Ingeniería (Dr.)

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    Análisis de los instrumentos de las políticas públicas del Perú, mediante proyectos de innovación y startup en el contexto de colaboración universidad industria
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-09-20) Arenas Iparraguirre, Juan Jesús; González Álvarez, Miguel Domingo
    En el Sistema Nacional de Innovación, la colaboración entre la Universidad y la Industria es fundamental para crear productos únicos en el mercado que generan una ventaja competitiva. Si bien la empresa podría crear su tecnología por medio de sus laboratorios, en la realidad peruana esto no es posible y es por lo que se busca vincularse con instituciones científicas. En este proceso de vinculación hay una etapa fundamental que es conocido como la transferencia tecnológica. Es decir, la tecnología o conocimiento generado en las instituciones científicas deben trasladarse a la industria en medio de un sistema de transferencia donde existe muchos elementos a considerar. El objetivo de la tesis doctoral es desarrollar un modelo de transferencia tecnológica basado en la revisión de literatura y el análisis de la situación del Perú, donde se pueda involucrar todos los elementos del contexto de colaboración entre la universidad ya la industria. El proyecto se ha divido en el análisis de la literatura, análisis de las políticas peruanas temas de innovación y el análisis de encuestas y base de datos con respecto a las actividades de innovación de las empresas. Así mismo, se ha establecido claramente las técnicas para la revisión de literatura sistemática y las siguientes técnicas de análisis de datos: Correlación de Pearson, Análisis de Componente Principal, Regresión Logística y Nube de palabras. El modelo sistemático presentado demuestra la importancia de los gestores de transferencia tecnológica, los cuales no solamente están definidos por las oficinas de transferencia sino también por las direcciones de investigaciones y las incubadoras universitarias. Otro aspecto a resaltar se encuentra en la definición de los mecanismos de transferencias, los cuales podrán ayudar a entender que el proceso de transferencia tecnológica donde la salida no solamente se realiza por medio de una licencia o contrato formal sino que también se hace por medio de salidas informales que podrían impactar en emprendimientos o spin-off.
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    Seismic response of hospitals at different scales
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-03-21) Liguori, Nicola; Tarque, Nicola; Spacone, Enrico
    Nowadays, natural disasters are more frequents and destructives compared to the past, causing many deaths and injuries. Existing hospitals are defined essential structures that have the goal to protect the public health of citizen. They are called to resist not only to the impact of a disaster, but also to be operational in that case. Operational means that all the components of a health facility such as structures, architectural elements, contents, lifelines, key staff and the whole organizational system have to be functional. That objective is a challenge for the existing structures, especially for those built with obsolete seismic codes and in high seismic hazard areas like Lima. Furthermore, in case of an emergency, health facilities are called to response as a network in order to be more efficient and resilient. It implies that hospitals have to be managed not only at small-scale referring to the single hospital, but also at large-scale referring to the whole health system composed by all the health facilities involved in a determined area. Transfer of patients, staffs, water and medicines, can be moved under the coordination of a headquarters in this way. Starting from a developed health sector contingency plan in case of earthquakes for Lima metropolitan area, an assessment of the seismic performance of health facilities at large and small scale was carried out. At large-scale, two exploratory models were developed. The first one adapts to evaluate the basic seismic response capacity of hospitals, while the second one useful to assess the hospital treatment capacity of health facilities in the aftermath of a seismic event. Both models were carried out considering structural and nonstructural building damages using fragility curves provided by international standards, given the lack of Peruvian curves. Both models were proposed for a case study of 41 hospitals in Lima metropolitan. Given the lack of data about Peruvian building fragility curves, for a high rise infilled reinforced concrete hospital building, fragility curves were developed through the capacity spectrum approach including record-to-record variability. The method also allowed to to assess at small-scale the seismic structural performance of the investigate hospital building using the capacity analysis method.
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    An optimal seismic risk mitigation of public school buildings in Lima through the community resilience concept and the application of MCDM methods and GIS tools
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-02-25) Anelli, Angelo; Santa Cruz, Sandra Cecilia; Laterza, Michelangelo; Tarque, Nicola; Vona, Marco
    Nowadays retrofitting strategies are a typical problem of public administrations. Due to the amount of essential and/or historic buildings that require seismic retrofitting and the restricted economic availability, it is necessary to prioritize interventions on a large territorial scale in order to optimize the allocation of available economic resources, provide transparent guidelines, and identify the best solution with an integrated view of the problem. In this thesis work, a prioritization methodology for seismic risk reduction in public schools is developed. The suggested methodology is based on the community resilience concept, Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) methods, and Geographic Information Systems (GIS). It allows to define a proactive and resilient seismic risk mitigation strategy with a geographical, multidisciplinary, and multidimensional perspective. In order to illustrate the proposed methodology, prioritization strategies of retrofit interventions for 1825 public schools in the Lima Metropolitan Area are analyzed. The resilience of the communities has played a key role in the definition of the seismic risk mitigation policies. Three perceptions are identified to use the resilience concept in the present thesis work: seismic risk, emergency management, integration and social cohesion. They represent groups of interwoven technical, organizational, social, and economic dimensions. Based on these aspects, quantitative and qualitative prioritization criteria are selected and analyzed separately using GIS tools in order to model the schools seismic risk components and quantify the spatial and territorial relationships between schools and their surroundings. Through the assignment of criteria weights, numerous political scenarios are defined to perform predictive analysis that consider the possible uncertainties involved in planning and to enrich the decision-making process with more useful information. In order to compare them and identify the most optimal political scenario, a cost-benefit index and an innovative resilience indicator are determined for each one. A new and transparent framework is developed to help decision makers in selecting the political strategies, the relative prioritizations of interventions, and their intervention options in the pre- disaster and post-disaster phases. It provides a simplified methodology with solid technical and scientific bases that aims to optimize community resilience using a multidimensional and xviii spatiotemporal measurement. Decision makers and engineering professionals could use it as a decision support in the prevention and management of various natural and artificial threats.
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    Assessment of the influence of environmental conditions in historical adobe buildings through long-term structural monitoring
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-02-11) Zonno, Giacomo; Aguilar Vélez, Rafael; Boroschek Krauskopf, Rubén Luis; Lourenço, Paulo José Brandão Barbosa
    Historical earthen buildings are vulnerable to external solicitations, as earthquakes, tsunamis, environmental conditions and others, and, often, they are under unacceptable risks. For all these aspects, earthen buildings need an indispensable intervention but also an accurate diagnosis to respect the modern restoration principles. Nowadays, the research field related to the structural analysis of existing earthen buildings is very far from a complete and exhaustive knowledge. For studying these types of buildings, experimental investigations are mandatory. The thesis has the ambitious goal to fill the lack of knowledge about the dynamic behavior of historical earthen buildings. The work started with the study of effects of temperature and humidity on the “earth material”. For this reason, single adobe walls were built and analyzed by a continuous monitoring of the internal and external environmental parameters and dynamic properties to understand their behavior as simple adobe construction systems. The main challenges in this stage were the development of a suitable algorithm to automatically identify the dynamic parameters, the study of the internal distribution of temperature and humidity, and, the analysis of the environmental effects on the long-term monitoring of simple adobe systems. The results showed a good heat storing capacity of the walls and the existence of an internal thermal flow connected to a combined effect of air temperature, wind, solar radiation, and wall orientation. Furthermore, environmental seasonal and daily effects were first identified and subsequently isolated from the structural response, demonstrating a clear inverse relationship between temperature and dynamic properties. After this first stage, the application of the achieved knowledge was applied to a real case study to verify the obtained results in a larger scale. The Church of San Pedro de Andahuaylillas was chosen as case study. This church was built in the sixteenth century and represents a suitable example of historical earthen building. This architecture is one of the most amazing and beautiful example of religious art, solemn testimony of the Andean culture. To this church, a long-term monitoring system was applied for a better understanding of the earthen building behavior. The results indicated that he environmental variable affect the structural behavior at two levels: a seasonal long-term influence was detected as well as a daily short- term one. Seasonal effects caused variations of up to 8% in natural frequencies, and shorter-term influences were also verified causing variations of up 3.8%. Daily results showed a delayed effect of the environmental conditions in the structural response. Finally, multiple linear regression models were developed using the absolute humidity as independent variable to successfully predict the long-term frequency variation of the analyzed case study for structural health assessment purpose.
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    Estudio del ecosistema de emprendimiento tecnológico en Lima
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-06-14) Hernández Cenzano, Carlos Guillermo; González Álvarez, Miguel Domingo
    En el contexto mundial, se considera al emprendimiento como responsable de impulsar la economía y el desarrollo de los países, pues al formar nuevas empresas genera empleos e impuestos, y tras la crisis financiera de 2008, se confirmó la importancia de los emprendedores y su ecosistema; es decir, de ciertas condiciones necesarias para facilitar que se dé el fenómeno del emprendimiento para poder enfrentar los nuevos retos de los países. Una manera de emprender y alcanzar innovar es por medio de las start-ups, logrando resultados en lapsos de tiempo menor y a bajo costo. Las start-ups están integradas por emprendedores con una gran iniciativa para conseguir acelerar el proceso de la formación de las nuevas empresas; un grupo de estas son de base tecnológica. De acuerdo a la literatura, detrás de las start-ups existe un ecosistema que les da soporte, formado principalmente por la comunidad de emprendedores, los mentores, las incubadoras, las aceleradoras, los proveedores de servicios comunes, los inversionistas ángeles, los inversionistas de capital de riesgo, las universidades, las entidades públicas de apoyo y la vinculación con otros ecosistemas. De este modo, el presente trabajo de investigación doctoral se enfoca en el ecosistema de emprendimiento tecnológico en Lima desde la percepción de los emprendedores y tiene como objetivos analizar la presencia de los elementos, la interacción interorganizacional entre los elementos presentes y los escenarios al 2030 de este ecosistema. Inicialmente, se ha desarrollado un marco teórico que comprende principalmente el proceso de emprendimiento, la descripción de los diferentes elementos que podrían estar presentes en el ecosistema de emprendimiento tecnológico, y la metodología general. Luego se desarrollan tres etapas de investigación: La primera etapa tiene el objetivo de proporcionar una comprensión del estado del ecosistema de emprendimiento tecnológico en Lima desde la percepción de los emprendedores y sobre la base de un estudio de caso múltiple de start-ups, identificando la presencia de elementos en su proceso de desarrollo en cada una de ellas. Para esta etapa se presenta la metodología de estudios de caso y su proceso, lo que nos permite identificar lo que sucede en cada start-up y sus características, así como los elementos de este ecosistema que se vincularon. Una segunda etapa está enfocada en el ecosistema, con en el objetivo de proporcionar una comprensión de las redes interorganizacionales, donde los nodos de la red son las organizaciones o entidades. Estas redes se establecen con base en el análisis de las interacciones que ocurren en la red social de LinkedIn del entorno del autor. Para esta etapa se expone la teoría del análisis de redes sociales e interorganizacionales. Además de exponer la metodología utilizada, así como el proceso de esta, que nos permite analizar las vinculaciones entre los elementos del ecosistema en Lima. La última etapa también se enfoca en este ecosistema, con el objetivo de comprender los desafíos al año 2030 desde la percepción de los emprendedores mediante herramientas de la prospectiva, en especial aplicando el método Delphi en tiempo real a una muestra de los fundadores de las start-ups. Para esta etapa se exponen la teoría de la prospectiva, la metodología utilizada, así como el proceso de esta metodología, que permite identificar los probables escenarios al 2030 para el ecosistema de emprendimiento tecnológico en Lima. Las conclusiones indican la presencia de un ecosistema de emprendimiento tecnológico en Lima desde la percepción de los emprendedores, y la interacción que se da en este, aunque en algunos casos aún sea débil. Además de la necesaria intervención del Estado, mediante políticas que apoyen al emprendimiento para incrementar la probabilidad de impacto.
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    Método para la evaluación de usabilidad de sitios web transaccionales basado en el proceso de inspección heurística
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-01-19) Paz Espinoza, Freddy Alberto; Pow Sang Portillo, José Antonio; Collazos Ordóñez, César Alberto
    La usabilidad es considerada uno de los factores más importantes en el desarrollo de productos de software. Este atributo de calidad está referido al grado en que, usuarios específicos de un determinado aplicativo, pueden fácilmente hacer uso del software para lograr su propósito. Dada la importancia de este aspecto en el éxito de las aplicaciones informáticas, múltiples métodos de evaluación han surgido como instrumentos de medición que permiten determinar si la propuesta de diseño de la interfaz de un sistema de software es entendible, fácil de usar, atractiva y agradable al usuario. El método de evaluación heurística es uno de los métodos más utilizados en el área de Interacción Humano-Computador (HCI) para este propósito debido al bajo costo de su ejecución en comparación otras técnicas existentes. Sin embargo, a pesar de su amplio uso extensivo durante los últimos años, no existe un procedimiento formal para llevar a cabo este proceso de evaluación. Jakob Nielsen, el autor de esta técnica de inspección, ofrece únicamente lineamientos generales que, según la investigación realizada, tienden a ser interpretados de diferentes maneras por los especialistas. Por tal motivo, se ha desarrollado el presente proyecto de investigación que tiene como objetivo establecer un proceso sistemático, estructurado, organizado y formal para llevar a cabo evaluaciones heurísticas a productos de software. En base a un análisis exhaustivo realizado a aquellos estudios que reportan en la literatura el uso del método de evaluación heurística como parte del proceso de desarrollo de software, se ha formulado un nuevo método de evaluación basado en cinco fases: (1) planificación, (2) entrenamiento, (3) evaluación, (4) discusión y (5) reporte. Cada una de las fases propuestas que componen el protocolo de inspección contiene un conjunto de actividades bien definidas a ser realizadas por el equipo de evaluación como parte del proceso de inspección. Asimismo, se han establecido ciertos roles que deberán desempeñar los integrantes del equipo de inspectores para asegurar la calidad de los resultados y un apropiado desarrollo de la evaluación heurística. La nueva propuesta ha sido validada en dos escenarios académicos distintos (en Colombia, en una universidad pública, y en Perú, en dos universidades tanto en una pública como en una privada) demostrando en todos casos que es posible identificar más problemas de usabilidad altamente severos y críticos cuando un proceso estructurado de inspección es adoptado por los evaluadores. Otro aspecto favorable que muestran los resultados es que los evaluadores tienden a cometer menos errores de asociación (entre heurística que es incumplida y problemas de usabilidad identificados) y que la propuesta es percibida como fácil de usar y útil. Al validarse la nueva propuesta desarrollada por el autor de este estudio se consolida un nuevo conocimiento que aporta al bagaje cultural de la ciencia.
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    Structural diagnosis for distributed systems
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-09-08) Pérez Zuñiga, Carlos Gustavo; Travé-Massuyès, Louise; Chanthery, Elodie; Sotomayor Moriano, Javier
    The recent development of technological systems implies a high complexity of behaviors for today’s systems. An answer to the increased systems’ complexity is to look at them as a multitude of heterogeneous subsystems and develop distributed techniques to control and manage them. This raises a number of problems. Firstly, as the size and number of components increase, so does the number of fault occurrences that may drive the system to undergo critical failures. Fault detection and isolation (FDI), maintenance and repair are an increasing part of the operational every day’s tasks and they impact drastically the total cost of final products. This thesis focuses on fault detection and isolation. Among the different methods to generate diagnosis tests by taking advantage of analytical redundancy, this thesis adopts the so-called parity space approach based on analytical redundancy relations (ARRs). Given a model of the system in the form of a set of differential equations, ARRs are relations that are obtained from the model by eliminating non measured variables. This can be performed in an analytical framework using elimination theory but another way of doing this is to use structural analysis. Structural analysis is based on a structural abstraction of the model that only retains a representation of which variables are involved in which equations. Despite the rusticity of the abstract model, structural analysis provides a set of powerful tools, relying on graph theory, to analyze and infer information about the system. Interestingly, it applies indifferently to linear or nonlinear systems. The goal of this thesis is to develop effective techniques based on structural analysis for diagnosis of distributed continuous systems. In this framework, the system is decomposed into a set of subsystems according to functional, geographical or privacy constraints. The thesis is organized in two parts, highlighting the redundancies that are built into the global structural model and that can be used to generate diagnosis tests starting from the redundancies existing in the subsystem’s models and formulating and solving the optimization problem linked to the choice of a subset of diagnosis tests at the subsystems level that can lead to a set of diagnosis tests achieving maximum diagnosability for the global system. The first part takes benefit of the concept of Fault-Driven Minimal Structurally Overdetermined Set (FMSO set) that is introduced in the thesis. An FMSO set determines a subset of equations of the model with minimal redundancy from which an ARR sensitive to a set of faults can be obtained. Two solutions for generating FMSOs for the global system are presented, in a decentralized framework with supervisors at each level of a hierarchy and in a totally distributed framework. These are based on the properties of the FMSO sets for the subsystems in relation to those of the global system derived in the thesis. The second part formulates the optimization problem in a heuristic search framework and proposes three solutions based on iterating an A* algorithm combined with a function able to assess whether a global FMSO set can be achieved from the selected local FMSO sets. The concepts introduced in the thesis and the results are applied to the case study of a Reverse Osmosis Desalination Plant and a Spacecraft Attitude Determination and Control System of a Low Earth-Orbit Satellite.