FRVM – Ciencia y Tecnología
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Item 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, EstebanThis 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.Item 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, EstebanThis 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."Item 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 CarlosLos 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.Item Estación de Monitoreo de Variables Atmosféricas Basado en Microcontrolador Raspberry Pi Pico W(Editorial Universidad Tecnológica Nacional (edUTecNe), 2024-10-10) Manicardi, Ramiro; Alaniz, Andrés Nicolás; Forneris, Julián; Salvático, Franco Martín; Gonella, Javier NicolásObtener variables atmosféricas es esencial para evaluar y mejorar la calidad del ambiente, ya que permite monitorear la contaminación del aire y otros factores que afectan la salud humana y ecológica. El objetivo del trabajo es diseñar y desarrollar una estación meteorológica mediante el uso del microcontrolador Raspberry Pi Pico W que sea económica y eficiente en la obtención de datos en tiempo real como temperatura, presión, humedad, precipitaciones, calidad del aire, partículas en suspensión, índice UV, dirección y velocidad del viento. Además, facilitar la exhibición de los parámetros a través de una página web accesible desde cualquier dispositivo conectado a internet. Se analizaron soluciones accesibles y precisas para la obtención de datos atmosféricos en aplicaciones domésticas y de investigación ambiental. En el mercado, muchas estaciones meteorológicas son costosas o no se integran fácilmente con redes domésticas y plataformas de visualización en tiempo real, cualquiera de estas desventajas limita la capacidad de monitorear condiciones ambientales locales eficazmente. Después de evaluar diversos sensores, se desarrolló el software en MicroPhyton para la adquisición y procesamiento de datos presentados en una interfaz web. Es de importancia señalar que se elaboró una estructura a los estándares del proyecto empleando materiales reciclados e impresiones en 3D. Los resultados obtenidos muestran que la estación meteorológica es capaz de proporcionar lecturas exactas y en tiempo real sobre una amplia gama de variables atmosféricas. Las pruebas iniciales indicaron que la comunicación entre los sensores y el microcontrolador es robusta y confiable, y que la presentación de estadísticas en la página web es funcional y amigable al usuario. Además, el sistema ha demostrado ser capaz de operar en entornos adversos, destacando su utilidad tanto para aplicaciones domésticas como para investigaciones ambientales aún más exigentes.Item Estrategia de test para una fuente de corriente para resonancia magnética nuclear de campo ciclado(IEEE, 2022-09-07) Velez Ibarra, María Delfina; Vodanovic, Gonzalo; Peretti, Gabriela Marta; Romero, Eduardo Abel; Anoardo, EstebanEste trabajo presenta una estrategia de test estructural para la fuente de corriente de un aparato de resonancia magnética nuclear por ciclado rápido de campo. El test se resuelve como un problema de clasificación de series temporales, y la evaluación de las mejores condiciones para el test se realiza recurriendo a una campaña de simulación de fallas. Empleamos conceptos de modelado de fallas propuestos por otros autores y desarrollamos un modelo de falla no direccionado previamente para el caso de un transistor MOS. También consideramos fallas en los demás componentes del circuito y cortocircuitos entre nodos. Las fallas son de tipo catastrófico, únicas y permanentes. La campaña de inyección y simulación de fallas se realiza en la plataforma Simulink (Simscape) de Matlab. Las mejoras al modelo de simulación de la fuente de corriente, necesario para simular fallas, son también presentadas aquí y validadas contra resultados experimentales. El análisis de los patrones de respuesta de test se realiza con un clasificador basado en una red neuronal. Se presenta una exploración de diferentes condiciones de operación del test, seleccionándose como candidata la de mejor rendimiento. En particular, se seleccionó la que presentó la mayor cantidad de circuitos sin fallas clasificados correctamente y la menor cantidad de circuitos con fallas sin detectar. Se presenta también un análisis de las fallas difíciles de detectar. El esquema de test alcanza un rendimiento sobresaliente, tal como indican nuestros resultados de simulación.Item A fast soft-fault diagnosis procedure using a first nearest neighbor classification(IEEE, 2022-09-07) Dri, Emanuel; Peretti, Gabriela Marta; Romero, Eduardo AbelThis article proposes a fault diagnosis scheme for second-order switched-capacitor filters embedded in the Infineon PSoC1 reconfigurable microcontroller. The faults considered are single soft faults that diminish the capacitance of the capacitors. Specifically, the scheme focuses on incipient faults, which are the hardest to identify because they produce a small impact on the circuit’s performance. The scheme estimates the value of the degradation of the capacitors by employing a first nearest neighbor (1NN) classifier. Our proposal compares the output test patterns against a dictionary of selected fault patterns (one for each capacitor) using Dynamic Time Warping (DTW) distance measures. The easiness of construction of this dictionary and the conceptual simplicity of the method are the most relevant features of the proposal. The characterization of the scheme is made with MatLab simulations at a transfer-function level to limit the computational cost. The simulation results show that the diagnosis procedure can determine the capacitor that presents incipient faults.Item Design of active-RC filters minimizing sensitivities with ant colony optimization(IEEE, 2022-09-07) Peretti, Gabriela Marta; Romero, Eduardo Abel; Demarco, Gustavo LuisThis work employs Ant Colony Optimization (ACO) to solve active-RC bi-quadratic filter design considering passive sensitivities minimization. We propose a new discrete version (D-ACOR) based on the operating principles of ACO with real domain. We also solve the problem exactly to compare the results of the algorithms against the best possible solutions. For showing the D-ACOR performance, we take as case studies two biquadratic filters: a low-pass and a bandpass, both with an infinite-gain multiple-feedback topology. The results are excel-lent because the algorithm achieves solutions with minimal sen-sitivities that meet the specifications. Furthermore, the performance comparison with other heuristics shows that D-ACOR has lower sensitivity values and presents better computational efficiency even if it requires a more significant number of independent runs to find successful solutions.Item Análisis de la influencia del seteo de parámetros en metaheurísticas basadas en poblaciones para el diseño de filtros de alto orden(2022-10-04) Lovay, Mónica Andrea; Romero, Eduardo Abel; Peretti, Gabriela MartaEste trabajo analiza el desempeño de tres metaheurísticas para efectuar el dimensionamiento en filtros de alto orden. El estudio explora la influencia del seteo de los parámetros de cada algoritmo en su capacidad para encontrar soluciones de calidad. Para ello, se proponen como casos de estudio tres filtros pasabajo de décimo orden, adoptando las estrategias optimización por enjambre de partículas, evolución diferencial y evolución diferencial promediada. Se consideran para cada algoritmo ocho variantes con diferentes valores en los parámetros. Los resultados obtenidos en las pruebas realizadas son analizados estadísticamente para determinar qué combinaciones de parámetros encuentran las mejores soluciones en cada caso. Los errores de diseño alcanzados cuando se optimizan los parámetros de los algoritmos, en comparación con los obtenidos sin un ajuste, reflejan el alto impacto que puede tener una mala elección de parámetros.Item Implementación de herramientas tecnológicas de bajo costo para la síntesis controlada de membranas de óxidos nanoestructurados(2023-09-01) Romero, Eduardo Abel; Peretti, Gabriela Marta; Bajales Luna, NoeliaSe presenta una propuesta tecnológica, innovadora por su versatilidad y bajo costo, implementada para la producción de membranas de alúmina porosa. El sistema instrumental está conformado por un medidor de corriente acoplado a una fuente regulada en tensión con rampas de potencial. Este sistema fue diseñado y fabricado en laboratorios propios, empleando tecnología accesible y escalable, con el objetivo principal no sólo de sistematizar la síntesis de materiales porosos que requieren aumento o disminución del potencial de anodizado o potenciales elevados, sino también la detección preventiva de fenómenos transitorios descontrolados que produzcan el daño irreversible del material sintetizado.Item Caracterización del comportamiento del acero inoxidable AISI 304 ante el desgaste erosivo en condiciones de muy bajo ángulo y de baja y muy baja velocidad(AJEA (Actas de Jornadas y Eventos Académicos de UTN), 2023-09-15) Lucioni, Eldo José; Tais, Carlos EstebanAdicionalmente, las muy bajas velocidades están asociadas a eventos de desgaste erosivo de larga duración; también aquí es exigua la bibliografía. Para la curva de erosión, se reporta la aparición de un intervalo de inflexión entre ángulos 8° y 12°; lo cual se cumple para diferentes tamaños de partículas, angularidades y velocidades. La determinación de la velocidad de partícula a partir de su energía permite incorporar los parámetros geométricos y físicos de la masa erosiva.