Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Ruteo de ambulancias en caso de un sismo de gran magnitud en Lima Metropolitana y Callao: un enfoque de programación lineal entera mixta y heurística para su resolución(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-10) Heredia León, Ivonne Rocío; Cornejo Sánchez, Christian SantosEsta tesis se desarrolla en un escenario sísmico de 8.0Mw de magnitud en Lima Metropolitana y Callao y posterior ocurrencia de un tsunami, se estima que ese evento natural ocasionaría cerca de 110 000 fallecidos, 2 000 000 heridos y 900 000 viviendas afectadas (Instituto Nacional de Defensa Civil [INDECI], 2017). Asimismo, se presentan los planes del gobierno relacionados con la respuesta ante un desastre natural de esta magnitud, el Plan de Contingencia Nacional, el Plan de Operaciones de Emergencia de Lima y Callao y el Plan de Contingencia del sector salud en casos de sismos en las regiones de Lima y Callao. Posteriormente, se infiere la necesidad de un plan de traslado de heridos desde los puestos médicos de avanzada hacia los hospitales de campaña, con base en los sucesos del terremoto del 2007 en Pisco y se toma un escenario sísmico de magnitud 8.8 Mw en Lima Metropolitana y Callao con características similares al pronosticado por INDECI (2017), Centro de Estudios y Prevención de Desastres (PREDES, 2009) y Centro Nacional de Estimación, Prevención y Reducción del Riesgo de Desastres (CENEPRED, 2017). Se propone un modelo de programación lineal entera basado en el modelo “Vehicle Routing Problem with Time Windows” (VRPTW) para el traslado de los pacientes en el escenario sísmico presentado. Este modelo maximiza la cantidad de pacientes atendidos y toma en cuenta las restricciones de capacidad de las ambulancias, capacidad de camas hospitalarias y el tiempo máximo que puede esperar un paciente antes de fallecer. Asimismo, como no se conoce a priori la cantidad de ambulancias, se determina esa cifra experimentalmente maximizando la cantidad de pacientes atendidos. Debido a las limitaciones de cómputo que presenta el modelo al aumentar la cantidad de nodos, ya que VRPTW resulta en un problema NP-difícil, se propone una metaheurística inspirada en “Large Neighbourhood Search” (LNS) para hallar la solución al modelo, en donde se utilizan dos heurísticas para construir la solución inicial, ya sea una heurística de construcción de rutas u otra de inserción de rutas; así como la heurística “Variable Neighbourhood Descend” (VND) para la búsqueda local de la optimalidad. Finalmente, se aplica esta heurística a los seis clústeres dentro de la ventana de tiempo con las capacidades al 20%, 50% y 70% de los hospitales. Se observa que el modelo propuesto logra trasladar a una cantidad de pacientes igual a la capacidad total de los hospitales para los tres casos y el tiempo máximo de llegada del último paciente es menor a cuatro horas.Ítem Texto completo enlazado Propuesta de localización de almacenes para la ayuda humanitaria ante huaycos e inundaciones en el Perú utilizando herramientas de investigación de operaciones(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-20) Huaman Valer, Jorge Diego; Rojas Polo, Jonatán EdwardLa presente tesis busca formular una propuesta de localización de almacenes temporales, que brinden ayuda humanitaria de manera rápida a la población afectada por huaicos e inundaciones causadas por el fenómeno de lluvias intensas en el Perú. La propuesta tiene como objetivo determinar el número de almacenes y su ubicación, así como los distritos que atenderá cada almacén y su capacidad. Para desarrollar la propuesta, se realizaron los siguientes pasos: Primero, se revisaron escenarios probabilísticos para las zonas más afectadas por lluvias intensas durante los meses de enero a marzo (periodo donde este fenómeno se intensifica), siendo estas la costa y sierra sur del Perú; asimismo, se revisaron informes de análisis de vulnerabilidad para determinar la cantidad de personas afectadas a nivel de distrito. Luego, se aplicaron métodos de clustering para agrupar los distritos en base a su proximidad, y determinar así las ubicaciones de los posibles almacenes. A continuación, se formuló un modelo de programación lineal entera, cuyo objetivo era minimizar la distancia recorrida total (compuesta por las distancias entre distritos y almacenes, y la población vulnerable de cada distrito). Una vez definido el modelo, se corrieron varios escenarios variando la cantidad de almacenes a aperturar, y se realizó un análisis de los resultados. Se concluyó que, a medida que se aperturan más almacenes la distancia total recorrida disminuye, sin embargo, la distancia que se ahorra es cada vez menor. Se usaron estos resultados para proponer la instalación de 60 almacenes como mejor alternativa. Finalmente, en base a la propuesta, se muestra el distrito donde estará ubicado cada almacén, la lista de distritos que deberá atender, así como la capacidad requerida en base a la demanda atendida.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un drone para mapeo de zonas vulnerables a desastres naturales mediante uso de sensor de Lidar(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-03-22) Avalos Villa, Julio Paul Ryan; Abarca Abarca, Mónica LuciaLos últimos desastres naturales han mostrado qué tan vulnerable es el Perú, prueba de ello son los números a nivel nacional del impacto que tuvo el fenómeno del Niño Costero en el 2017: 138 personas fallecidas, 1 782 316 personas entre afectadas y damnificadas, 413 983 viviendas entre destruidas y afectadas, 234 51 kilómetros de carretera entre destruida y afectada, y 131 611 hectáreas de cultivo entre destruidas y afectadas, y todo ello pudo evitarse, o en su defecto reducir su impacto teniendo una adecuada gestión de riesgos y política de prevención. La presente tesis consiste en el diseño de un drone con un sensor LiDAR acoplado, el cual permitiría escanear zonas de interés y de difícil acceso para un topógrafo y obtener una nube de puntos, mediante la cual se puedan realizar simulaciones de desastres naturales, y así cuantificar posibles daños e identificar rutas y zonas seguras. La presente tesis tiene como objetivo general el diseño de un drone que pueda llevar como carga útil un sensor LiDAR y los componentes necesarios para su funcionamiento. Ello involucra realizar previamente una investigación acerca de cómo funciona tanto el drone como el LiDAR, además de sistemas que se puedan encontrar en el mercado, para luego empezar con la selección de componentes y el diseño propiamente dicho, tanto mecánico, electrónico y de control, y ello implica realizar cálculos y simulaciones, que fueron objetivos específicos de la tesis. El sistema diseñado permite la adquisición de datos de un terreno en forma de una nube de puntos mediante el uso del sensor LiDAR, además de que este sistema puede ser usado de forma manual o de forma autónoma, tiene una duración de 20.9 minutos, soporta vientos de hasta 7m/s y podrá ser monitoreado desde una estación en tierra, como una laptop, caracterizándose por ser de bajo costo en comparación a los modelos comerciales que existen en la actualidad.Ítem Texto completo enlazado Evaluación de las características morfológicas e hidrológicas que originan flujo de escombros de la quebrada San Antonio de Pedregal del distrito de Chosica, Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-03-01) Salas Arroyo, Susana Arleny; Pehovaz Álvarez, Richard PaulEl presente trabajo de tesis muestra un estudio de la quebrada San Antonio de Pedregal del distrito de Chosica en Lima-Perú, la cual a lo largo de los últimos años ha sido el escenario de eventos de flujo de escombros. Se realizó un modelamiento hidráulico con el objetivo de evaluar las características morfológicas e hidrológicas de la quebrada que originan flujos de escombros, así como de obtener las zonas de riesgo. Las investigaciones de Takahashi y Bagnold identifican y establecen los parámetros y su relación para el análisis de los flujos de escombros, por lo que la metodología utilizada en el presente trabajo se basó en realizar una visita de campo a la quebrada para recopilar información del lugar, complementándola con datos obtenidos de estudios y proyectos desarrollados por instituciones como el Centro de Estudios y Prevención de Desastres (PREDES), el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú (SENAMHI) y la Autoridad Nacional del Agua (ANA) de la zona de estudio. Para desarrollar el modelamiento, se realizaron estudios topográfico, geológico, geotécnico e hidrológico, un modelo hidrológico con el software HEC-HMS y con ArcGIS y su extensión HEC-GeoHMS, y la simulación de flujos de escombros con el modelo matemático Kanako-2D para Tiempos de Retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 200 y 500 años. A partir de ello, se obtuvieron valores de tirantes y velocidades en distintos puntos, los cuales se analizaron relacionándolos con las características morfológicas e hidrológicas de la quebrada. Asimismo, los flujos de escombros se clasificaron de acuerdo con el Número de Reynolds y Bagnold, calculados a partir de los resultados. Adicionalmente, se realizó una evaluación cualitativa que permitió elaborar los mapas de peligro, vulnerabilidad y riesgos de la zona de estudio.Ítem Texto completo enlazado Análisis y modelamiento de flujos de escombros en la zona de Maranura, La Convención - Cusco(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-10-21) Escusa Arosquipa, Frank Eduardo; Pehovaz Alvarez, Richard PaulLa presente tesis propone una metodología de trabajo para la estimación de peligros por flujos de escombros, cuyo desencadenamiento se produce debido a fuertes precipitaciones en las regiones con clima tropical típicas de la selva alta del Perú, y cuya componente principal en su matriz sea material granular. La finalidad del presente trabajo es proponer una alternativa para la mejora de la gestión de riesgos por flujos de escombros, de tal forma que información base necesaria se pueda simplificar en tres rubros claves: [1] topografía, [2] pluviometría y [3] características geotécnicas. Para ello, se emplearon dos modelos numéricos de base reológica diferente, como son el Kanako 2D y el Titán 2D, evaluando la precisión y predictibilidad de cada uno de ellos, además de evaluar la dificultad de su empleo en un contexto donde no existen registros históricos que detallen las características de los flujos de escombros típicos. Ello se realizó utilizando como estudio de caso las quebradas anexas al distrito de Maranura, situado en la provincia de La Convención, Cusco, Perú.Ítem Texto completo enlazado Concepto de medidas de prevención para reducir el riesgo de desastre por huaicos en Ica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-06-01) Vilcahuamán Brenis, Iván Carlos; Dominguez Talavera, Iris VioletaEl presente trabajo de investigación presenta un concepto de medidas de prevención para reducir el riesgo de desastre por huaicos en la ciudad de Ica debido a la quebrada Cansas, departamento de Ica, República del Perú, mediante el estudio de la fenomenología del flujo de escombros. La metodología de trabajo ha sido la recopilación de información bibliográfica, por medios físicos y digitales, y dos visitas a la quebrada Cansas, en donde se obtuvo fotografías y filmaciones del lugar. Se investiga la naturaleza del flujo de escombros en base al trabajo de varios investigadores como Takahashi, Bagnold, Savage, Hutter e Iverson. Se aborda la física detrás del flujo de escombros, se identifican los parámetros característicos que lo gobiernan, se estudia la reología del flujo y la relación que tiene con otros tipos de flujos. Después, se procede a caracterizar la quebrada Cansas mediante su hidrología, mecánica de suelos e impacto por actividades humanas y se estudia la relación que tiene el flujo de escombros en la quebrada con el Fenómeno El Niño 1997-1998, con énfasis en el día 29 de enero de 1998, y la destrucción ocasionada. Luego, se presenta la información recopilada en las dos visitas realizadas a la quebrada Cansas y al río Ica y se expone brevemente las condiciones en las que se encuentran las medidas estructurales adoptadas. Finalmente, se presenta el concepto de medidas de prevención que toma en cuenta el comportamiento del flujo, las condiciones locales de la quebrada, y los factores sociales, económicos y culturales. Para esta última parte, se recurre también al enfoque ecosistémico, a la gestión integrada de recursos hídricos (GIRH), a la ciencia de restauración de ríos y a aspectos reológicos. Por último, se presentan las conclusiones del trabajo de investigación