Facultad de Ciencias e Ingeniería

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    Método de determinación del porcentaje de humedad de un contenedor de alimentos pequeños mediante un sistema de microondas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-07-09) Garcia Viacava, Marcelo Ismael; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    Dado que la humedad es fundamental en la conservación de alimentos, su gestión incorrecta puede afectar la salud del consumidor, mientras que una correcta administración puede llevar a ahorros considerables para las empresas alimenticias. Esta investigación propone un método no invasivo para calcular el porcentaje de humedad, empleando el método de espacio libre para obtener propiedades dieléctricas. Se plantea el uso de la relación entre estas constantes para calcular la humedad de la muestra, en condiciones propicias para lograr un correcto funcionamiento del sistema de microondas propuesto, además se muestran resultados al supuesto que se plantea actualmente utilizando un VNA en las frecuencias entre 5.7 a 5.9 GHz haciendo uso de una frecuencia de banda, la ISM de 5.8 GHz. Por último, se comparan los valores del porcentaje de humedad utilizando el método planteado en esta investigación basados en las propiedades dieléctricas con los valores calculados por el método tradicional, así se llega a demostrar la similitud de los resultados obtenidos y se especifica el grado de exactitud del método planteado.
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    Simulación para la detección de fallas de estructuras petroleras por medio de sensado acústico distribuido con fibra óptica
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-01-24) Burga Larco, Alvaro; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    Es bien sabido que un derrame de petróleo en el ecosistema marino puede tener efectos catastróficos para la fauna y los humanos cercanos a este ecosistema. Adicionalmente, un derrame genera bastantes pérdidas a una empresa, por la reducción de la sustancia obtenida y los pagos de reparación del daño ambiental. Por otra parte, el sensado acústico distribuido (DAS) en una tecnología que se utiliza fibra óptica para detectar vibraciones y la frecuencia de estas a lo largo de la fibra. Estos sensores de fibra óptica tienen la ventaja de proveer una menor atenuación y una mayor resistencia frente a las interferencias electromagnéticas. Es por ello por lo que el propósito de esta tesis es diseñar un modelo analítico de DAS que pueda detectar fallas en una estructura petrolera y simular todos los fundamentos físicos relacionados a este fenómeno. Para ello se utilizó un láser con un ancho de haz de 0.4fm y un pulso de luz de 10ns de duración para poder detectar una onda de presión de 6.3Pa a través de una fibra de 1km de longitud con una potencia equivalente del ruido en el receptor igual a 1.3nW. La simulación propuesta fue desarrollada en Matlab y permite detectar vibraciones a frecuencias de hasta 37.8 kHz y a distancias de hasta 1.3 km con una resolución espacial de 1m.
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    Modelamiento de una red backhaul para estimar el máximo throughput de un enlace de transporte basado en indicadores de una estación base de comunicación móvil
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-21) Cerna Rodas, Ramón Ronaldo; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    En esta tesis se presenta un método para realizar la estimación del máximo throughput de un enlace de transporte basado en mediciones de datos experimentales de una estación base móvil. Con el objetivo de desarrollar esta tesis se empieza en el capítulo 1 haciendo una descripción de la arquitectura de red de los operadores móviles en el Perú, la evolución de las redes de acceso hacia el 5G y el incremento de capacidad. Mientras que en el capítulo 2 se presenta el estado del arte de las redes de transporte. En el capítulo 3, se desarrolla el tema central de la tesis, el cual consiste en encontrar el máximo valor de un enlace de acuerdo basada en la definición de variables aleatorias y función de distribución normal. Y propone un modelo matemático para estimar el máximo throughput de un enlace de transporte. En el capítulo 4, se compara los resultados del modelo matemático con datos experimentales de la red del operador, esta comparación se realiza en tres escenarios distintos y presenta un error entre 5 y 8%, lo cual demuestra que el modelo propuesto es válido. Una vez validado el modelo en el capítulo 4, en el capítulo 5 se escala este modelo a una red más grande de 108 enlaces de un operador móvil. Lo cual sirve para poder planificar las ampliaciones de la red ante el crecimiento de la demanda de nuevos servicios.
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    Mejora del sistema de comunicación mediante el uso de una antena microstrip aplicado a los sistemas aéreos no tripulados
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-12-13) Gálvez Sánchez, José Augusto; Flores Espinoza, Donato Andrés; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    El presente proyecto de tesis consiste en el desarrollo de un sistema de comunicación mediante el uso de una antena microstrip en los sistemas aéreos no tripulados. En el primer capítulo trata sobre la situación actual de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) y sus aplicaciones. Además, se presentarán la justificación y las tecnologías existentes de los sistemas de comunicaciones y telemetría que son importantes para la comprensión del presente trabajo. En el segundo capítulo se describe teóricamente las partes del sistema de comunicación y los conceptos necesarios para entender el diseño del presente sistema enfocado en la antena a usar. En el tercer capítulo se describe el diseño del sistema completo de comunicación a partir de diagramas de bloques, elección de componentes y se muestra la forma y los métodos a partir de los cuales se obtiene el diseño funcional de la antena. Haciendo uso de software de simulación CST Studio se realiza la comprobación de los resultados teóricos de los dispositivos. Por último, se detalla el método usado en el presente proyecto para la fabricación de este tipo de antenas. En el último capítulo se caracteriza la antena a través de la medición del parámetro que la define; en este proyecto se realiza la medición del coeficiente de reflexión (parámetro S11), a su vez que se hace el correspondiente análisis en comparación con los resultados obtenidos mediante simulación en el capítulo 3. También se muestra las pruebas y los resultados obtenidos por el UAV con el sistema de comunicación integrado tanto en tierra como en aire. Por último, se muestran las conclusiones del análisis de los resultados obtenidos y recomendaciones a seguir.
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    Diseño e implementación de un sistema de monitoreo de seguridad usando video streaming para la empresa Expreso D3 S.A.C.
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-06-04) Naranjo Pomalaya, David Rodolfo; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    En la presente tesis se desarrolla un diseño para implementar un sistema de monitoreo remoto que use la tecnología móvil 3G/4G. Esto se logra a través de un modem, un DVR y cámaras de vigilancia. A continuación, se describe el contenido de cada capítulo de este documento. En el capítulo 1, se identificará la problemática del robo de mercaderías en las empresas de transporte, a partir de esto se desplegarán los requerimientos de la empresa para este servicio. Asimismo, se planteará los objetivos y se definirá el alcance. En el capítulo 2, se realizará un estudio de los distintos estándares de compresión de video, la comunicación y arquitectura de las tecnologías 2G, 3G y 4G, y estudio de los sistemas de monitoreo que existen en la actualidad. En el capítulo 3, se planteará tres soluciones diferentes y se analizará cuál es la que cumple con los requerimientos de la empresa. Seguido de la justificación de selección de cada componente del sistema. Un análisis de la configuración de video para el almacenamiento interno y para transmitir en vivo. Asimismo, se determinará el número máximo de cámaras a transmitir dentro de la red móvil cuando se encuentre la flota dentro de una misma ubicación. Finalmente, en el capítulo 4 se analizarán de manera experimental los valores de velocidad de transmisión del modem y de la oficina, con el fin de determinar si es que la red móvil soporta las configuraciones del video. Por otro lado, existe un caso que será analizado donde pueda existir saturación de una celda. Asimismo, se presentarán los costos del diseño e implementación del sistema y se exhibirán las conclusiones y recomendaciones de la presente tesis.
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    Determinación de constantes dieléctricas por espectroscopia de microondas para el análisis de calidad de productos hortofrutículas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-03-22) Reyes Riofrio, Alexandra Celina; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    En el trabajo realizado en la presente tesis consiste en determinar la constante dieléctrica de productos hortofrutícolas a través de espectroscopia de microondas para su posterior análisis de calidad de alimentos. El primer capítulo presenta brevemente la problemática actual de la industria de alimentos y los retos que deberá enfrentar en el futuro, especialmente sobre las diferentes tecnologías que permitan agilizar el proceso de control de calidad de alimentos. Además, se muestra la importancia de la calidad de alimentos sobre el consumidor y cuál es su tendencia de consumo hoy en día. Posteriormente, una breve justificación de la elección del tema de tesis con hipótesis y objetivos; y, finalmente, se presenta el estado del arte del proyecto de tesis. En el segundo capítulo se presenta la teoría para la medición de las propiedades fisicoquímicas y propiedades dieléctricas centrándose, principalmente, en las diferentes técnicas de medición de la permitividad y la elección de la sonda coaxial como método de medición. En el tercer capítulo se describe la implementación de la sonda coaxial de terminal abierto para la medición de la constante dieléctrica y factor de pérdidas, por el cual se debe adaptar un conector de tipo SMA macho, calibrar los instrumentos de medición, modelar la sonda coaxial a través de un software como el Advanced Design System para su posterior de-embebido y calibración del modelo capacitivo. En el capítulo cuatro se explica cómo es el proceso para la toma de datos, ya que se debe seguir una secuencia específica para una adecuada medición de los parámetros fisicoquímicos y dieléctricos. En el capítulo cinco se muestran los resultados obtenidos de las mediciones de los parámetros dieléctricos al utilizar espectroscopia de microondas y las características fisicoquímicas, y su análisis de predicción de estas características para el control de calidad de alimentos. Por último, se muestran las conclusiones y recomendaciones que se logran obtener después de finalizar la tesis.
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    Diseño de un sistema de ampliación de cobertura celular para las bandas de frecuencia en 850 MHz y 1900 MHz
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-03-01) Huamán Palma, Raúl Alexander; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    En el presente proyecto de tesis, se busca diseñar e implementar un sistema prototipo de bajo costo en tecnología microstrip que amplifique señales con bajos niveles de potencia con el fin de ampliar la cobertura celular en las bandas de frecuencia en 850 MHz y 1900 MHz. Este sistema sería beneficioso para zonas rurales que por su condición socioeconómica y ubicación geográfica carecen de este servicio. El primer capítulo presenta el contexto y definición del problema, donde se establece a la carencia de cobertura móvil como la principal causa del mismo, y por qué se necesita implementar un sistema con las características mencionadas. Adicionalmente, se presentan los distintos escenarios donde este sistema podría ser implementado. El segundo capítulo muestra los principales conceptos sobre la arquitectura que se deben considerar en el diseño de amplificadores de microondas y el diseño de antenas de parche rectangulares. También, se menciona el estado del arte donde se menciona el uso de nuevos tipos de amplificadores para los futuros despliegues de redes de acceso móvil. El tercer capítulo muestra el proceso de diseño, simulación, implementación y medición de cada uno de los componentes activos y pasivos que conformarán, siguiendo una determinada topología, el sistema de ampliación de cobertura celular. El cuarto capítulo presenta la evaluación de las etapas finales presentes en el sistema prototipo en las líneas de transmisión y en las salidas al ambiente de RF. Este proceso de medición se realizará mediante el uso de distintos equipos como analizadores de espectro y medidores de potencia. A partir de esta evaluación, se determinará si el sistema es óptimo para utilizarse en la ampliación de cobertura móvil. Por último, se destacan las conclusiones y recomendaciones para el presente trabajo a partir de la teoría y experiencia empírica adquirida en todo el proceso de diseño e implementación.
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    Desarrollo de un prototipo de aplicador basado en antenas para el tratamiento de tumores por hipertermia en la región de cabeza y cuello
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-01-22) Orna Pisconte, Rosario del Pilar; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    El presente trabajo de tesis consiste en desarrollar un prototipo de aplicador basado en antenas para el tratamiento de tumores por hipertermia en la región de cabeza y cuello. El primer capítulo presenta una descripción de los diferentes aspectos que definen e intervienen en la problemática que este trabajo de tesis intenta resolver, para ello se realiza un análisis de la coyuntura actual del cáncer de la región de cabeza y cuello en el Perú, la importancia de tratamientos complementarios a la quimioterapia y radioterapia, y un breve análisis del estado del arte del tratamiento de tumores por hipertermia electromagnética. Posteriormente se señalan los objetivos planteados al inicio del desarrollo de la tesis. El segundo capítulo describe el marco teórico, donde se revisan las propiedades eléctricas de los tejidos biológicos, además, se describe el estado del arte donde se detallan los estudios de investigación y técnicas desarrolladas a la fecha. El tercer capítulo describe la metodología empleada para la elaboración del modelo físico eléctrico, el arreglo de antenas y su dispositivo pasivo combinador/divisor. Finalmente, el cuarto capítulo describe los resultados obtenidos luego de realizar las pruebas con el prototipo.
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    Sistema de adquisición de datos de un radar de onda continua en frecuencia modulada montado en un vehículo aéreo no tripulado
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-06-16) Caballero Cardenas, Diego Alberto; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    El trabajo desarrollado en la presente tesis consiste en diseñar un sistema de adquisición de datos de un radar de onda continua en frecuencia modulada y montarlo en un UAV (vehículo aéreo no tripulado), con la finalidad de simular un radar de apertura sintética. En el capítulo 1 nos enfocaremos en introducir los sistemas de radar de apertura sintética, analizaremos su importancia, ventajas, desventajas y limitaciones que existen hoy en día. En el capítulo 2 nos enfocaremos en el radar utilizado describiendo el diseño implementado, su funcionamiento y las etapas que integra todo el proyecto, haciendo hincapié en el sistema de adquisición de datos y almacenamiento. En el capítulo 3 se explica el desarrollo del proyecto del sistema de radar de onda continua en frecuencia modulada, se añade el sistema de adquisición de datos y almacenamiento. Finalmente se detalla el proceso de montado en el vehículo aéreo no tripulado con la finalidad de adquirir los datos en vuelo. En el capítulo 4 se muestran las pruebas y los resultados obtenidos del sistema de adquisición de datos tanto en tierra como en aire. Las pruebas en tierra servirán para validar que el sistema de adquisición funciona correctamente, ya que se tiene un procesamiento para el radar estático donde se mide la distancia que recorre un objeto en movimiento. Las pruebas en vuelo nos servirán para validar que el chasis elaborado fue capaz de ser montado en el UAV con la mayor estabilidad posible. Finalmente se plantean las conclusiones y opciones de mejora de la presente tesis.
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    Diseño e implementación de un sistema automatizado para la medición de patrones de radiación de antenas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-10) Causo Yanapa, Kenny Felix; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    El presente trabajo de tesis consiste en el diseño e implementación de un sistema automatizado para la medición de patrones de radiación de antenas. Este trabajo cubre desde la identificación y definición del marco problemático, siguiendo con la investigación del estado del arte, hasta las pruebas del sistema y el análisis de los resultados obtenidos. En el primer capítulo se muestra los aspectos generales que intervienen en la problemática correspondiente a este trabajo de tesis. Además, se explica la importancia del parámetro a medir, ya que es el objetivo de este sistema. Por último, se describirá otros sistemas automatizados usados en la actualidad. En el segundo capítulo se presenta la teoría general de los sistemas automatizados para la medición de los patrones de radiación. Se describe las partes relevantes del sistema para el desarrollo del proyecto y la identificación de los componentes a usar para la implementación. En el tercer capítulo se realiza el diseño y la implementación del posicionador de antenas y del goniómetro. También el desarrollo y la programación de las interfaces gráficas y la conexión al microcontrolador del Arduino UNO. En el cuarto capítulo se muestran las mediciones y los resultados obtenidos de los parámetros que definen a una antena. Para el propósito del proyecto, se presentan las gráficas de los patrones de radiación que se hicieron a dos antenas parabólicas. Finalmente se presentan las conclusiones del proyecto, cumpliendo con todos los objetivos propuestos inicialmente y adaptado a las necesidades del Grupo de Investigació