Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado A study on the response of the LR-115 detector exposed inside a diffusion chamber and in unconventional bare mode(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-17) Bertin Andrés, Pérez Ancaya; López Herrera, María ElenaSeveral methodologies for radon concentration measurements have been used for monitoring radon in homes and workplaces to minimize health hazards due to indoor radon exposure. One of them is the Nuclear Track Methodology (NTM), commonly used for passive long-term measurements. The LR-115 type II (cellulose nitrate), as an NTM’s detector, is often located inside a diffusion chamber. The set formed by the detector and the chamber hereinafter will be called a monitor. Commercial monitors, e.g., RadOUT , Radosys, NRPB, are routinely used for radon measurements; they are calibrated in Certified and/or Accredited Laboratories. However, many laboratories have developed their own monitors, varying some characteristics as geometric shapes, dimensions, and material properties. They also do not have access to calibrate them in Certified and/or Accredited Laboratories. In the present thesis, we studied the detector response given the characteristics of the diffusion chamber that we use, and to know how these characteristics influence radon measurements. The results of this study can provide a fast-calibration of the detector that can be compared to calibrations in Certified and/or Accredited Laboratories. This study is based on Monte Carlo methods that imitate the experimental procedure commonly-used in estimating the calibration factor. This calibration method is more accesible than calibrations performed in Certified and/or Accredited Laboratories due to its low cost, feasibility and applicability. For these purposes, a monitor (LR-115 + a non-commercial diffusion chamber made of polypropylene -usually used as cosmetic pot-) was used in this research. LR-115 detector response in this set-up is reported by taking into account the geometric shape, dimensions and material (conductive or non-conductive) of the chamber, the transmission factor (the ratio of final steady state concentration of radon or thoron at the entrance of the chamber to the concentration of radon or thoron just inside this entrance), radon exposure level, and etching and reading process. Regarding the level of radon exposure, it was possible to correct the track overlap effect for high exposure levels, as can occur in radon measurements in soil pores, by applying a mathematical model. Mainly, these researches show that a non-commercial monitor can work as well as commercial ones. Besides, using an LR-115 in bare mode exposed by unconventional exposition results in concentric ring-shaped tracks, caused by UV natural radiation. The repeatability and reproducibility of the observed phenomenon were experimentally demonstrated. We also studied the ability of the LR-115 detector to register alpha particles from nuclear (n,α) reactions, or radon/thoron progeny. This study is also based on Monte Carlo methods and can provide an estimation of the efficiency of the detector to neutron or radon/thoron progeny.Ítem Texto completo enlazado Robot arácnido inteligente para detección de minas antipersonales metálicas en terreno irregular(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-07) Saromo Mori, Daniel Alcides; Villota Cerna, Elizabeth RoxanaDebido a su bajo costo y a su simplicidad, enterrar minas antipersonales en el campo de batalla ha sido, lastimosamente, una estrategia bélica muy común en el siglo pasado. Sin embargo, la contaminación de tierras con minas antipersonales es una problemática aún vigente en la actualidad, ya que más de sesenta países siguen contaminados con estos explosivos. El desminado humanitario busca erradicar todas las minas restantes en el mundo. Lamentablemente, el método más utilizado actualmente para ejecutar labores de desminado es hacerlo de forma manual, debido al elevado costo que representan los sistemas autónomos actuales. Aunque existen propuestas de robots móviles que asisten estas labores, la mayoría de ellas carece de versatilidad de desplazamiento sobre terreno irregular, ya que utilizan ruedas para permitir el movimiento de estos sistemas. En esta tesis, se propone el diseño de un robot arácnido para el traslado de un sensor que permite la detección de minas antipersonales en terreno irregular. En el ámbito mecánico, el robot tiene cuatro patas y presenta simetría sagital. Los elementos electrónicos están alojados dentro del tórax, que se encuentra en el centro del robot. El detector de minas se sujeta desde el tórax apuntando hacia abajo. Se hizo el análisis dinámico del mecanismo las patas, con su respectiva simulación cinemática y cinética. Además, se realizaron dos simulaciones de esfuerzos en la estructura del robot mediante el método de elementos finitos. Con respecto al diseño electrónico, se desarrollaron cálculos para los circuitos de las fuentes de voltaje internas del robot. Se verificó la estabilidad de dichas fuentes frente a ruidos eléctricos, ejecutando una simulación de los circuitos reguladores de voltaje agregando ruido sinusoidal. Se realizó también la selección de los demás componentes electrónicos del robot. El ámbito de control es el aspecto más desarrollado de la presente tesis. Se plantea un algoritmo innovador, que fusiona perspectivas de aprendizaje de máquina e inteligencia artificial bioinspirada, para permitir que el robot aprenda a caminar. De esta manera, se espera que el robot mejore su desempeño con el tiempo, a medida que vaya obteniendo más experiencia y haya recolectado más datos de su entorno. El algoritmo propuesto permite entrenar un agente inteligente para maximizar una métrica de recompensa, pero sin aplicar técnicas de aprendizaje por refuerzo, que son usualmente utilizadas en este tipo de problemas.Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de un detector juguete basado en el experimento CMS para la búsqueda de partículas neutras con largo tiempo de vida(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-09-11) Coll Saravia, Lucía Ximena; Jones Pérez, JoelThe Standard Model (SM) of particle physics consists in a description of all the known elemen-tary particles and their interactions. As far as it is known, the SM has passed all experimental tests, but presents some imperfections such as the presence of neutrino masses and the hierarchy problem. This encourages to probe theories beyond the Standard Model (BSM) that could bring solutions to these problems. An interesting proposal is to search for neutral long lived particles (LLP). These type of particles have long decay lengths and can be generated by a variety of BSM models such as Supersymmetry (SUSY), which proposes a solution to the hierarchy problem, and the Seesaw Mechanism that generates massive neutrinos. The detection of the decay products of LLPs would contribute to the discovery of new physics. The objective of this work is to develop a toy detector based on C++ and Pythia8 with the purpose of creating a tool for searches of neutral long lived particles. All the features, including the geometric characteristics and the particle accep- tance are constructed with information from the sub detectors of the CMS experiment. We use a Minimal SUSY process that violates R parity (RPVMSSM) to simulate processes producing LLPs in MadGraph5 and study the response of the toy detector. We conclude our simulation properly recreates important experimental conditions, and is suitable as a first step towards an international competitive particle physics tool.Ítem Texto completo enlazado Studies on obstacle detection and path planning for a quadrotor system(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-11-06) Valencia Mamani, Dalthon Abel; Cuéllar Córdova, Francisco FabiánAutonomous systems are one interesting topic recently investigated; for land and aerial vehicles; however, the main limitation of aerial vehicles is the weight to carry on-board, since the power consumed depends on this and hardware like sensors and processor is limited. The present thesis develops an application of digital image processing to detect obstacles using only a monocamera, there are some approaches but the present report wants to focus on the distance estimation approach that, in future works, can be combined with other methods since this approach is more general. The distance estimation approach uses feature detection algorithms in two consecutive images, matching them and thus estimate the obstacle position. The estimation is computed through a mathematical model of the camera and projections between those two images. There are many parameters to improve final results and the best parameters are found and tested with consecutive images, which were captured every 0.5m along a straight path of 5m. Fraunhofer position modules are tested with the entire algorithm. Finally, in order to establish the new path without obstacles, an optimal binary integer programming problem is proposed, adapting the approach using results obtained from the distance estimation and obstacle detection. Resulting data is suitable for combining them with information obtained from conventional sensors, such as ultrasonic sensors. The obtained mean error is between 1% and 12% in short distances (less than 2.5 m) and greater with longer distances. The complexity of this study lies in the use of a single camera for the capture of frontal images and obtaining 3D information of the environment, the computation of the obstacle detection algorithm is tested off-line and the path-planning algorithm is proposed with detected keypoints in the background.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema de detección y compensación de fallas eléctricas tipo islanding en smargrids(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-10-04) Paucará Prado, Jhonatan David; Sal y Rosas Celi, Damian E.Este trabajo de tesis presenta la estructura de control de un sistema detector y compensador de fallas eléctricas de tipo corte abrupto de energía en una SmartGrid. Para la detección de la falla se ha implementado un algoritmo basado en la inyección y detección de una perturbación en la tensión de la carga. Para la compensación de la falla, el control realiza un cambio en la señal de referencia y pasa al modo desconectado de la red. Asimismo, se ha mejorado el control de frecuencia para el proceso de resincronización con la red eléctrica, una vez que ésta ha sido reestablecida. Finalmente, el inversor es reconectado a la red eléctrica y se pasa al modo conectado a la red, donde la referencia pasa a ser nuevamente la señal con perturbación. Como parte de este trabajo se han desarrollado artículos científicos, de los cuales 2 han sido aceptados en congresos internaciones (PEPQA, Colombia 2017 y CCE, México 2017) y se encuentran publicados en el IEEE Explorer.Ítem Texto completo enlazado Módulo interactivo de desarrollo de habilidades psicomotrices para un infante entre 24 a 36 meses de edad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-09-08) León Coral, Rafael Felipe; Kato Ishizawa, GustavoEl módulo interactivo se basa en el desarrollo de habilidades propias del niño a través del juego. Dicho módulo, consiste en dos subsistemas: La caja interactiva y la pelota. Por una parte, la pelota es el primer subsistema que interactúa con el niño. Su función es girar de forma aleatoria por un lapso de tiempo, encender un haz de luz de colores (dentro de la pelota), luego se desactiva y vuelve a encenderse de nuevo. Por otra parte, la caja interactiva es el segundo subsistema y solo interactúa con la pelota. Su función es encender leds de colores y emitir melodías dependiendo en cuál de los 4 niveles se encuentre la pelota. Cada nivel tiene una trayectoria diferente para la pelota. La primera es para filtrar objetos que afecten a la interacción de la pelota y la caja; la segunda es para ver cómo la pelota va descendiendo de forma aleatoria por uno de los dos opciones que se presenta en este nivel; la tercera es para ver cómo la pelota llega a descender por la parte principal hacia la salida; y la cuarta es para adivinar por cuál de las cuatro salidas irá la pelota hacia el exterior de la caja. En consecuencia, el uso del módulo interactivo, permitirá desarrollar los objetivos: El niño empezará a ampliar su rango de visión sobre los objetos que lo rodean. El niño logrará tener mayor interacción con el medio que lo rodea. El niño aprenderá a idear estrategia o planes que involucre el uso de su cuerpo (psicomotricidad). El niño empezará a desarrollar la motricidad de sus extremidades sin ninguna limitación y motricidad fina para el uso correcto de sus manos.Ítem Texto completo enlazado Sistema de detección de fallas en tuberías ferromagnéticas por dispersión de flujo magnético(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-12-18) Popayán Ávila, Jhossep Augusto; Hidalgo Herencia, FrancoEn este trabajo se presenta el diseño mecatrónico de un sistema automático para la detección de fallas en tuberías ferromagnéticas de un diámetro de 18 pulgadas. El diseño del sistema permite identificar distintos tipos de fallas tales como corrosión y fisuras superficiales e internas. El método que usa el sistema para la detección de fallas en tuberías ferromagnéticas es la “Dispersión de flujo magnético” o “Magnetic flux leakage”. La dispersión de las líneas de flujo magnético se debe a las fallas antes mencionadas las cuales generan un aumento en la lectura de los sensores de efecto Hall. El sistema diseñado trabaja desplazándose a través de la tubería y a la vez sensa constantemente diferentes parámetros, como corriente en los motores y sensores que permiten la geo localización del sistema, para asegurar su correcto funcionamiento. En el momento en el que el sistema detecta una falla en la tubería, basada en algoritmos que se explican en este trabajo, este se encarga de almacenar tanto las lecturas de los sensores de efecto Hall, imágenes de la falla y la localización de la falla para su posterior análisis. El trabajo abarca la selección de sensores y actuadores; diseño de planos mecánicos, eléctricos, diagramas de flujo. Por último se concluye con el desarrollo del marco teórico necesario para el desarrollo del sistema y simulaciones que muestran los resultados que el sistema obtendría al detectar una falla dentro de las tuberías.