FRVM – Grupos de Investigación

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    A test strategy for a current source designed for fast field-cycling nuclear magnetic resonance
    (IEEE, 2025-12-01) Velez Ibarra, María Delfina; Vodanovic, Gonzalo; Laprovitta, Agustín Miguel; Peretti, Gabriela Marta; Romero, Eduardo Abel; Anoardo, Esteban
    This article presents a novel structural test strategy for a single MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) source designed for Fast Field-Cycling Nuclear Mag-netic Resonance (FFC-NMR) systems. The proposed methodolo-gy enables in-field fault detection during idle intervals or before experiment initiation, a critical step to ensure the reliability and validity of the experimental outcomes. The circuit under test is divided into two sections: low-power and high-power. Each one is evaluated using tailored analog testing techniques: OBT (Oscilla-tion-Based Test) and direct current testing are applied to the low-power section, while transient analysis with DTW (Dynamic Time Warping) is used for fault detection in the high-power section. This approach achieves high fault coverage—93.7% for the low-power section and 100% for the high-power section—without requiring complex signal processing. The effectiveness of the method is validated through simulation studies complemented by experimental fault injection on a scaled-down prototype. The results demonstrate that this test strategy significantly en-hances system reliability, offering a valuable contribution to the development of more robust and maintainable FFC-NMR in-strumentation for scientific and industrial applications.
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    Fault diagnosis strategy for the current source section of a field-cycling nuclear magnetic resonance instrument
    (IOP Publishing Ltd., 2025-09-12) Velez Ibarra, María Delfina; Vodanovic, Gonzalo; Laprovitta, Agustín Miguel; Peretti, Gabriela Marta; Romero, Eduardo Abel; Anoardo, Esteban
    This paper proposes a fault diagnosis strategy to address catastrophic failures in all power components of the current source of a field-cycling nuclear magnetic resonance (FC-NMR) instrument. The current source, implemented with a single power MOSFET operating in linear mode, is prone to thermal instability and degradation under high-current conditions, posing significant risks to system reliability. Due to the continuous conduction inherent in linear-mode operation, fault signatures in the MOSFET could be subtle and difficult to distinguish from normal operational variations, making diagnostic methods relying on switching transients ineffective in this context. To overcome these limitations, an active fault diagnosis framework is introduced to enhance fault detection and localization. This framework combines test signal injection with data-driven artificial intelligence classifiers. Three algorithms—ResNet, a convolutional neural network (CNN), and a nearest neighbor with dynamic time warping (NN-DTW), used as a benchmark—are evaluated using hybrid datasets derived from simulation program with integrated circuit emphasis (SPICE) simulations and experimental fault injections. The methodology employs time-domain signals measured at key circuit nodes, avoiding computationally intensive preprocessing steps. Simulation and experimental results demonstrate classification accuracies of 100% for ResNet and NN-DTW, and 95.2% for CNN, with prediction times under 20 ms for neural networks. The proposal successfully diagnoses both easy-to-detect faults, validated through simulation, and hard-to-detect faults, confirmed experimentally. The entire fault diagnosis process is completed in under 15 s, making it suitable for in-field monitoring of FC-NMR systems."
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    Evaluación de daño en uniones adhesivas mediante descomposición wavelet de señales acústicas y clasificación con algoritmos de inteligencia artificial
    (Asociación Argentina de Mecánica Computacional, 2025-11-11) Tais, Carlos Esteban; Fontana, Juan Manuel; Molisani, Leonardo; O'Brien, Ronald; Ballesteros Iglesias, Maria Yolanda; del Real, Juan Carlos
    Los adhesivos estructurales son una alternativa a las uniones tradicionales, pero su integridad puede verse afectada por defectos en la aplicación o el curado. Para garantizar su fiabilidad, es esencial aplicar técnicas de evaluación no destructiva (END), donde los métodos acústico-ultrasónicos resultan especialmente útiles. Este trabajo propone un enfoque basado en la descomposición wavelet de señales acústicas para extraer características que permitan, mediante algoritmos de inteligencia artificial, la detección automática de daños en uniones adhesivas. La metodología busca mejorar la precisión en la identificación de fallas y aportar una herramienta eficiente para el monitoreo estructural.
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    Reschedule de aplicación industrial utilizando aprendizaje basado en instancias
    (Pontificia Universidad Católica del Perú. Facultad de Ciencias e Ingeniería, 2019-10-21) Toselli, Paula Andrea; Beltrán, Romina Alejandra; Toselli, Luis Alberto
    Para encontrar una política óptima de reschedule, se implementó Aprendizaje Basado en Instancias y partiendo de grafos que representan los estados por los que transita el schedule, se aplican operaciones de actualización denominadas acciones. Se desarrolló una metodología que permite aprender a resolver reschedules por medio del algoritmo RIB, conocido por implementar funciones predictivas a través de técnicas de regresión. Se programó una nueva versión de este, generalizando la función de predicción (Q) en base a un conjunto de distancias dadas entre los estados. Estas se incorporan a fin de contemplar tanto su estructura como los atributos, permitiendo determinar si dos planificaciones son iguales. Se aplicó al tratamiento del proceso de producción de bioetanol mediante tecnología de molienda seca permitiendo reparar el schedule, determinando que acciones de control deben implementarse.
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    Evaluación energética del proceso de obtención de bioetanol con gelatinización del almidón vs tecnología de cocción fría
    (Pontificia Universidad Católica del Perú. Facultad de Ciencias e Ingeniería, 2019-10-21) Toselli, Luis Alberto; Beltrán, Romina Alejandra; Gallardo, Augusto Edgar
    Se analizan requerimientos energéticos para la producción de bioetanol por molienda seca con hidrolisis de almidón por cocción en caliente -HACC- (método tradicional con gelatinización), frente a la tecnología de cocción fría -HACF- (hidrólisis del almidón crudo). Los valores globales de energía para HACC, fueron obtenidos de los balances de masa y energía de las plantas industriales que posee la empresa. Los correspondientes a la HACF por evaluación de ensayos experimentales de molienda, hidrólisis y fermentación realizadas a escalas laboratorio y planta piloto en las instalaciones y con el equipamiento que esta dispone e integrados con datos teóricos de destilación obtenidos por simulación. Se evaluaron tres casos: i) demanda teórica de ambos procesos, ii) valores promedio de plantas modernas con mayor eficiencia energética y, iii) de otras con operación menos eficiente. Aplicando HACF se estimaron reducciones de consumo total del orden de 5,7%, 5,5% y 3,6%, respectivamente.
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    Desarrollo de una planta industrial para elaboración de concentrados proteicos de soja y arvejas
    (Universidad Nacional de Cuyo, 2022-04-08) Toselli, Luis Alberto; Beltrán, Romina Alejandra; Gallardo, Augusto Edgar; Comba, Nadia Zoé; Bosco, Diego Martín
    Se describen las principales características y parámetros de operación de la primera planta industrial de concentrados de proteínas de soja y arvejas del país, que fue desarrollada, instalada y puesta en marcha por el dpto. de Ingeniería de Porta Hnos. S.A.; proyecto del cual ha participado el GISIQ en distintas actividades establecidas en el contexto del convenio de vinculación tecnológica vigente entre las partes. Se presenta un detalle comparativo de las distintas etapas de proceso para las líneas de elaboración de cada tipo de concentrado, descripción de sus capacidades operativas, características de los productos y subproductos derivados con diferentes aplicaciones tanto en alimentación humana como animal, entre otras cuestiones. Como conclusiones se indica las ventajas que presenta poder contar con una tecnología propia, con desarrollo y equipamiento de producción integrado a nivel nacional que permite ofrecer una variedad de productos de alta calidad, menor costo y fácil disponibilidad que resultan muy competitivos en el mercado frente a otras alternativas a las que se accede solo por la vía de importación. Se da respuesta a una demanda creciente de este tipo de concentrados con incorporación de valor agregado a productos agroindustriales generando opciones de comercialización a nivel internacional.
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    Uso del lenguaje de programación python como alternativa a software de cálculo específico para la enseñanza en ingeniería
    (Universidad de la Cuenca del Plata, 2022-09-07) Toselli, Paula Andrea; Toselli, Luis Alberto
    A efectos de optimizar experiencias de aprendizaje en cátedras relacionadas con matemática o aplicaciones de cálculo y modelado de ingeniería, se propone el uso de lenguajes de programación como una alternativa frente a software especializados como MatLab, MathCad, Mathematica o semejantes. La experiencia previa permite asumir que, mayoritariamente, el estudiante enfrenta las demandas académicas sin contar con un conocimiento previo de estos recursos informáticos cuando necesita aplicarlos para la resolución de problemas. Sin embargo, domina lenguajes de programación que fueron estudiados en otras asignaturas (o en algunos casos por autoaprendizaje) contando
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    Desarrollo y puesta en marcha de una planta de producción de aislado proteico de arveja- PPI
    (Universidad de la Cuenca del Plata, 2022-09-07) Toselli, Luis Alberto; Beltrán, Romina Alejandra; Gallardo, Augusto Edgar; Comba, Nadia Zoé; Bosco, Diego Martín
    La arveja es la segunda leguminosa más cultivada a nivel mundial, considerándose la fuente más económica de proteínas para nutrición. En argentina es un antecesor de los cultivos de verano, cuya industrialización produce almidón, fibra y aislados (PPI) o concentrados proteicos (PPC). El desarrollo del proyecto comenzó con una evaluación de opciones tecnológicas, complementándose con experiencias a escala piloto para relevar variables y parámetros de operación para concluir el diseño del proceso; en el cual se mezcla el grano molido en agua ajustándose el pH y, luego de un tiempo de retención, se centrifuga separando un líquido con 50 a 60 % de proteína (BS) del sólido compuesto por fibras, almidón y restos proteicos. El líquido concentrado y purificado por ultrafiltración se convierte en PPI de concentración > 85 % que pasa a secado spray saliendo como polvo (humedad < 10 %), que se ajusta en granulometría y envasa. El sólido es diluido y filtrado
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    Aplicación académica de herramientas analíticas para detección rápida de nitratos en aguas de pozo
    (2022-11-11) Beltrán, Romina Alejandra; Chesta, Aldana Ángela; Ventura, Benjamin Marcos; Bonavia, María Constanza; Murialdo, Estefano
    En la cátedra Química General los estudiantes experimentan con preparación de soluciones, medición de rendimientos de reacción y titulaciones, entre otras técnicas de laboratorio. Luego, en Química Analítica Aplicada, ensayan técnicas sobre alimentos. A efectos de ampliar experiencias en determinaciones analíticas relacionadas con la química, se propone familiarizarlos con el uso de métodos de detección rápida, particularmente, de nitratos en aguas como alternativa frente a técnicas tradicionales. El test utilizado está diseñado para análisis rápidos y sensibles de la determinación de nitratos en cualquier muestra de agua. Comparándose el color de reacción con una escala colorimétrica se logran evaluaciones precisas. Además, las ventajas en relación a otras técnicas son su fiabilidad y sencilla aplicación debido a que no es necesaria formación especial pudiendo realizarse en el lugar de toma de muestra al ser fácilmente transportable. Por tales razones, resulta de uso frecuente en la industria. Los estudiantes debieron interiorizarse del manejo del producto comercial, planificar la toma de muestras, realizar las mismas y luego, aplicar la nueva herramienta realizando las determinaciones con el apoyo de las docentes. Los resultados fueron confrontados a los obtenidos por espectrofotometría de las mismas muestras, realizándose un análisis comparativo. El contenido de nitratos fue examinado en aguas de pozo teniendo en cuenta los valores límites indicados por OMS y establecidos por CAA para aguas de consumo. Debido a discrepancias entre resultados alcanzados los estudiantes debieron analizar causas, posibles interferencias del método y programar nuevas determinaciones, realizadas con soluciones de nitrato verificando la escala. Como conclusiones se indica que la experiencia permitió el desarrollo de nuevas habilidades, un aprendizaje más significativo de conceptos asociados con la temática tratada, fortaleció el manejo de técnicas de interés industrial, potenció la autonomía de trabajo del estudiante en la preparación y ejecución del método y despertó mayor interés académico.
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    Comparación de diferentes concentrados proteicos de soja -SPC Food Grade- disponibles en el mercado
    (2021-06-25) Toselli, Luis Alberto; Chesta, Aldana Ángela; Gallardo, Augusto Edgar; Comba, Nadia Zoé; Bosco, Diego Martín
    Se presentan los resultados de un estudio de evaluación de propiedades de dos concentrados proteicos de soja (CPS) de producción nacional frente a un producto Premium - ARCOM SM - de origen importado y ampliamente utilizado en el mercado, seleccionado por su reconocida calidad a efectos de establecer referencias comparativas. Los concentrados nacionales - SPC65H y SPC65HG - de normal y alta gelatinización respectivamente, son productos food grade con 65 % de concentración mínima de proteína en base seca elaborados en la planta industrial de la empresa, con tecnología de desarrollo propio, a partir de la fracción desgrasada del poroto de soja. Este se realizó a partir de muestras de lotes de producción de cada SPC y de un envase comercial, tal como se ofrece al mercado, para el producto de referencia que fueron sometidas a una serie de determinaciones físico-químicas, sensoriales y microbiológicas de acuerdo a procedimientos de calidad establecidos. Como conclusión se indica que, desde el aspecto tecnológico, la evaluación global de propiedades físico-químicas, microbiológicas y organolépticas muestra dos productos semejantes en calidad frente al concentrado de referencia debiendo tomarse en consideración otros aspectos de tipo comercial, como costos y disponibilidad en el mercado, para su ponderación definitiva.