Física (Tesis)

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Simulación de la función de reflectancia para la resonancia de plasmones de superficie
(Universidad Nacional Federico Villarreal, 2024) Orna Tiburcio, Diego André; Bruna Mercado, Rubén
Se presenta el estudio de la resonancia de plasmones de superficie bajo la configuración de Kretschmann en interrogación angular para el desarrollo del programa para modelar la función de reflectancia, se detalla el fundamento teórico y su posterior derivación. Se estudia el comportamiento de las variables de espesor, longitud de onda, función dieléctrica del metal, e índices de refracción del dieléctrico y prisma, modelado individualmente y cómo afecta el comportamiento individual a la absorción de la luz en la curva de la reflectancia. Se compara el comportamiento obtenido en la reflectancia con resultados teóricos y experimentales multicapa. Finalmente se presenta una tabla relevante que describe el comportamiento individual de cada parámetro y cómo afecta a la función de reflectancia. Estos resultados muestran que el programa trabajado es válido para comprender la influencia de los parámetros en la configuración de Kretschmann y su comparativa experimental muestra su viabilidad para la caracterización óptica.
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Fabricación y Caracterización de un Sensor Óptico de Temperatura a Base de Vidrios Teluritos Dopados con Er3+-Yb3+ Mediante el Método de Razón de Intensidad de Fluorescencia
(Universidad Nacional Federico Villarreal, 2024) Lozano Calderón, Gaston; Velesvilla Velezvía, Twiggy Miosotty
El desarrollo de termómetros ópticos de alta precisión y sensibilidad está recibiendo la atención de diferentes centros de investigación e industrias en las últimas décadas. El uso de vidrios dopados con iones de tierras raras presenta un elevado potencial para este fin debido a su aplicación en fibras ópticas. En este contexto, los vidrios teluritos presentan excelentes propiedades ópticas, térmicas, estructurales y sensoriales. En esta investigación se propuso la fabricación de un vidrio telurito dopado con Er3+-Yb3+ como termómetro óptico basado en la técnica de relación de intensidades de fluorescencia mediante espectroscopia de conversión ascendente. Estos vidrios se fabricaron mediante la técnica convencional de fusión-enfriamiento rápido y fueron caracterizados por calorimetría diferencial de barrido, medidas de índice de refracción, absorción y espectroscopia de luminiscencia. Se estudió su rendimiento de detección térmica en los niveles acoplados térmicamente 2H11/2 y 4S3/2 en el intervalo de temperaturas de 93 – 348 K (-180 – 75 °C) bajo diferentes potencias de excitación. La sensibilidad térmica disminuye con el incremento de la potencia de excitación. No obstante, estos vidrios presentan una excelente emisión y respuesta térmica, así como un elevado índice de refracción y estabilidad térmica en comparación con otros vidrios teluritos. Por lo tanto, estos vidrios son candidatos ideales para aplicaciones de termometría óptica, material luminiscente y fibra óptica.
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Investigación de la Climatología del Bosque Estacionalmente Seco en la Costa Norte del Perú utilizando Datos Imágenes de Satélites
(Universidad Nacional Federico Villarreal, 2023) Mendoza Humpire, Marili Luiza; Bruna Mercado, Rubén
El objetivo de la presente tesis es investigar y caracterizar la climatología del bosque estacionalmente seco en la costa norte del Perú, mediante el uso de datos imágenes producto NDVI del sensor MODIS a bordo del satélite TERRA y AQUA para el periodo 2003 -2021. Se usaron datos mensuales de temperatura superficial del área Niño1+2 e imágenes de precipitación y NDVI. Esta investigación es un estudio observacional retrospectivo basado en datos satelitales y datos in-situ. En el procesamiento se generaron mapas temáticos de distribución espacial y variabilidad temporal de NDVI y precipitación, establecemos la relación entre los parámetros NDVI, precipitación y temperatura Niño 1+2, por medio de distintos modelos (regresión múltiple, ARIMA) donde la variable dependiente es el NDVI y las variables independientes son precipitación y temperatura. Los resultados obtenidos muestran que la temperatura en la región Niño 1+ 2 tiene mayor efecto sobre la evolución del NDVI y menor efecto la precipitación en el área de bosque seco. Se estableció la mejor relación de los tres parámetros empleando la técnica de ARIMA, donde simulamos la anomalía estandarizada de NDVI (Y_t) y la anomalía de temperatura superficial del mar A(TSM) con la precipitación A(PREC) siendo el modelo autorregresivo AR(2) con variable exógena de A(TSM)( Y_t=0.0059+0.8696*Y_(t-1)-0.1366*Y_(t-2)+0.7506*A(TSM)+e_t) el que mejor establece la relación entre los parámetros, para el periodo 2003 -2021.
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Monitoreo de la deforestación en el departamento de San Martín mediante teledetección periodo 1987-2017
(Universidad Nacional Federico Villarreal, 2023) Quispe Mancco, Cynthia Antonia; Tirado Rengifo, Arminda
La presente investigación tiene como objetivo principal el monitoreo de la deforestación en el Departamento de San Martín, Perú, durante tres décadas, desde 1987 hasta 2017, mediante técnicas de teledetección. Método: Para alcanzar este objetivo, se recopilaron y procesaron imágenes satelitales Landsat 5 TM y Landsat 8 OLI correspondientes a los años 1987, 1997, 2007 y 2017. Se aplicó corrección geométrica y atmosférica a las imágenes utilizando el software ENVI. Posteriormente, se llevó a cabo una clasificación supervisada utilizando el algoritmo de aprendizaje automático Máquinas de Vectores de Soporte (SVM) mediante la caja de herramientas de Orfeo ToolBox (OTB) en el software QGIS. Resultado: Este enfoque permitió un análisis detallado y preciso de las imágenes satelitales, facilitando la identificación y categorización precisa de las áreas afectadas por la deforestación. Se generaron diversos mapas, como los de deforestación y los de bosque y no bosque, utilizando el software ARCGIS. Estos mapas posibilitaron la creación de mapas de cambio de cobertura del suelo para los períodos 1987 – 1997, 1997 – 2007 y 2007 – 2017, ilustrando las transformaciones en la cobertura del suelo a lo largo del tiempo. Conclusión: Los resultados obtenidos revelan un aumento constante en la deforestación a lo largo del período estudiado, con un incremento significativo en el periodo 2007 - 2017.
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Aplicación de control de calidad mediante rayos X al fuselaje de aeronaves
(Universidad Nacional Federico Villarreal, 2021) Barreda Sánchez-Pachas, Evzen Jacob; Neri Lujan, Lidia Gumercinda
El presente trabajo de tesis tuvo como objetivo realizar un estudio de control de calidad mediante la aplicación de rayos X en los componentes estructurales del fuselaje de aeronaves situadas en las instalaciones de la Fuerza Aérea del Perú. Las aeronaves objeto de este estudio pertenecen a la Fuerza Aérea del Perú o a empresas particulares de aviación comercial que desean cumplir con sus controles periódicos de seguridad. Los aviones radiografiados fueron un avión Hércules de la Fuerza Aérea del Perú, un Boeing 737-401, un avión Boeing B737-4B7 y un avión CESSNA 402C. Al aplicar la prueba no destructiva (NDT) sobre el fuselaje de estos tres aviones se cumplieron con los requerimiento de Control de Calidad exigidos por el fabricante y supervisados mediante la aplicación normas de la ASTM, especificadas en la norma técnica ASTM-E1742M. Luego de aplicar los rayos X sobre el fuselaje de los aviones antes mencionados, Se encontró que la aplicación del control de calidad permitió verificar el adecuado funcionamiento del fuselaje de las aeronaves que brindan servicio en el Perú.
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Análisis del control de calidad dosimétrico para tratamiento de arcoterapia volumétrica de intensidad modulada comparando un arreglo cilíndrico de diodos y detectores de silicio amorfo de panel plano
(Universidad Nacional Federico Villarreal, 2022) Moscoso Carrasco, Jenny Maribel; Guzmán Calcina, Sandra
La Arcoterapia Volumétrica Modulada (Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT) es una de las técnicas modernas más usadas para brindar tratamiento oncológico dentro del área de Radioterapia. Esta técnica se caracteriza por la modulación del haz de radiación al contorno del tumor mientras se va irradiando de manera continua la zona dañada. Razón por la cual requiere de un estricto Control de Calidad (CC). Existen varios dispositivos electrónicos con los que se puede realizar los CC, cada uno de ellos tienen sus ventajas y desventajas que van desde tiempo de ejecución hasta la robustez en los resultados. El presente trabajo tuvo como objetivo analizar los CC de planificaciones hechas con la técnica VMAT haciendo uso de 2 detectores para comparar cuál de ellos sería la mejor opción en base a los parámetros de índice gamma, Distancia de Coincidencia = 3 mm (Distance To Agreement, DTA) y Diferencia de Dosis (DD) = 3 %. Para la metodología se consideró un diseño cuantitativo con enfoque observacional. Se compararon los CC hechos con el ArcCHECK y Dispositivo de Imágenes de Portal Electrónico (Electronic Portal Imaging Device, EPID) ambos para las mismas planificaciones. Tras el análisis se obtuvo en promedio un índice gamma 98.5% usando el ArcCHECK, mientras que un 97.5%con el EPID. Se concluyó que ambos detectores cumplen con el objetivo de ser buenos elementos para calificar un plan de tratamiento. Aunque mejores resultados se obtienen con el sistema dosimétrico ArcCHECK; Además, se observó una asociación entre el tipo de cáncer y el índice gamma.
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Validación del método electret ion chamber en aire usado para la medición de rn 222 en interiores de hogares
(Universidad Nacional Federico Villarreal, 2019-04-16) Magallanes Montero, Miguel Humberto; Bruna Mercado, Rubén
La presente investigación ha tenido como objetivo validar el método EIC (Electret Ion Chamber) en aire para la medición de Rn222 en interiores de hogares mediante la determinación y análisis de sus parámetros analíticos con la finalidad de obtener medidas confiables, las medidas fueron realizadas en la cámara de radón del laboratorio de “Instrumentación nuclear y radón” de ALEPH SAC, del mismo modo el tratamiento de los datos también fue realizado por este laboratorio. Este método está caracterizado por el fabricante Rad Elec Inc. hasta los 2400 m.s.n.m., con una tasa de dosis de hasta los 12 μR/h, es robusto respecto a la humedad relativa pudiendo trabajar hasta el 100% y respecto a la temperatura en los hogares no se ve afectado. Previamente a la validación se realizó un análisis preliminar de RSD de 6 mediciones, para evaluar la factibilidad de la validación del método. Después del análisis preliminar se efectuó la determinación de los parámetros analíticos del método, para ello se necesitaron un total de 71 muestras, de las cuales 21 fueron para determinar los límites de detección y cuantificación, 16 para precisión y 4 para robustez. Las 24 muestras restantes se emplearon para desempeñar un examen de aptitud con el laboratorio Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) de Alemania, obteniendo un error promedio relativo del 7.5%. Estos resultados se utilizaron para determinar los parámetros analíticos restantes (veracidad, linealidad, rango, sensibilidad y selectividad). Del mismo modo, la incertidumbre se determinó empleando el método de abajo hacia arriba, considerando aportes de la medición, sesgo y analista. De esta manera se concluye que el método es válido para realizar mediciones de gas Rn222 en interiores de hogares siendo confiable para su uso.
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Estudio de las propiedades termo-ópticas de la cerámica transparente de itrio dopada con europio (y2o3:eu3+) utilizando las técnicas de luminiscencia y lente térmica
(Universidad Nacional Federico Villarreal, 2016) Poma Nuñez, Patricia Ysabel; Bruna Mercado, Rubén
En este trabajo se determinó las propiedades térmicas y ópticas de la cerámica transparentes de Y2O3:Eu3+ mediante las técnicas de Luminiscencia y Lente Térmica. Primeramente fueron calculados los parámetros de intensidad de Judd Ofelt como una caracterización complementaria de Y2O3:Eu3+, sin embargo, aplicando la teoría tradicional de Judd-Ofelt no fue posible obtener estos parámetros, por lo que fue necesario utilizar el espectro de emisión. Con la técnica de luminiscencia y los parámetros de intensidad de Judd-Ofelt fue hecha una caracterización óptica detallada de Y2O3:Eu3+, obteniéndose una eficiencia cuántica de fluorescencia del 62% para el nivel 𝐷 5 0 del ion Eu3+. Usando la espectroscopia convencional de luminiscencia y Lente Térmica y un análisis de la dinámica temporal (tiempo de vida experimental) se determinó las propiedades termo-ópticas de la matriz hospedera y los resultados obtenidos fueron comparados con un monocristal disponible en la literatura; demostrando una alta cualidad óptica de la cerámica para diversas aplicaciones. Las propiedades termo-ópticas son: difusividad térmica 𝐷=26,06x10-3 cm2 /s, conductividad térmica 𝑘=5,8 W/m.K y el coeficiente de variación del camino óptico con la temperatura 𝑑𝑠⁄𝑑𝑇=2,978x10-6 K -1 .
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Aplicación de microscopía óptica de campo cercano, para el estudio de la absorción celular de nanopartículas de oro, orientadas al tratamiento de alergias inflamatorias
(Universidad Nacional Federico Villarreal, 2016) Aréstegui Sierra, Odón; Bruna Mercado, Rubén
En este trabajo de tesis fueron estudiados cultivos in vitro de células peritoneales de ratón interactuando con nanopartículas de oro (AuNPs), mediante microscopía óptica de campo cercano (MOCC), con la finalidad de localizar las AuNPs dentro de las células utilizadas en el tratamiento de alergias inflamatorias. Las nanopartículas metálicas tienen propiedades ópticas únicas, las similitudes dimensionales de estos nanomateriales y biomoléculas, incluyendo enzimas, anticuerpos (antígenos) o ADN, muestran la posibilidad de generar sistemas híbridos que pueden combinar las propiedades de los nanomateriales con el reconocimiento natural de biomoléculas. Se sabe que estos sistemas híbridos ya han sido ampliamente utilizados para diferentes tipos de tratamientos de enfermedades como alergias y cáncer. El estudio utilizando nanopartículas de oro (AuNPs) para tratar alergias inflamatorias en ratones, ha servido de base, para comenzar este trabajo de tesis, dando énfasis en la interacción entre las células y nanopartículas metálicas, debido a que los procesos de captación celular son de gran importancia en la biotecnología. Para tal objetivo fue utilizada la microscopía óptica de campo cercano (SNOM) que permite identificar procesos de captación celular en cultivos celulares con AuNPs. Estos resultados demuestran, que es posible obtener simultáneamente la información topográfica de la superficie celular y transmisión de campo cercano a través de la célula, así como también analizando estos resultados simultáneos, se demuestra que las AuNPs entran en la célula durante el tratamiento alérgico.
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Optimización del diseño y cálculo de blindaje para el búnker del servicio de radioterapia del Instituto de Oncología y Radioterapia de la Clínica Ricardo Palma
(Universidad Nacional Federico Villarreal, 2016) Quenhua Huapula, Rubén Alinber; Tirado Rengifo, Arminda
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