Doctorado en Ingeniería
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Item Multiprocesamiento de señales de radio, una implementación para la DSA 3.(Escuela de Posgrado - UTN FRBA, 2019-09-30) Cancio Montbrun, Ángel Alberto; García, Beatriz; Platino, ManuelEsta tesis contiene los resultados obtenidos en investigaciones llevadas a cabo en el Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) utilizando la tercer Antena de Espacio Profundo (Deep Space Antenna 3 o DSA 3) de la Agencia Espacial Europea (European Space Agency o ESA), durante el período comprendido entre 2012 y 2017, bajo la dirección de la Dra. Beatriz García y la co-dirección del Dr. Manuel Platino. Esta tesis requirió de datos observacionales que debieron ser solicitados de manera formal a ESA. A principios de 2016 y durante 2017 se realizaron las observaciones para adquirir los datos necesarios para el desarrollo de la propuesta de trabajo. En el marco del desarrollo de la tesis doctoral, los logros corresponden al análisis de datos observacionales provenientes de la estación terrestre DSA 3 instalada en Mendoza, correspondientes a la emisión en banda X de 8.4 GHz de 3 fuentes astronómicas previamente seleccionadas por tratarse de “calibradoras”. Este análisis de datos está relacionado con el software desarrollado, herramienta que es el núcleo de esta tesis, y que debe aplicarse a las distintas configuraciones disponibles de la antena, para transformar los datos crudos a datos de interés científico. Cabe mencionar que tanto la DSA 3 como sus antenas semejantes (existen otras dos antenas, una en España y otra en Australia) no han sido utilizadas como radiotelescopios de reflector único. Las dificultades que se presentaron durante el desarrollo del trabajo corresponden con la elevada curva de aprendizaje de uso de la DSA 3, la descripción de sus características, así como también qué parámetros deben activarse o desactivarse, qué modo de adquisición y qué estructura de datos se debe utilizar. Así mismo una dificultad crítica presentada fue la necesidad del desarrollo de un intérprete de los datos crudos de la antena, un trabajo intensivo que se pensaba ya resuelto al momento de redactar y presentar el plan de trabajo original. Para poder llevar a cabo el objetivo final planteado primeramente (el estudio de RRATs), fue necesario comenzar el trabajo de tesis en un desarrollo de mucho más bajo nivel, y dejar el estudio de objetos específicos para trabajos futuros. Algunas modificaciones al plan de trabajo planteado debieron ser realizadas, debido a que la antena no posee equipamiento de recepción en Banda L como se esperaba; solo se puede trabajar en banda X y Ka; , siendo necesario el desarrollo de Software de procesamiento (intérprete o traductor de formato) para poder realizar estudios astronómicos como la de dispersión de señales, propuesta original del plan de trabajo. A pesar de haber tenido que modificar levemente el abordaje del problema, lo que no implica un cambio en el uso de tecnologías propuesto, debemos reconocer que la tarea desarrollada durante el periodo de investigación ha representado un aprendizaje mutuo, tanto de quien suscribe, como de los responsables y operadores de la DSA 3. Resumiendo, esta tesis explora el uso de la DSA 3 como instrumento para realizar observaciones de fuentes astronómicas en radiofrecuencia. En el trabajo se detallan las características de la estación terrestre DSA 3, también se evalúa el uso del equipamiento existente en la estación terrestre para realizar la adquisición de la señal de radio proveniente de una fuente astronómica y se evalúa la necesidad de equipamiento adicional y cuáles serían sus características. La tesis describe el método observacional necesario para utilizar la DSA 3 como radiotelescopio de plato único y se detalla el desarrollo del software necesario para adaptar, procesar y convertir los datos obtenidos por la DSA 3 a un producto que sea de utilidad para la comunidad científica. El uso de piezas y plataformas de soluciones comerciales ayudó a reducir el costo y la necesidad de un diseño de hardware personalizado. Los logros alcanzados respecto de la comprensión de los datos, su reducción y manejo con fines científicos, nos permiten pensar que habiendo obtenidos datos de flujo de las fuentes observadas que se corresponden con los datos publicados en la bibliografía, se está en condiciones de ofrecer esta antena para su uso radioastronómico. Es importante destacar que Argentina también puede realizar trabajo científico con la antena de monitoreo para naves espaciales, producida por China e instalada en Neuquén, que presenta las mismas características técnicas y de adquisición que DSA 3, por lo tanto este desarrollo podrá ser adaptado y aplicado más allá del objetivo inicial planteado. Este trabajo es el primer paso para el uso de las antenas de telecomunicaciones instaladas en Argentina con fines radioastronómicos.Item Bioprocesos orientados al empleo de microorganismos autóctonos y su utilización en tecnologías de biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos.(Escuela de Posgrado - Facultad Regional Buenos Aires, 2019-11-25) Conde Molina, Débora; Quevedo, CarlaEs frecuente la contaminación ambiental generada por el petróleo o sus derivados, debido al uso generalizado de los mismos a nivel mundial. La descarga y derrame accidental de dichos compuestos en el medio ambiente resultan ser peligrosos para el entorno y los seres vivos. La biorremediación es una estrategia eficiente para limpiar sitios contaminados, siendo no invasiva y rentable. La misma se basa en la biodegradación natural utilizando microorganismos nativos aislados de áreas contaminadas. El centro industrial Zárate-Campana, ubicado en Buenos Aires, representa una de las áreas petroquímicas más importantes de Argentina, con varias empresas que realizan actividades petroquímicas. En este estudio, se seleccionaron 4 cepas previamente aisladas de sitios contaminados e identificadas dentro de los géneros Pseudomonas sp., Cellulosimicrobium sp. y Ochrobactrum sp. La cepa MT1A3 perteneciente al género Pseudomonas fue seleccionada para los ensayos de optimización de la producción de biomasa a partir del uso de diferentes fuentes de carbono que van desde una mezcla de hidrocarburos hasta co-productos agroindustriales de bajo costo. MT1A3 fue capaz de crecer en una mezcla de hidrocarburos obteniéndose 1,79 g/L de biomasa a 25 ºC a los 7 días de cultivo. Al comparar el uso de diferentes co-productos agroindustriales como fuente alternativa de carbono, la producción de biomasa fue significativamente mayor en el aceite de maní crudo en comparación con todos los demás sustratos (p<0,05), dando como resultado una biomasa de 7,29 g/L luego de 7 días de cultivo. La fuente de nitrógeno más eficiente para obtener biomasa de MT1A3 fue NaNO3. A partir de estos resultados, en sistemas de microcosmos se evaluó la efectividad de remediación mediante el monitoreo de la degradación de hidrocarburos en los diferentes tratamientos de atenuación natural, bioestimulación y bioaumentación, durante 120 días. El mejor tratamiento, que involucró bioaumentación (MT1A3) y bioestimulación, mostró una degradación del 40,05% del total de hidrocarburos con respecto al tratamiento de atenuación natural utilizado como control.Item Diseño, construcción y análisis de datos de un Lidar Raman Multiángulo.(Escuela de Posgrado - Facultad Regional Buenos Aires, 2016-09-30) Pallotta, Juan Vicente; Quel, Eduardo Jaime; Lidia Ana Otero, Alberto EtchegoyenEn esta tesis se describe el diseño, construcción y análisis de datos del primer lidar Raman multiángulo de Sudamérica. Este sistema fué construido en base a características definidas por los Observatorios Pierre Auger y Cherenkov Telescope Array, en los cuales se planea instalar. Se realiza una descripción de los criterios de diseño y selección de cada componente, muchos de los cuales son producto de simulaciones. Una de las características más importantes de este sistema es su alto grado de automatización, tanto en los procesos involucrados en la toma de datos, como en el procesamiento de los mismos. Se desarrolló un hardware y un software que dota al sistema de estas características, como también, los algoritmos de pre-procesamiento e inversión de sus señales. Todo este trabajo le aporta a la División Lidar la capacidad de nuevos procedimientos en el desarrollo de sus lidares, en la automatización del proceso de adquisición de datos, y en el procesamiento de la inversión de las señales adquiridas.Item Optoelectrónica con Fotomultiplicadores de Silicio para Detectores de Rayos Cósmicos.(Escuela de Posgrado - Facultad Regional Buenos Aires, 2018-12-10) Hampel, Matias Rolf; Platino, Manuel; Etchegoyen, AlbertoEl proyecto AMIGA (“Auger Muon and Infill for the Ground Array”) es una extensión del Observatorio Pierre Auger y sus objetivos principales son mejorar la discriminación entre partículas primarias de diferente composición química y la detección de lluvias de partículas con un umbral de energía más bajo que el utilizado en el diseño original de Auger. Este trabajo se centra en el detector de muones de AMIGA, más específicamente en el desarrollo de la electrónica de adquisición para los contadores de muones reemplazando el sistema de fotodetección por una nueva tecnología basada en fotomultiplicadores de silicio (SiPMs). Se presentará la selección del fotodetector y de la electrónica de adquisición. Se exponen las diversas pruebas de concepto en la que se mostrarán las capacidades del sistema de detección seleccionado y se propondrá una versión de pre-producción de la electrónica. Se presentará el método desarrollado para la calibración tanto de los SiPMs, cómo del detector. Se expondrán las pruebas realizadas en el laboratorio para la caracterización del sistema de conteo propuesto, la instalación de las electrónicas de pre-producción en la estación del detector de superficie Kathy Turner con las respectivas pruebas realizadas y los primeros análisis de datos del detector.Item Detección de olores mediante una nariz electrónica: desarrollo de electrónica y algoritmos para la caracterización de la calidad organoléptica de pescado y alimentos.(Facultad Regional Buenos Aires, 2013-08-09) Vorobioff, Juan; Rinaldi, CarlosSe desarrolló una nariz electrónica (NE) de tamaño reducido, con algoritmos de procesamiento avanzado, hardware completo con adecuación de la mezcla gaseosa, electrónica de control y adquisición de datos. Este nuevo concepto de instrumentación analítica permitió identificar olores a semejanza del sistema olfativo humano pero con sus limitaciones. Actualmente el mercado local no ha desarrollado este tipo de sistemas de detección cuyas potenciales aplicaciones son de alto impacto tecnológico. Se realizaron mediciones irradiando muestras de baja presión de vapor con distintos tipos de láser para mejorar la calidad de las mediciones. Se implementaron algoritmos de reconocimiento con análisis de señales mediante Transformada Wavelet, Análisis de Componentes Principales (PCA), Análisis discriminatorios lineales y cuadráticos y Redes neuronales. Se desarrollaron algoritmos para NE con técnicas innovadoras de espectrometría de movilidad iónica (IMS). Se analizaron los datos aproximando las curvas obtenidas mediante ecuaciones con 2 exponenciales, separando las constantes de desorción de los compuestos. Se desarrolló un software propio con interfaz de usuario simple para poder proveer narices electrónicas de uso comercial. Se desarrolló un sistema de control para banco de gases para poder calibrar la NE. Se realizaron mediciones de trimetilamina (TMA), que es el indicador de la calidad organoléptica del pescado, detectando concentraciones de hasta 20 ppm de TMA. Posteriormente se midió pescado filete de merluza y se establecieron protocolos de medición. También se midieron distintas marcas de cafés, aceites y jugos entre otros alimentos. En todas las mediciones realizadas se discriminaron correctamente las muestras y se obtuvieron resultados satisfactorios. Se logró un gran avance calefaccionando y manteniendo estable la temperatura de la cámara. Con esta mejora se obtuvo mayor repetitividad en las mediciones y se redujeron los tiempos de medición.Item Medición y procesamiento de señales espectrales provenientes del Sol, mediante espectroscopía de absorción óptica diferencial. Determinación de la abundancia de ozono y dióxido de nitrógeno atmosférico.(Facultad Regional Buenos Aires, 2013-12-05) Raponi, Marcelo Martín; Tocho, Jorge; Quel, Eduardo; Wolfram, ElianEn esta tesis se presenta el desarrollo de un sistema DOAS cenital para monitorear la concentración de gases traza atmosféricos (como el O3 y el NO2). Se implementaron una serie de algoritmos de procesamiento de señales basados en los postulados de la espectroscopía de absorción óptica diferencial, para determinar las concentraciones gaseosas a partir de los espectros solares sensados. Se realizaron tres campañas de medición en diferentes regiones de Argentina: Base Marambio (Antártida), Río Gallegos (Santa Cruz) y Villa Martelli (Buenos Aires). Los datos obtenidos fueron comparados con los provistos por otros instrumentos, tanto satelitales como superficiales: EVA (INTA, España), SAOZ (LATMOS, Francia), Dobson (SMN, Argentina), OMI/AURA, SCIAMACHY/Envisat, GOME/ERS-2 y GOME-2/MetOp. Se realizó un análisis estadístico de los datos provistos por los satélites durante más 10 años, pudiendo determinarse valores extremos, medios y desvíos estándar, además de observar el comportamiento de ambos gases en diferentes momentos del año y bajo la acción del fenómeno del agujero de ozono. De las comparaciones realizadas se observó una muy buena correspondencia entre los datos, lo cual indica que el instrumento DOAS desarrollado es apropiado para este tipo de investigaciones.Item Procesamiento de señales de un radiómetro de ondas milimétricas para obtener perfiles de ozono y estudios de la radiación solar UV en superficie.(Facultad Regional Buenos Aires, 2017-03-28) Orte, Pablo Facundo; Mizuno, Akira; Salvador, Jacobo; Quel, EduardoLos objetivos principales de esta tesis son el procesamiento de señales provenientes de un radiómetro de ondas milimétricas para la obtención de perfiles de ozono y de un radiómetro banda angosta GUV-541 para el estudio de la radiación UV en superficie y la obtención de parámetros atmosféricos. Ambos instrumentos se encuentran instalados en el Observatorio Atmosférico de la Patagonia Austral (OAPA). En esta tesis se describen los algoritmos desarrollados e implementados para el procesamiento de señales observadas por el radiómetro de ondas milimétricas. El procesamiento de señales radiométricas mencionado se conoce como “proceso de inversión” e involucra cálculos matemáticos y la utilización de un modelo de transferencia radiativa para finalmente obtener los perfiles de ozono. Para la inversión de estos perfiles, fue necesario adquirir conocimientos e implementar el modelo ARTS (Atmospheric Radiative Transfer Simulator) el cual permite el cálculo de espectros en el rango de las ondas milimétricas y micrométricas. Este modelo es ampliamente utilizado y citado a nivel mundial dentro de este campo de aplicación. Otro objetivo abordado en el marco de esta tesis es el estudio de la radiación UV en superficie y el incremento de las capacidades instrumentales del radiómetro solar multifiltro de banda angosta GUV-541 a través de la obtención de la síntesis de vitamina D mediante el procesamiento de señales medidas con este instrumento.Item Desarrollos de sistemas fotoacústicos, mejoras en la adquisición y procesamiento de señales provenientes de trazas gaseosas de múltiples componentes.(Facultad Regional Buenos Aires, 2015-10-22) Zajarevich, Nicolás Mariano; Slezak, Verónica; Peuriot, AlejandroLa espectroscopía fotoacústica (FA) para detección de gases es una técnica muy sensible, selectiva y de amplio rango dinámico, con una gran variedad de aplicaciones. El fenómeno físico en el que está basada consiste en la generación de ondas acústicas a partir de la conversión a calor de radiación electromágnetica, tanto UV - visible como infrarroja, absrobida por algunas especies moleculares. Se investigarán adelantos del sistema basado en un láser de CO2 continuo modulado y el procesamiento de la señal FA. En particular se notó que las señales FA provenientes de muestras con contenido de CO2 excitadas con el láser de CO2, presentaban un defasaje respecto de la excitación modulada. Para medir con precisión este defasaje, cuya determinación varía al realinear un láser de CO2 de cavidad relativamente larga, como el utilizado en este trabajo, se desarrollaron dos métodos: uno de ellos incorpora al sistema una celda de referencia y el otro en cambio, más ágil, un detector piroeléctrico. Finalmente se incluye el estudio novedoso de dos métodos de procesamiento de señal aplicados a la técnica FA: Redes Neuronales para el caso resonante y Onditas para el pulsado, siendo estas aplicaciones originales en el campo de esta técnica.Item Contribución al uso de algoritmos de procesamiento digital de imágenes para el control de calidad de los procesos productivos regionales de Misiones.(Facultad Regional Buenos Aires, 2018-02-19) Xiscatti Pérez, Christian; Botterón, FernandoEn esta Tesis se presentan contribuciones tecnológicas a partir del uso de algoritmos de procesamiento digital de imágenes (PDI), aplicadas a la elaboración de Yerba Mate y el procesamiento de tablas de pino en Misiones (Argentina). En relación a la yerba mate, se plantea una alternativa para determinar el contenido de palo, factor relacionado con las cualidades organolépticas del producto denominado “yerba mate elaborada con palo”. La solución propuesta resultó ser mucho más expeditiva y precisa que el método de separación por zaranda establecido en el Código Alimentario Argentino (CAA), pudiendo discriminar partículas de palo y hoja de cualquier granulometría, utilizando una cámara de teléfono celular, un recinto de iluminación controlada, y la herramienta de PDI aquí propuesta. Respecto a la madera, se propone un algoritmo de bajo costo computacional que puede ser implementado en el proceso a velocidades de línea y que permite detectar con alto grado de certeza los defectos que presentan las tablas de pino para definir las cotas de corte y extraerlos con un mínimo descarte. Esta solución podría servir para desarrollar un sistema de saneamiento de tablas totalmente automático de industria nacional