. Además, especifican el uso del código Bose-Chaudhuri-Hoquenghem (BCH) frente a Reed-Solomon (RS) debido a su capacidad de corrección de múltiples errores y que esto se realiza bit a bit, es decir, no importa la posición del error. Se recomienda el uso del código BCH (63,56), ya que permite corregir 1 bit errado y detectar 2, suficiente para ser implementado en un nanosatélite. Dicho código hace referencia a 56 bits para información o datos y 7 bits para el control de errores, con lo que se obtiene un total de 63 bits. El decodificador BCH consta de 3 bloques: cálculo de síndromes, localización del error y búsqueda de Chien. El bloque de mayor relevancia es el cálculo de síndrome, debido a que este permite conocer si la palabra a decodificar contiene error, y de ser así si es posible realizar la corrección. Mientras que los otros bloques usan los síndromes hallados para encontrar la posición del error. En este trabajo, se presenta un estudio del diseño de una arquitectura de un decodificador para corrección de errores mediante el código BCH (63,56), así como las consideraciones para cada uno de los bloques obteniéndose el modelo de solución.
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    Feasibility study of the reverberant shear wave elastography technique for diabetic foot characterization
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-27) Gutiérrez Delgado, Fernando Iván; Castañeda Aphan, Benjamín
    The diabetic foot is a complication that stems from diabetes when it is not properly managed. The underlying biomechanical changes that occur inside the plantar tissue as a result of glycation when a person begins to develop this complication suggest that there is a change in its elasticity and hardness. Consequently, these changes could be estimated quantitatively with elastography, which comprises many modalities that can be implemented with a magnetic resonator, an ultrasound equipment, among other devices. One of these modalities relies on the generation of a reverberant shear wave field inside the tissue or medium of interest, called reverberant shear wave elastography (RSWE). In that sense, the literature is scarce pertaining diabetic foot research with ultrasound elastography, while the RSWE modality is still in its early stages. The main objective of this work focuses on assessing the clinical application feasibility of this novel elastography technique by characterizing the elasticity of regions of the foot plant.
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    Estudio del diseño de un receptor en un sistema de alerta temprana para tsunamis
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-24) De la Torre Rumaldo, David Rodrigo; Heraud Pérez, Jorge Arturo
    Existe un silencio sísmico en algunas regiones del Perú, principalmente en Lima Metropolitana y Callao, Áncash e Ica. De acuerdo a estudios realizados por el Instituto Geofísico del Perú, sus efectos secundarios proyectan la ocurrencia de un tsunami seguido de múltiples eventos como deslizamientos y licuación de suelos. Actualmente el Perú, no cuenta con un Sistema de Alerta Temprana (SAT) operativo para lograr el impacto esperado en la diseminación del mensaje. La Televisión Digital Terrestre dispone del desarrollo de un SAT basado en la tecnología Emergency Warning Broadcast System (EWBS), sin embargo, carece de receptores capaces de recibir las señales de emergencia en interiores como hogares, comisarías, estaciones de bomberos, hospitales, colegios y universidades. El presente trabajo de investigación hace una revisión tanto local como internacional de los Sistemas de Alerta Temprana para tsunamis en la etapa de difusión y comunicación, así como de los conceptos teóricos necesarios para el diseño de un receptor capaz de controlar y mostrar el mensaje de alerta temprana por los televisores digitales. Se concluyó la viabilidad del desarrollo de un receptor prototipo para la etapa de difusión y comunicación de un Sistema de Alerta Temprana para tsunamis. Debido a que las funcionalidades descritas en el estándar ISDB-Tb no son obligatorias para los fabricantes. Por lo tanto, los televisores carecen de la funcionalidad de recibir alertas tempranas por EWBS. Se propuso el modelo solución basado en el estudio de los receptores desarrollados tanto a nivel local como internacional. Asimismo, se identificaron los alcances y limitaciones del receptor prototipo. Por último, se identificó los tres subsistemas principales del receptor prototipo, los cuales son el subsistema de comunicaciones, el subsistema sonoro y el subsistema visual. Los cuales se integrarían en un único sistema para conformar al receptor prototipo de alertas tempranas para tsunamis.
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    Estudio para el diseño de un sistema de monitoreo de temperatura y geolocalización para triciclos conservadores de frío empleando la red LPWAN de Sigfox de Lima metropolitana
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-07) Guevara Zárate, Adrián Emilio; Velarde Criado, Luis Ángelo; Kamt Marconi, Ángel
    En la actualidad el incremento de nuevas tecnologías se encuentra en un punto de crecimiento exponencial, involucrándose cada día más en las actividades cotidianas de las personas y las corporaciones. A nivel empresarial, en sus instalaciones se han desarrollado tecnologías en las que no se tiene como restricción principal el contar con un suministro de energía eléctrica limitado; mientras que fuera de instalaciones, donde no se cuenta con un suministro de energía eléctrica constante, se requieren baterías que la almacenen y puedan abastecer a un sistema de monitoreo o control. Una aplicación, de entre muchas, en donde el producto principal se encuentra fuera de instalaciones, es la venta de helados en triciclos conservadores de fríos. Estas unidades se encuentran en constante movimiento por zonas dentro de la ciudad durante su jornal de trabajo. Jornal en el que el producto no proporciona un feedback de valor de temperatura en el que se encuentra el helado, con ello su calidad posproducción puede verse afectada; asimismo, hay una ausencia de realimentación que permita conocer la ubicación del triciclo durante el día, de contar con esta métrica, sería posible optimizar una gestión de flotas acorde a indicadores de cantidad de ventas. El presente trabajo de investigación plantea los fundamentos para poder desarrollar una solución basada en un sistema de internet de las cosas IoT, empleando la red LPWAN de Sigfox. Sistema que tiene inicio desde la lectura de sensores de bajo consumo de potencia para poder ser visualizados en un dashboard que permita monitorear estos parámetros, guardar un registro de estos y generar estadísticas para distintos fines como supervisión, gestión, optimización y prevención.
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    Estudio del diseño de un sistema IoT para el monitoreo de datos de uso, alertas y geolocalización en refrigeradores para ventas de una empresa de lácteos usando la red LoRaWAN
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-11) Jaramillo Huaman, James Miguel; Velarde Criado, Luis Ángelo; Kamt Marconi, Ángel
    La Transformacion Digital se est ´ a agilizando debido al COVID-19 y la necesidad de ´ realizar actividades remotas a traves de Internet. Las empresas empiezan a adoptar este ´ cambio de paradigma y aplicarlo en los problemas de sus negocios. A partir de ello, se explota el concepto Internet de las Cosas (por sus siglas en ingles, IoT). IoT hace ´ referencia a sistemas embebidos con sensores asociados a cosas y que tienen conectividad a Internet. Se puede acceder a los datos de los sensores desde cualquier dispositivo conectado a Internet; estos proveen informacion que ayuda a mejorar la toma ´ de decisiones para crear soluciones mas inteligentes. Existe una empresa de lacteos que entrega en calidad de pr ´ estamo refrigeradores de ´ exhibidor a terceros para promocionar sus productos y agilizar sus ventas. Sin embargo, es complicado tener un control real de estos activos tangibles. La empresa requiere un sistema que les permita establecer una geocerca (una cerca virtual delimitada por coordenadas geograficas) y enviar una alerta en caso el refrigerador sea trasladado fuera. ´ Asimismo, se propone integrar un sistema de adquisicion de datos, de tal manera que se ´ env´ıe de forma periodica la temperatura en la cabina interna, la temperatura en el motor ´ y la cantidad de aperturas y cierres de su puerta. Los refrigeradores estan distribuidos en ´ la ciudad de Lima, lo que exige una cobertura de red en la escala de los kilometros. ´ Para solucionar lo planteado se propone un sistema IoT con el uso de sensores como: acelerometro, un receptor GNSS (para la geolocalizaci ´ on) y sensores de temperatura ´ (disenados con RTDs). Adem ˜ as, se necesita LEDs indicadores y un ´ reed switch para el monitoreo de uso de la puerta. Se propone desplegar este sistema con la tecnolog´ıa LoRaWAN porque la antena de un Gateway brinda cobertura mayor a los 10 km con un bajo consumo de energ´ıa electrica. En general, se propone un esquema de red donde ´ cientos de nodos (los dispositivos asociados al refrigerador) se conectan mediante un transceptor LoRa al Gateway mas cercano que, a su vez, est ´ a conectado a Internet. Estos ´ Gateways son administrados por un servidor de Back-end que preprocesa la informacion, ´ identifica su origen, decodifica y lo reenv´ıa a un servidor de aplicacion que alojar ´ a un ´ programa para visualizar los datos y alertas en una plataforma Web tipo dashboard.
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    Estudio del diseño de algoritmo de correspondencia a través de transformada Census mediante uso de FPGA
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-04-19) Mayor Vega, Dylan Hugo; Flores Espinoza, Donato Andrés
    La visión estereoscópica es la capacidad de adquirir dos imágenes en simultáneo cuando sus cámaras están separadas a una corta distancia; para que mediante algoritmos de procesamientos de imágenes se pueda determinar la correspondencia entre el pixel de la imagen original y su par estéreo. Existen diferentes algoritmos de correspondencia, siendo uno de ellos la transformada Census, la particularidad de este algoritmo es el uso de la operación lógica XOR, por lo que su desarrollo es a través de dicha compuerta digital; asimismo, la transformada Census permitirá obtener la distancia de Hamming y próximamente desarrollar la función costo de correspondencia para determinar los pixeles correspondientes dentro del par estéreo. Dicho algoritmo puede ser desarrollado en diferentes dispositivos electrónicos como la tarjeta de desarrollo FPGA, estas tarjetas cuentan con elementos adicionales al chip FPGA como una memoria externa SDRAM de 64 MB que puede ser usado para el almacenamiento de información y un procesador NIOS II para enviar la información de las imágenes estereoscópicas al módulo digital de transformada Census. En este trabajo se busca realizar el modelo de solución en base a la teoría del algoritmo de correspondencia en imágenes estereoscópicas a través de transformada Census y realizar un modelo de solución para su desarrollo en un FPGA.
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    Estudio de un cargador portátil de prueba basado en el estándar CCS Combo1
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-23) Andia Ovalle, Alexis; Jave Sagastegui, Juan Antonio
    Una de los objetivos de la incursión de los vehículos eléctricos en la sociedad es frenar la contaminación del planeta. Esto debido a que la energía eléctrica es más limpia en comparación de la proveniente de los combustibles fósiles. Uno de los factores por el cual aún no se está consolidando la inclusión total de los vehículos eléctricos en las ciudades es debido a su limitado rango de autonomía. Esto ocurre principalmente porque los métodos de suministro de energía para estos vehículos aún no son del todo satisfactorios. Se han desarrollado diversas infraestructuras de carga, las cuales se clasifican en 2 criterios de carga. Los cargadores AC son clasificados como dispositivos de carga lenta y los cargadores DC son clasificados como dispositivos de carga rápida. Todos estos cargadores funcionan bajo un protocolo de carga que se diferencian en el tipo de conector, rangos de potencia de carga y la comunicación de control entre el vehículo eléctrico y la infraestructura de carga. Los cargadores DC más modernos pueden cargar por completo un vehículo en un tiempo alrededor de 10 minutos. Mientras que con los cargadores AC, el tiempo de carga puede extenderse hasta varias horas. En este trabajo se desarrollará un modelo de solución del diseño de un prototipo de cargador portátil DC para EVs bajo el protocolo de carga CCS Combo1. Este servirá para poder cargar un vehículo eléctrico sin la necesidad de tener acceso a un punto de red eléctrica.
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    Estudio del diseño de una red de beacons bluetooth para un campus universitario
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-23) Quiñones Guevara, Stephany del Carmen; Velarde Criado, Luis Ángelo
    El presente trabajo de investigación consiste en el estudio del diseño de una red de beacons Bluetooth para un campus universitario. En concreto, el lugar del estudio a considerarse será la PUCP. El marco problemático en el que se desarrolla este trabajo de investigación contempla cómo la PUCP es un espacio donde toda la comunidad universitaria puede gozar de servicios y oportunidades, sin embargo, la forma en que se comunica esta información no permite que las personas se enteren de estos sucesos. La investigación realizada analiza cuál sería la mejor solución de tecnología para transmitir información de forma instantánea, ligada a los lugares donde se encuentran las personas, además de qué cómo hacerla llegar a los usuarios. Algunas alternativas propuestas para la transmisión son los RFID, NFC, WiFi y los beacons; de los cuales los criterios para la elección de la tecnología óptima fueron: consumo, tasa de transferencia y compatibilidad con dispositivos móviles. El estudio finalmente propone un modelo de solución que considera la utilización de beacons (dispositivos que trabajan con Bluetooth Low Energy) que transmitirían mensajes dependiendo de su ubicación, y que serían escaneados gracias a una aplicación móvil.
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    Estudio del diseño de un sistema electrónico para detectar a personas con fiebre mediante el uso de una cámara térmica
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-08) Atoche Galvez, Marlon Arbel; Flores Espinoza, Donato Andrés
    Actualmente el mundo atraviesa una de las peores crisis sanitarias de la historia ocasionada por la pandemia del COVID-19, esta enfermedad tiene entre los síntomas más comunes a la fiebre con un 89.7% de incidencia en los infectados, según estudios de la Organización Mundial de la Salud. Una de las medidas principales para evitar los contagios es la detección de personas con fiebre, los cuales son potenciales contagiados y deben ser aislados. La termografía infrarroja es una técnica eficaz para la detección de personas con fiebre debido a que permite obtener información sobre la temperatura de las personas de forma instantánea, sin contacto y conservando el distanciamiento social. El presente trabajo de investigación se centra en el estudio sobre el diseño de un sistema electrónico que permita la detección de personas con fiebre de manera continua, basado en estudios realizados sobre sistemas termográficos que fueron efectivos para frenar la pandemia del SAARS y la gripe AH1N1. Este sistema contempla el uso de la cámara térmica VUMII OFC con la cual se cuenta dentro del laboratorio de sistemas aéreos no tripulados de la PUCP y el uso de una temperatura de referencia externa para la autocalibración del sistema en funcionamiento. Este tipo de arquitectura funciona para sistemas de termografía cuantitativa de bajo coste que no son considerados como equipos médicos, sino son considerados como un sistema de tamizaje.