FRP Investigacion y Desarrollo Tecnològico

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    Using LSTM Predictions for RANS Simulations
    (Repositorio Arxiv, 2024-11-19) Pasinato, Hugo D, Ing.
    This study constitutes the second phase of a research endeavor aimed at evaluating the feasibility of employing Long Short-Term Memory (LSTM) neural networks as a replacement for Reynolds- Averaged Navier-Stokes (RANS) turbulence models. In the initial phase of this investigation (titled Modeling Turbulent Flows with LSTM Neural Networks, arXiv:2307.13784v1 [physics.flu-dyn] 25 Jul 2023), the application of an LSTM-based recurrent neural network (RNN) as an alternative to traditional RANS models was demonstrated. LSTM models were used to predict shear Reynolds stresses in both developed and developing tur- bulent channel flows, and these predictions were propagated through RANS simulations to obtain mean flow fields of turbulent flows. A comparative analysis was conducted, juxtaposing the LSTM results from computational fluid dynamics (CFD) simulations with outcomes from the κ − ϵ model and data from direct numerical simulations (DNS). These initial findings indicated promising per- formance of the LSTM approach. This second phase delves further into the challenges encountered and presents robust solutions. Additionally, new results are provided, demonstrating the efficacy of the LSTM model in predicting turbulent behavior in perturbed flows. While the overall study serves as a proof-of-concept for the application of LSTM networks in RANS turbulence modeling, this phase offers compelling evidence of its potential in handling more complex flow scenarios.
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    Modeling Turbulent Flows with LSTM Neural Network
    (2024-04-24) Pasinato, Hugo D.; Moguilner Rhe, Nicolás F.
    In this study, we explore the application of an artificial recurrent neural network (RNN) called Long Short-Term Memory (LSTM) as an alternative to a turbulent Reynolds-Averaged Navier- Stokes (RANS) model. The LSTM models are utilized to predict the shear Reynolds stress in developed and developing turbulent channel flows. We conduct comparative analyses, comparing the LSTM results propagated through computational fluid dynamics (CFD) simulations with the outcomes from the κ − ϵ model and data acquired from direct numerical simulation (DNS). These analyses demonstrate a good performance of the LSTM approac
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    Conducción bacterial en prótesis
    (2024-04-30) Spector, Mario; Peretti, Leandro; Salas, Francisco; Romero, Gustavo; Iglesias, Luciano
    En este trabajo se estudia la relación de la formación de colonias de Staphylococcus aureus y su biofilm, con las características superficiales de las prótesis usadas para osteosíntesis. En particular la resistencia que oponen a la desinfección con antibiótico los distintos tipos de superficies o defectos mecánicos metalúrgicos. Los defectos metalmecánicos pueden ser producto de la fabricación o producirse durante la cirugía. Un método fue desarrollado para corroborar la forma en que las distintas probetas pueden conducir bacterias. En nuestro léxico conducir significa que a pesar de haber sido sometidas a la acción de alta concentración de antibiótico una probeta puede conservar con vida bacterias o colonias de bacterias. La conclusión de este trabajo es que las probetas perfectamente pulidas no conducen y pueden ser tratadas con antibióticos y las prótesis con defectos o rugosas sí conducen y el antibiótico no produce el efecto esperado.
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    Influence of metalworking defect in knee cruciate ligament screws as a possible origin of infections.
    (2024-04-30) Spector, Mario; García-Effron, Guillermo; Peretti, Leandro E
    A bone mucormycosis outbreak in a clinic of Paraná city after arthroscopic knee anterior cruciate ligament reconstruction forced to suspend these interventions. The main candidates as the infection source were the implanted screws. These screws were metallurgically analyzed. Microscopic defects like burrs and bending’s were found within the screw´s Allen heads. According to previous report Spector et al. (2013), these defects protect microorganisms and make difficult to eliminate them. The aim of this work was to demonstrate the implication of metal working defects in the titanium fixing screws as a reservoir of contaminated machining oil which could be the possible transmitting vehicle in the outbreak of bone mucormycosis. The genetic relatedness of the isolated strains was established, favoring the hypothesis that contaminated screws might be the infection sources.
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    Pila de migración bacterial
    (2015) Spector, Mario; Peretti, Leandro; Vincitorio, Fabio; Iglesias, Luciano
    Es común que prótesis metálicas infectadas deban ser extraídas del paciente ya que por los métodos convencionales suele ser dificultoso limpiar la infección. En este contexto se ha observado y estudiado un fenómeno físico que describiremos y al que se dio en llamar “Pila de migración bacterial”. El enunciado que describe este principio sería como sigue. Dadas dos placas enfrentadas, una colonizada con bacterias conocidas y la otra estéril y dentro de un líquido conductor, cumpliendo ambas placas con características químicas y metalúrgicas definidas, es posible hacer migrar las bacterias de la placa infectada a la limpia, hasta limpiar la placa inoculada, eliminando totalmente las unidades formadora de colonias. Se ha trabajado con dos tipos de cultivos: levaduras y Staphylococcus aureus, bacterias causales de la mayor parte de las infecciones intrahospitalarias. Con resultados alentadores, confiamos que en un futuro próximo podamos con este medio limpiar totalmente, prótesis infectadas en pacientes
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    Aplicación de la Descomposición en Valores Singulares en la Compresión de Imágenes Digitales
    (2024-03-11) Savoie, Luciano; Gaitán, María Mercedes; Klimovsky, Ernesto
    En este trabajo abordamos el estudio de un tema de Álgebra Lineal como es la Descomposición en Valores Singulares y su aplicación directa a una tecnología que nos rodea diariamente como son las imágenes digitales. Además de introducir los conceptos matemáticos necesarios, exponemos aquellos relacionados al tratamiento de imágenes digitales. Realizamos simulaciones mediante software y mostramos un ejemplo práctico con el objetivo de facilitar la asimilación de los conceptos. La modelización matemática de las imágenes digitales como matrices las convierte también en una excelente herramienta docente para motivar al estudiante en la profundización del estudio de Álgebra Lineal.
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    Estudio de la Representación Módulo-Fase de la Transformada de Fourier en Tiempo Discreto en el Procesamiento Digital de Imágenes
    (2024-03-11) Savoie, Luciano; Klimovsky, Ernesto; Gaitán, María Mercedes
    Abordamos una propuesta de articulación de contenidos de tres asignaturas (Álgebra y Geometría Analítica, Análisis de Señales y Sistemas y Procesamiento Digital de Imágenes) de la carrera Ingeniería Electrónica de la Facultad Regional Paraná de la Universidad Tecnológica Nacional, en el marco del Proyecto de investigación “Aportes de Matemática aplicada en Ingeniería sustentados en elementos de Álgebra Lineal”, que intenta mostrar a los estudiantes la importancia de los conceptos matemáticos adquiridos en el Ciclo Básico para resolver situaciones concretas de Ingeniería. En este trabajo vinculamos la modelización matemática de las imágenes digitales como matrices, la representación Módulo-Fase de la transformada discreta bidimensional de Fourier y exponemos su aplicación concreta en el Procesamiento Digital de Imágenes. Comenzamos con los conceptos matemáticos necesarios, desarrollados en las asignaturas antes mencionadas, exponemos aquellos relacionados al tratamiento de imágenes digitales, realizamos simulaciones mediante software, mostramos ejemplos prácticos y mencionamos aplicaciones.
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    Ortogonalidad de vectores en las comunicaciones : Tecnológia CDMA
    (2024-03-11) Savoie, Luciano; Gaitán, María Mercedes; Klimovsky, Ernesto
    En el Proyecto de investigación “La trascendencia del álgebra lineal en el ciclo superior de ingeniería” algunos trabajos corresponden a Ingeniería Electrónica. Allí, uno de los problemas en las comunicaciones de datos es cómo repartir entre varios usuarios el uso de un único canal de comunicaciones para poder gestionar diversas comunicaciones simultáneamente sin interferencias. Para resolverlo, la tecnología Code Division Multiple Access (CDMA) emplea un esquema de codificación que asigna a cada transmisor un código único, escogido de forma que sea totalmente diferente del resto. El receptor capta las señales emitidas por todos los transmisores al mismo tiempo, pero puede seleccionar la señal de interés si conoce el código empleado. Esto lo consigue usando la ortogonalidad entre vectores, cuyas coordenadas representan los datos a transmitir. Así, aunque el receptor capte señales de distintos usuarios al mismo tiempo, si conoce el código de transmisión del usuario de interés, podrá aislar sus datos de los del resto simplemente realizando el producto escalar de la señal recibida con el código del usuario. Al ser este código ortogonal respecto a todos los demás, el producto aislará la señal deseada y anulará el resto. CDMA se emplea en sistemas de comunicaciones por radio frecuencia, tanto de telefonía móvil (constituye la base de redes 3G) como en transmisión de datos (WiFi) o navegación por satélite (GPS).
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    Análisis de patrones polares de micrófonos domésticos para su mejor inclusión de videconferencias
    (2024-03-11) Cancellieri, L.N.; Savoie, L.E.; Gaitán, M.M.; Klimovsky, E.
    En el contexto actual de pandemia, las videoconferencias adquirieron notoriedad en diferentes ámbitos de nuestras vidas, tales como: formación académica, trabajo y entrevistas entre otros. Un factor clave en esta forma de comunicarnos es el tipo de micrófono que se emplea. Dispositivos como smartphones, headsets, notebooks y webcams, que poseen micrófonos incorporados, son los más utilizados en los hogares para realizar videochats. Nos planteamos ¿cuál es el más adecuado para esta labor? Pretendiendo responder este interrogante, proponemos un método que permita a los usuarios determinar cuál dispositivo es el indicado para el escenario donde se lo emplea. Aplicamos conceptos matemáticos relacionados al sonido para determinar desde dónde y cómo captan el audio los dispositivos mencionados, empleando un software para estudiar la entrada de ellos. Esto permite clasificarlos y discernir, para qué aplicaciones es conveniente usar los micrófonos ensayados. Como resultado, obtuvimos un procedimiento sencillo mediante un método de selección de micrófonos empleando recursos accesibles. Esto cobra relevancia debido a que estudiantes, docentes y profesionales, contamos con una gran dificultad para adquirir equipos sofisticados. Esta práctica puede emplearse en la carrera Ingeniería Electrónica para la Formación por Competencias señalada en la Propuesta de Estándares de Segunda Generación para la Acreditación de carreras de Ingeniería en la República Argentina (CONFEDI, 2018).
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    Encriptación de datos mediante el cifrado de Hill : Recurso didáctico para matrices invertibles
    (2024-03-11) Cancellieri, Luciano N,; Savoie, Luciano; Gaitán, Mercedes; Klimosvky, Ernesto
    El objetivo de este trabajo es presentar un método didáctico complementario en la cátedra Álgebra y Geometría Analítica (AyGA), destinado a estudiantes de Ingeniería Electrónica. Se busca contribuir a generar competencias genéricas de las establecidas por el Consejo Federal de Decanos de Ingeniería (CONFEDI) para un ingeniero. Para la conformación de esta herramienta educativa, se recurre a una aplicación en el campo de la Ingeniería que consta del empleo de Álgebra Lineal para la encriptación de datos, focalizado en la utilización de matrices invertibles. En este desarrollo se incluyen conceptos introductorios de la cátedra Sistemas de Comunicaciones y también se incorporan recursos de software que se desprenden de la cátedra Informática I, lo que permite realizar una articulación interdisciplinar con AyGA. Como resultado, se obtuvo un recurso didáctico para la enseñanza. Se elaboró la resolución analítica de una aplicación práctica y, además, se logró la implementación del algoritmo matemático desarrollado en una aplicación de software. La labor realizada muestra una aplicación del Álgebra Lineal en el área de la Ingeniería, reafirmando la importancia de que el estudiante en el aula adquiera la noción de la relevancia de esta materia en su carrera universitaria.