Doctorado en Ingeniería - Tesis

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Acceso Abierto
Simulación eficiente de inversores PWM monofásicos en modo diferencial
(2025-11-27) Bortolotto, Mario Luciano; Migoni, Gustavo; https://orcid.org/0000-0003-4023-2079
Esta tesis se centra en el desarrollo de estrategias novedosas para abordar los desafíos que presenta la simulación de inversores PWM, fundamentales en el diseño y análisis de la electrónica de potencia. La presencia de conmutaciones de alta frecuencia introduce discontinuidades frecuentes en los modelos matemáticos, lo que dificulta su integración numérica cuando se emplean modelos realistas (modelos conmutados). Como resultado, el costo computacional y los requerimientos de procesamiento pueden volverse excesivos. Existen estrategias de modelado que permiten simular largos períodos de tiempo con menor carga computacional, como los denominados modelos promediados. Sin embargo, estas estrategias sacrifican detalles en la simulación y/o precisión para lograr mejoras en los tiempos de cómputo. Con el fin de mejorar la eficiencia sin sacrificar detalles en los resultados, esta tesis propone dos enfoques complementarios. Primero, se estudian los beneficios de emplear métodos de integración numérica basados en la cuantificación de estados (QSS, por Quantized State Systems) para simular modelos conmutados de inversores PWM. Segundo, se presenta una estrategia de modelado original denominada Modelado Mixto de Inversores PWM Monofásicos en Modo Diferencial, que combina el uso de modelos promediados y conmutados en un único esquema. Los modelos desarrollados fueron implementados en Modelica y µ-Modelica, y las simulaciones se realizaron con OpenModelica, Wolfram System Modeler y la herramienta Stand-Alone QSS Solver, que permite comparar métodos QSS y métodos clásicos de integración numérica. Los estudios comparativos demuestran que las estrategias propuestas reducen significativamente los tiempos de simulación sin comprometer la precisión, aportando soluciones innovadoras para la simulación eficiente de inversores PWM.
Acceso Abierto
Teledetección espacio-temporal de contaminantes atmosféricos en la región Noreste y Centro de la República Argentina: implicancias en la Calidad del Aire
(2025-12) Valle Seijo , María Fernanda; Otero, Lidia Ana; Piacentini, Rubén Darío; https://orcid.org/0009-0004-9235-1891
Los aerosoles generados por incendios constituyen una de las principales fuentes de contaminación atmosférica, afectando significativamente la salud. En Sudamérica, en los últimos años se ha registrado un incremento de incendios, dejando en evidencia la necesidad de evaluar su efecto en la calidad de aire regional. La teledetección es una herramienta ampliamente utilizada para la evaluación espacio-temporal de contaminantes atmosféricos, especialmente en regiones extensas donde las mediciones in-situ resultan costosas y difíciles de mantener a largo plazo. El objetivo de este trabajo consiste en la caracterización de aerosoles en el centro-noreste de Argentina aplicando técnicas de teledetección complementarias y analizando la fiabilidad de las observaciones satelitales mediante comparación con datos en superficie. Para el análisis de incendios se emplearon datos previstos por el Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS-NASA). El espesor óptico de aerosoles (AOD) se obtuvo mediante el algoritmo Multi-Angle Implementation of Atmospheric Correction (MAIAC) aplicado a los datos del Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS/NASA) y a los datos de Earth Polychromatic Imaging Camera (EPIC/NASA). Estas observaciones de AOD se validaron mediante fotómetros solares de la red Aerosol Robotic Network (AERONET) en Buenos Aires y Montevideo. Para la distribución vertical de aerosoles se incorporaron datos del Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization (CALIOP/NASA). Se destaca un incremento de incendios del 113% en 2020 respecto al promedio del período (2012-2022), siendo el invierno la estación más afectada. En este año los valores medianos de AOD se situaron cercanos a 0.159, alcanzando 0.205 en primavera. Los datos satelitales y los fotómetros solares mostraron una fuerte correlación durante períodos de incendios (R>0.75). El análisis intradiario destacó máximos de AOD entre el mediodía y primeras horas de la tarde. La distribución vertical de aerosoles mostró concentraciones entre 0 y 3 km, e identificó al humo como el tipo de aerosol predominante. Este estudio logró caracterizar en detalle los aerosoles en la región centro-noreste de Argentina, aportando información clave para el desarrollo de políticas de monitoreo y regulación de la calidad del aire.
Acceso Abierto
Estudio intercomparativo de material particulado atmosférico en zonas urbanas y rurales de Argentina y aplicaciones
(2025-12-23) Binet, María Virginia; Micheletti, María Isabel; Piacentini, Rubén Daniel; https://orcid.org/0009-0005-9533-5528
Los aerosoles atmosféricos son partículas suspendidas en la atmósfera, cuya composición, tamaño y concentración dependen de procesos naturales y antrópicos. En Argentina, la información disponible sobre su dinámica aún es incipiente, por lo que resulta necesario profundizar en su estudio, tanto por sus implicancias en la salud pública como en la calibración de sistemas de observación astronómica. Esta tesis abordó la caracterización de aerosoles en Rosario (zonas urbanas y rurales) y en el Observatorio Pierre Auger (Malargüe), integrando mediciones en campo, datos satelitales, modelos atmosféricos y el desarrollo de un software para su identificación en imágenes SEM. Los resultados evidencian que en áreas urbanas las concentraciones de PM2.5, NO₂ y CO superan a las de zonas rurales, reflejando la influencia antropogénica. Sin embargo, los incendios del delta del Paraná y del noreste argentino pueden invertir esta relación, transportando contaminantes hacia áreas rurales. En ciertas ocasiones, las concentraciones de PM2.5 en Rosario y regiones aledañas superaron el límite diario de 15 µg/m³ fijado por la OMS, alcanzando niveles de riesgo sanitario. Asimismo, se observó una correlación positiva entre NO₂ y PM2.5, reforzando su uso como trazador en eventos de quema. La variabilidad temporal mostró aumentos nocturnos de aerosoles asociados a la baja altura de la capa límite planetaria, mientras que las precipitaciones favorecieron la reducción de material particulado. En el Observatorio Pierre Auger, los episodios de resuspensión por viento alcanzaron concentraciones de hasta 300 µg/m³, con implicancias directas en la calibración de los detectores de fluorescencia. En conjunto, esta tesis provee una base metodológica y de datos sólida, que conecta escalas locales y regionales, y constituye un aporte relevante para la gestión de la calidad del aire y el conocimiento sobre datos de contaminación atmosférica en el país.
Acceso Abierto
Integración numérica por cuantificación de estados: generalización de algoritmos y herramientas de análisis con aplicaciones
(2026-02-20) Bergonzi, Mariana; Kofman, Ernesto; Castro, Rodrigo
En esta tesis, presentamos nuevas herramientas teóricas para estimar costos computacionales derivados de la simulación de diferentes modelos a través de métodos de integración numérica. Esto incluye la introducción el concepto de homogeneidad de la actividad en las soluciones de ecuaciones diferenciales ordinarias (ODEs), el cual caracterizamos mediante una métrica denominada Factor de Homogeneidad. Mostramos que dicha métrica puede relacionarse con la conveniencia de utilizar esquemas clásicos de integración numérica o métodos basados en cuantificación de estados, tales como los algoritmos Quantized State System (QSS). Las nociones desarrolladas, que también se extienden a sistemas que presentan discontinuidades, proporcionan un fundamento teórico que corrobora lo que intuitivamente se observa en la práctica: que los métodos QSS ofrecen ventajas cuando la actividad es heterogénea, los sistemas son dispersos y/o se producen discontinuidades frecuentes. También proponemos una metodología para desarrollar nuevos algoritmos de integración numérica para ecuaciones diferenciales ordinarias basados en la cuantificación de estados, generalizando las nociones de los métodos Linearly Implicit Quantized State Systems (LIQSS). A partir de esta formulación, diseñamos dos nuevas subfamilias de algoritmos que mejoran el desempeño de los métodos LIQSS actuales, preservando al mismo tiempo sus propiedades de estabilidad, su cota de error global y su capacidad de manejo eficiente de eventos. Finalmente, aplicamos los conceptos y algoritmos desarrollados a tres casos de estudio: un modelo de advección-difusión-reacción, una red neuronal y un modelo epidemiológico. Comparamos las predicciones teóricas con resultados empíricos obtenidos mediante simulaciones que emplean distintos métodos de integración numérica (clásicos, QSS originales y nuevos), confirmando que la métrica propuesta identifica de manera consistente la estrategia de integración que resulta más eficiente en la práctica. En estos resultados también resultó evidente la ventaja obtenida de los nuevos algoritmos propuestos con respecto tanto a los métodos originales de QSS, como a los métodos clásicos de integración numérica.
Acceso Abierto
Anisotropía en el Modelado de Internos del Reactor. Uso de modelos de base micromecánica para la caracterización y predicción del comportamiento mecánico en materiales de interés nuclear
(2026-02-23) Aguzzi Llubel, Fabrizio Ezequiel; Albanesi, Alejandro; Pairetti, César; https://orcid.org/0009-0003-3179-611X
En esta tesis se desarrolla y valida un marco multiescala para predecir el comportamiento termomecánico de componentes nucleares fabricados con aleaciones de circonio (Zircaloy-2). La implementación acopla el modelo viscoplástico autoconsistente (VPSC) —capaz de representar creep y crecimiento bajo irradiación, creep térmico y expansión térmica a nivel cristalino— con la plataforma de elementos finitos Code_Aster. Esta integración transfiere la física constitutiva desde la microestructura hacia un análisis estructural completo, vinculando textura cristalográfica y respuesta global. Se desarrolló un esquema automatizado para rotar tensores de tensión y deformación entre el sistema global del FEM y los ejes cristalográficos de cada grano, funcionalidad no disponible originalmente en Code_Aster. Además, se recupera analíticamente la deformación elástica mediante la inversa del tensor de rigidez autoconsistente provisto por VPSC. La capacidad predictiva del marco se demuestra mediante la simulación de un conjunto combustible tipo PWR, incluyendo el contacto no lineal entre la grilla espaciadora y el tubo de revestimiento de Zircaloy-2. Los resultados reproducen fenómenos complejos y confirman la influencia dominante de la textura en la respuesta anisotrópica. Se identificó que texturas con alta fracción de planos prismáticos orientados en la dirección normal reducen la separación y el desgaste entre componentes. Los mecanismos térmicos gobiernan la relajación inicial, mientras que los inducidos por irradiación dominan a largo plazo. En conjunto, la tesis presenta una plataforma computacional abierta y extensible para analizar el desempeño de combustibles nucleares, permitiendo simulaciones de alta fidelidad bajo condiciones combinadas de carga térmica, mecánica y de irradiación.
Acceso Abierto
Caracterización y variaciones espaciotemporales del transporte de sedimentos en el tramo inferior del río Uruguay
(2025-10) Nardin, Alejandro; Szupiany, Ricardo Nicolás; Basile, Pedro Abel
El río Uruguay, el segundo en importancia de la Cuenca del Plata, carece de desarrollo científico en áreas clave como la hidráulica fluvial y el transporte de sedimentos. Por este motivo, esta tesis aborda el tema del transporte de sedimentos en los últimos 350 kilómetros del río, estudiando también la constitución del lecho y las formas de fondo predominantes. Se emplearon mediciones disponibles y tecnología acústica para estimar variables representativas del transporte de sedimentos. Utilizando perfiladores acústicos Doppler y un software desarrollado para este fin, se transformaron los datos relevados con este equipo en estimaciones de transporte de sedimentos en suspensión y de fondo. Además, se calculó el transporte de fondo mediante el ajuste de ecuaciones. Se documentaron las formas de fondo del río mediante un software automatizado basado en un algoritmo reconocido en la literatura. Esto permitió describir diferencias en las formas de fondo según el sedimento del lecho y la hidrodinámica del río. Con las mediciones indirectas de transporte de sedimentos, se construyeron curvas de descarga para las distintas componentes del proceso: fondo en suspensión, fondo y material fino o carga de lavado. Estas curvas, junto con datos de altura del río, facilitaron la estimación del transporte de sedimentos en varias secciones y la carga anual para cada modalidad de transporte. De la serie 1980-2023, se obtuvo una carga sólida media de 4,35 millones de toneladas al año en el tramo analizado del río. El 72% de ese material se transportó como carga de lavado (limos y arcillas), el 18% como arenas finas en suspensión y el 10% como carga de fondo (arenas y gravas finas). También se verificó una relación esperable entre el caudal medio anual y la carga anual de sedimentos, lo cual implica cierta relación del comportamiento sedimentológico con fenómenos meteorológicos.
Acceso Abierto
Desarrollo de modelos de fatiga para mezclas asfálticas, en métodos empírico mecanicistas argentinos
(2025-08-27) Raffaelli, Juan Pablo; Giovanon, Oscar
La fisuración debido a la fatiga que sufren las capas asfálticas de un pavimento flexible es una de las dos fallas estructurales relevantes que se producen durante la vida en servicio del mismo. A medida que esta falla progresa hacia estados más severos de deterioros, se ocasiona una pérdida de serviciabilidad del pavimento, provocando una degradación de las condiciones de confort y seguridad; como también el incremento en los costos de los usuarios y de las tareas de mantenimiento. El empleo de métodos de diseño sofisticados como son los empíricos mecanicistas, permite una más realista representación de la compleja realidad estructural, contribuyendo a disminuir las dispersiones existentes entre las predicciones y el comportamiento en servicio. Estos métodos se basan en la determinación de los esfuerzos críticos en cada capa que compone la estructura y en la determinación de su vida útil a partir de la comparación con leyes de falla de cada uno de los materiales. Estos criterios de fallas se obtienen a partir de ensayos de caracterización, pero los resultados alcanzados no pueden ser directamente utilizados en los métodos de diseño, debido a que no representan exactamente las condiciones reales a los que están expuestos los materiales en el camino, producto del conjunto de simplificaciones que se realizan en el modelo apartándolo de la realidad. Resulta necesario su calibración a partir del comportamiento de tramos a escala real. Se aborda el desarrollo y calibración de modelos de predicción de la resistencia a la fatiga de mezclas asfálticas utilizadas en Argentina, a partir de ensayos de desempeño y aplicando un Método de Diseño Mecanicista - Empírico desarrollado en nuestro país, capaz de predecir el comportamiento en servicio de los pavimentos. Los factores de ajuste obtenidos posibilitan, dentro del software BackViDe, la incorporación de nuevos tipos de mezclas asfálticas o fuera del dominio de la experiencia.
Acceso Abierto
Utilización de la energía solar para la degradación de contaminantes orgánicos del agua a través de descargas eléctricas no‒térmicas
(2025-07-02) Milardovich, Natalio Jorge; Prevosto, Leandro; Fischfeld, Gerardo
El área de los procesos de oxidación avanzada asistidos por plasma para la descontaminación de líquidos constituye un campo de investigación en pleno desarrollo, sin embargo, el escalado de la tecnología constituye uno de los desafíos técnicos más importantes. En esta Tesis se reporta la caracterización experimental y numérica de un reactor de plasma a escala piloto de película descendente para la degradación de contaminantes orgánicos acuosos, operando en modo batch con alimentación fotovoltaica. Una descarga de corona pulsada en aire húmedo se excita mediante pulsos de voltaje cortos (< 100 ns) generados por una fuente capacitiva y un spark gap de gas a alta presión. Se elige índigo carmín como contaminante de referencia. Un volumen de 20 L de solución de índigo carmín con una concentración inicial de 20 mg/L se decolora completamente después de 11 min de tratamiento para una potencia media del reactor de 33 W. La eficiencia energética eléctrica por orden de magnitud y el rendimiento energético del proceso se calculan en 0.25 kWh/m3 y 101 g/kWh, respectivamente. También se evalúa la generación de especies reactivas tanto en la fase líquida como en la fase gaseosa. La descarga prácticamente no causa la acidificación del agua. Las principales especies gaseosas producidas por la descarga corona son los radicales O3 y HO2·. Además, se presenta un modelo numérico del reactor y se compara con los datos medidos. Los resultados numéricos indican que las reacciones en la película líquida contigua a la interfase gas-líquido son esenciales para explicar las tasas de eliminación medidas. El rápido régimen cinético de la película de líquido acelera fuertemente las tasas de absorción de HO2· (rápidamente convertido a O2–·) y O3, que superan ampliamente las tasas de absorción predichas por el coeficiente de transferencia de masa para una película sin reacción.
Acceso Abierto
Desarrollo de un sistema de monitoreo y alerta hidrometeorológico en la región pampeana
(2025-03-21) Blanco Pérez, Martin Alejandro; Zimmerman García, Erik Daniel; Demaria, Eleonora
El pronóstico hidrológico es esencial para gestionar inundaciones y sequías, especialmente en la región pampeana, donde los cambios en el uso del suelo y la variabilidad climática han incrementado las áreas inundables. A pesar de su importancia económica, esta región carece de herramientas para prever excesos hídricos, afectando la producción agrícola y ganadera. Esta tesis busca desarrollar aplicaciones basadas en sensoramiento remoto para predecir excesos hídricos en la cuenca del río Salado, un sistema hídrico con relieve plano que, en épocas húmedas, tiene inundaciones temporales debido a su limitada capacidad de drenaje. La metodología aplicada para la predicción de caudales se basó en una estructura de múltiples modelos y múltiples satélites y se desarrolló en tres etapas. Primero, se validaron y corrigieron tres productos de precipitación satelital (TMPA, CMORPH e IMERG) comparándolos con datos observados y aplicando el método Quantile Mapping para remover el sesgo. Luego, se implementaron tres modelos hidrológicos (HydroBID, HBV y HEC-HMS). Finalmente, se validaron técnicas de ensamble combinando los productos de precipitación satelital corregidos y los modelos calibrados para generar pronósticos de caudales, utilizando promediado de pesos iguales y de varianza inversa. Los resultados más destacados indican que los productos de precipitación corregidos reducen los errores entre 6,6 y 7,4 mm/día, mejorando su desempeño. Los modelos hidrológicos seleccionados tienen potencial para pronosticar en cuencas de llanura, con mayor precisión en crecientes de gran magnitud. Además, las técnicas de promediado de modelos mejoran significativamente la predicción de caudales. El promedio de pesos iguales sobresale en su rendimiento, reduciendo el NMSE en un 40% y mejorando el R hasta 56%. En conclusión, el método aplicado en este estudio propone una estrategia prometedora para pronosticar inundaciones en cuencas de llanura. Combinar modelos hidrológicos con datos de precipitación satelital y técnicas de ensamble, mejora la predictibilidad de los caudales, abordando las incertidumbres meteorológicas e hidrológicas.
Acceso Abierto
Efecto de innovadores tratamientos superficiales en las propiedades tribológicas de aceros inoxidables dúplex con diferentes contenidos de níquel
(2025-04-14) Dib, Josefina Andrea; Hereñú, Silvina Andrea Noemí; Strubbia, Renata; https://orcid.org/0000-0002-0768-5212
Los aceros inoxidables dúplex (duplex stainless steels, DSS) se distinguen por su elevada resistencia mecánica, ductilidad y resistencia a la corrosión, además de presentar un costo reducido gracias a su bajo contenido de níquel. Sin embargo, su uso en aplicaciones tribológicas se ve limitado por su baja dureza y resistencia al desgaste. Para superar estas limitaciones, se evaluaron dos tratamientos superficiales: procesamiento por impactos láser sin recubrimiento (laser shock processing without coating, LSPwC) y nitruración por plasma, en dos DSS, uno de bajo grado de aleación (LDX 2101 - UNS S32101) y otro de alto grado de aleación (SAF 2507 - UNS S32750). La microestructura de los materiales se caracterizó antes y después de los tratamientos mediante microscopía óptica, electrónica de barrido, difracción de rayos X y mediciones de microdureza. En el caso del LSPwC, también se analizaron las tensiones residuales y la microestructura con microscopía electrónica de transmisión, mientras que en las muestras nitruradas se evaluó la resistencia a la corrosión. El desempeño tribológico se estudió mediante ensayos ball-on-disc sin lubricación. El LSPwC indujo tensiones residuales de compresión en ambos materiales. En el SAF 2507, aunque no produjo cambios significativos en microestructura, rugosidad o microdureza, sí redujo la tasa de desgaste. En el LDX 2101, generó deformación plástica y aumentos en rugosidad y microdureza; sin embargo, no mejoró su resistencia al desgaste. Por otro lado, la nitruración por plasma a baja temperatura (250 °C) en una atmósfera de 25 % N₂ y 75 % H₂ evitó la precipitación de nitruros de cromo, incrementó significativamente la microdureza y redujo la tasa de desgaste en ambos materiales, sin alterar la rugosidad ni comprometer la resistencia a la corrosión. En los dos aceros estudiados, este tratamiento produjo una reducción notable de la tasa de desgaste. En conclusión, el LSPwC mejoró ligeramente la resistencia al desgaste del SAF 2507, mientras que la nitruración por plasma optimizó las propiedades tribológicas en ambos DSS.
Acceso Abierto
Modelo sistémico para la evaluación del impacto ambiental a nivel de cuenca
(2010-05) Monroy Vargas, Edgar Ricardo; Pouey, Nora
Hoy en día, en el que el mundo continuamente sufre transformaciones, el hombre se ha preocupado por conocer y hacer de su entorno ambiental un lugar vivible, pero al mismo tiempo, el mismo se ha encargado de maltratarlo y llevarlo a situaciones que desdibujan un verdadero caos. Ese caos, conocido como Impacto Ambiental, es necesario medirlo, para lo cual se ha empleado la metodología de la Evaluación del Impacto Ambiental EIA, sin contar hasta hoy con un modelo sistémico para hacerlo cuantitativamente al nivel de una Cuenca Hidrográfica y por consiguiente estimar un Indicador que asocie condiciones económicas y ambientales al mismo nivel de Cuenca, generando así un Problema en términos de la Evaluación para la Gestión Ambiental. La aplicación del modelo desarrollado en este trabajo denominado IVAFIC, responde al problema presentado, evaluando a través de un modelo matemático y con la ayuda de herramientas computacionales de Programación Estructurada y de Sistemas de Información Geográfica, el impacto ambiental en una cuenca de forma cuantitativa definido como Factor de Impacto Corregido FIC. Ahora bien, con el apoyo de un modelo de Lógica Difusa, se resuelve la parte final del problema planteado, toda vez que se relacionan variables económicas con el valor determinado de FIC, obteniendo así un Indicador de valor Ambiental denominado IVA.
Acceso Abierto
Parametrización de modelos matemáticos hidrológicos aplicados a sistemas de llanura: estimación de la humedad superficial del suelo
(2024-09) Suárez Buitrago, Ángela Mildred; Zimmermann, Erik; Cotlier, Carlos
La estimación de humedad superficial del suelo (HS) es un parámetro de gran importancia en diversos procesos hidrológicos, debido a que representa una variable de estado clave en el ciclo hidrológico. En esta área, su correcta estimación y comprensión dinámica espacio-temporal es trascendente a la hora de realizar modelaciones de predicción meteorológica e hidrológica en los sistemas de alerta temprana, permitiendo mejorar la calibración de los modelos de escorrentía que en consecuencia, contribuyen en la formulación y planificación de políticas de prevención tanto de inundaciones como de alivio o alerta temprana de sequía y calentamiento global. La presente investigación utiliza la oferta de sensores remotos para desarrollar una modelación que permita estimar la HS a través de las imágenes satelitales Landsat 5 TM. El trabajo metodológico desarrollado, correlacionó datos de HS tomadas espacio temporalmente en una parcela piloto ubicada a 2Km del Sudoeste de la ciudad de Rosario, con las reflectancias de las imágenes satelitales, coincidentes con el día y hora del trabajo de campaña. Mediante un proceso de regresión, se realizaron análisis estadísticos de modelación donde se examinaron diferentes combinaciones de variables. Como resultado se obtuvo una modelación paramétrica satisfactoria (r² =0,88) para las variables NDVI, NDWI, bandas 1, 4 y 5. Posteriormente, se aplica el modelo a nivel de cuenca, donde, a partir de tormentas monitoreadas, se estiman los escurrimientos netos mediante un modelo hidrológico-hidráulico, los cuales se comparan con los valores observados. Aunque la modelación es satisfactoria, se observaron diferencias entre las humedades estimadas y las observadas con la imagen satelital, debido al desfasaje temporal entre el paso del satélite y el momento del evento. Para tener en cuenta los eventos climáticos que ocurren durante este desfasaje, se propuso un coeficiente correctivo que actualiza el patrón de humedad estimado por la imagen satelital, mediante el uso de un índice de precipitación antecedente. Esto mejora notablemente la HS. Finalmente, se presentan las conclusiones y recomendaciones correspondientes.
Acceso Abierto
Desarrollo de un método de medición tridimensional para la caracterización del viento en ambientes urbanos complejos
(2024-07) Saez de Arregui, Gastón César; Concari, Sonia Beatriz; Lassig, Jorge Luis
Actualmente existen métodos de medición tridimensional del viento empleando instrumentos de origen extranjero que poseen un costo de importación que excede las posibilidades de muchas instituciones de investigación. La ausencia de estos equipos dificulta realizar dichas mediciones en nuestra región limitando, de este modo, el estudio del recurso eólico en ambientes urbanos. Atendiendo a esta problemática, en esta tesis, se desarrolló un método de medición tridimensional para la caracterización del viento en ambientes urbanos complejos. La contribución más relevante de este trabajo al campo de la investigación en energías renovables ha sido comprobar la factibilidad de caracterizar las variables complejas presentes en el viento urbano con equipamientos que usualmente son utilizados para determinar escurrimientos unidimensionales y en valores medios temporales. Así mismo, el método permite disponer de suficiente información para decidir la mejor localización de un aerogenerador sobre la azotea de un edificio emplazado en un ambiente urbano, contribuyendo al uso eficiente de la energía.
Acceso Abierto
Desarrollo de un modelo operacional de medición y gestión del capital intelectual en pymes de base tecnológica para potenciar la innovación
(2023-12-15) Ricci, Marlen; North, Klaus; Detarsio, Ricardo
Esta investigación, además de las dimensiones de capital intelectual tradicionalmente utilizadas, el capital humano (CH), el capital estructural (CS) y el capital relacional (CR), incorpora una dimensión emergente, el capital emprendedor (CE) para lograr una mejor comprensión en el contexto de pymes de base tecnológica. El objetivo principal de fue evaluar la relación entre el capital intelectual y el desempeño innovador en pymes de base tecnológica de la Argentina. Para llevarlo a cabo se desarrolló un modelo estructural que permitió caracterizar y evaluar estas relaciones, con un enfoque cuantitativo y una muestra compuesta por 233 pymes de base tecnológica de la Argentina. Las hipótesis fueron testadas utilizando la técnica de modelos de ecuaciones estructurales con mínimos cuadrados parciales (PLS-SEM). Los resultados empíricos permitieron comprobar la influencia del capital intelectual en el desempeño innovador de pymes de base tecnológica de la Argentina, lo cual evidencia una relación positiva y directa entre el capital estructural, capital relacional, capital emprendedor y el desempeño innovador. Se constató la influencia del capital humano en el desempeño innovador, a través del efecto mediador de los demás capitales, como un hallazgo de suma importancia, a pesar de que su influencia directa no fue comprobada. Se comprobó que el liderazgo influye directa y positivamente en el capital intelectual. Por otro lado, esta investigación contribuyó a mejorar el entendimiento del vínculo entre el liderazgo y el desempeño innovador al verificar el efecto mediador del capital intelectual en esta relación. Esta tesis comprueba empíricamente la importancia del capital intelectual para potenciar la innovación en pymes de base tecnológica en la Argentina y destaca la relevancia de los líderes al fomentar el desarrollo del capital intelectual para contribuir de esta forma a mejorar el desempeño innovador. Al mejorar la comprensión de estas relaciones, permite implementar estrategias y prácticas que incrementen el potencial innovador de estas organizaciones.
Acceso Abierto
Contribuciones a la planificación de sistemas eléctricos de potencia: estabilidad de pequeña señal, fortaleza de red y acciones topológicas correctivas
(2024-07-27) De Marco, Fernando Javier; Martins, Nelson; Rullo, Pablo; 0000-0002-9492-732X
Este informe propone nuevos métodos y herramientas para la plani cación operativa y de largo plazo de sistemas eléctricos de potencia. Las contribuciones que se presentan ofrecen soluciones prácticas directamente aplicables a sistemas de gran escala basadas en modelos de simulación y algoritmos de optimización. La eficacia y la utilidad práctica de las metodologías propuestas se demuestran mediante su aplicación a diversos modelos de sistemas eléctricos, incluyendo modelos de pequeña escala (máquina versus barra infinita), sistemas de referencia IEEE (3, 39 y 73 barras) y modelos de gran escala que representan sistemas del mundo real. Las contribuciones de este trabajo de investigación se publicaron en revistas Q1 revisadas por pares y en conferencias internacionales.
Acceso Abierto
Control basado en conjuntos con aplicación en robótica agrícola
(2024-04) Comelli, Román; Kofman, Ernesto; Munich, Mario; 0000-0002-1088-0852
En esta tesis se desarrolla un concepto matemático novedoso que luego se aplica al diseño de esquemas de control predictivo basado en modelo (MPC, por sus siglas en inglés). La idea básica consiste en reemplazar un conjunto invariante de control (CIS) por dos regiones, una interior y otra exterior, que cumplen propiedades más débiles que la invariancia y que constituyen una aproximación a dicho CIS. La condición más relajada que define a este par de conjuntos interior-exterior hace que su obtención sea más simple que computar un invariante. Más aún, en el trabajo se brindan procedimientos que permiten hallar dichas regiones en casos en los cuales, debido a la presencia de no linealidades o de entradas finitas, por ejemplo, es imposible calcular un CIS o los mismos resultan demasiado complejos para ser utilizados en la práctica. En lo que respecta a control propiamente dicho, lo que se presenta en esta investigación es una forma de usar estos conjuntos interior y exterior en el diseño de esquemas MPC de manera tal que, cumpliéndose ciertas hipótesis, los mismos garanticen factibilidad recursiva y estabilidad práctica. La técnica propuesta parte de una formulación MPC tradicional e introduce ciertas modificaciones para lograr las propiedades mencionadas. Estos cambios consisten en agregar una restricción diferente a las comúnmente utilizadas y en escalar de un modo particular el costo de etapa. Así, esta estrategia logra que el estado converja en tiempo finito y permanezca en una región objetivo sin la utilización de una restricción terminal ni un CIS y sin depender de una ley de control diferente local al conjunto al que se desea arribar. El controlador MPC propuesto es luego aplicado a un problema de seguimiento de camino para un robot agrícola tipo auto. Para simplificar la implementación en tiempo real se considera que la acción de control (velocidad de giro de la dirección) pertenece a un conjunto finito, lo que sumado a la no linealidad del modelo haría imposible la obtención de un CIS para garantizar estabilidad y factibilidad recursiva en esquemas MPC tradicionales. Veremos, sin embargo, que es posible asegurar dichas propiedades con la estrategia propuesta.
Acceso Abierto
Desarrollo de aceros TRIP/TWIP con alto contenido de manganeso para aplicaciones automotrices
(2019) Raposo, Marcio Daniel; Malarría, Jorge; Martín, Mauro; 0000-0003-1414-3339
En esta Tesis se presenta un estudio sobre dos aceros de alto manganeso con efecto TRIP (HMn-TRIP), con el objetivo de contribuir al desarrollo de materiales para aplicaciones automotrices que conjuguen alta resistencia y alta ductilidad, con bajo peso específico. El trabajo realizado abarca el proceso de elaboración y tratamiento termomecánico de cada aleación, la caracterización microestructural y el análisis del comportamiento mecánico para diferentes condiciones de deformación. Se establece el rol de los elementos aleantes en el control de los mecanismos de deformación actuantes en cada caso.
Acceso Abierto
Caracterización de las propiedades viscoelásticas de mezclas asfálticas mediante el empleo de una viga semicircular en flexión
(2023-12-07) Cauhape Casaux, Marina Lorena; Martínez, Fernando Oscar
Actualmente, los métodos de diseño de pavimentos empírico-mecanísticos requieren para su implementación el conocimiento de las propiedades fundamentales de los materiales intervinientes. En el caso de las mezclas asfálticas, las propiedades viscoelásticas (módulo dinámico y ángulo de fase) son las de mayor interés. Históricamente, han sido determinadas experimentalmente en laboratorio mediante ensayos dinámicos de compresión uniaxial y triaxial, ensayos de tracción-compresión, vigas de dos y cuatro puntos y ensayos de tracción indirecta por compresión diametral, principalmente. En Argentina, ha ganado difusión esta última metodología por su relativa simplicidad de implementación utilizando probetas compactadas en laboratorio o caladas de pavimentos existentes. Su mayor inconveniente radica en la necesidad de adoptar una relación de Poisson para el cálculo del módulo dinámico debido al estado biaxial de tensiones generado durante el ensayo. Este trabajo presenta una nueva configuración para determinar las propiedades reológicas de mezclas asfálticas: la viga semicircular en flexión (SCB por su nombre en inglés). Ésta ha sido extensamente aplicada para caracterizar el comportamiento a fractura de rocas y mezclas asfálticas, sin embargo, no se han encontrado experiencias en la determinación de módulo dinámico. Sus ventajas incluyen la simpleza de la geometría de la probeta (ya sean elaboradas en laboratorio o testigos calados del pavimento) y la forma de aplicación de cargas y la posibilidad de empleo de equipos no específicos usualmente presentes en laboratorios. Se propone el desarrollo de un modelo de elementos finitos para establecer una ecuación para el cálculo del módulo dinámico a partir de la carga aplicada y los desplazamientos resultantes en la muestra y demostrar que la relación de Poisson no influencia su cálculo. Se presenta la instrumentación de probetas y la evaluación de diferentes mezclas asfálticas bajo diferentes condiciones de ensayo (temperatura y frecuencias de carga) para validar este innovador procedimiento propuesto.
Acceso Abierto
Problemas de implementación de prácticas de calidad: un estudio empírico en un área económica local
(2023-11) Meretta, Javier Ángel; Gómez, Carlos E.; Feraboli, Luis
En las últimas décadas, la gestión de la calidad y sus prácticas asociadas han ocupado la agenda de numerosas organizaciones radicadas en el norte de la provincia de Buenos Aires, Argentina. Sin embargo, trabajos de investigación recientes han demostrado que, una vez lograda la certificación de los sistemas de gestión de la calidad (SGC) bajo las normas de la Organización Internacional de Normalización (ISO, por sus siglas en inglés: International Organization for Standardization) —especialmente, la norma ISO 9001—, muchas organizaciones eran incapaces de mantenerla. En este escenario, surgen los siguientes interrogantes: ¿Cuáles son las principales motivaciones que tienen las organizaciones de la región para implementar prácticas de calidad? ¿Qué problemas enfrentan al hacerlo? ¿Y para obtener y sostener su certificación? ¿Cómo podemos ayudarlas? La investigación presentada en esta tesis tiene por objetivo responder estas preguntas, analizando las particularidades locales en la difusión del aseguramiento de la calidad y su impacto en la implementación, certificación y mantenimiento de la misma. En esta dirección, llevamos a cabo dos estudios de caso en organizaciones de la región. Por un lado, estudiamos el Honorable Concejo Deliberante de la ciudad de San Nicolás, donde predomina el ambiente institucional. Por el otro, analizamos una empresa manufacturera, con predominio del ambiente técnico. En primer lugar, estudiamos las trabas que enfrentaban dichas organizaciones al implementar un SGC, identificando la falta de institucionalización como las más significativa. Luego, basados en un modelo evolutivo de tres etapas —habituación (pre-institucionalización), objetivación (semi-institucionalización) y sedimentación (institucionalización completa)— y los principios de autoevaluación de la norma ISO 9004:2018, propusimos una herramienta para determinar el nivel de institucionalización de un SGC. Finalmente, identificamos los principales factores intervinientes en el proceso, destacando la motivación, la cultura organizacional orientada a la calidad y la capacidad técnica de las organizaciones para, a través de entrevistas, determinar el grado de madurez del SGC en cada organización estudiada y evaluar su camino hacia la calidad total.
Acceso Abierto
Modelado y control con inspiración física-energética de robots móviles en operación multiagente
(2023-11) Crespo , Martín Andrés; Junco, Sergio José; Siciliano, Bruno
En los últimos años numerosas investigaciones se enfocaron en el control de sistemas multiagentes (MAS, Multi-agent System) debido a su potencial en aplicaciones de robótica, micro redes eléctricas inteligentes, telecomunicaciones, logística y transporte. El gran interés generalizado por los MAS se debe a que también se consideran como una tecnología y una herramienta que ayuda a analizar y desarrollar nuevos modelos y teorías en sistemas distribuidos a gran escala o en sistemas centrados en el ser humano. En los últimos años numerosas investigaciones se enfocaron en el control de sistemas multiagentes (MAS, Multi-agent System) debido a su potencial en aplicaciones de robótica, micro redes eléctricas inteligentes, telecomunicaciones, logística y transporte. El gran interés generalizado por los MAS se debe a que también se consideran como una tecnología y una herramienta que ayuda a analizar y desarrollar nuevos modelos y teorías en sistemas distribuidos a gran escala o en sistemas centrados en el ser humano. En particular la coordinación y control inteligente de los agentes, inspirados en el comportamiento colaborativo observado en la naturaleza como bandadas de pájaros o cardúmenes de peces, plantean innumerables desafíos en el plano teórico de control. El control de formación, que es uno de los tópicos más estudiados dentro del área de MAS, tiene por objetivo conducir múltiples agentes para que alcancen determinadas restricciones en sus estados. Así, desde el punto de vista de la implementación, cada agente opera en el ambiente con cierto nivel de autonomía y capacidad de sensado, toma de decisión y actuación. En este contexto, las investigaciones de esta tesis se concentran sobre MAS robóticos, compuestos de bases móviles (BM) y manipuladores móviles (MM), y están orientadas a obtener resultados a problemas de control local y superior de coordinación, con una formulación sobre modelos del mismo tipo (una base energética común).

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