Trabajos de investigación EP Física

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Ondas oceánicas ecuatoriales y su conectividad con los eventos cálidos asociados al fenómeno El Niño
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Crespo Guillen, Jean Jaime; Quispe Sánchez, Jorge Martín
Este trabajo se centró en la identificación de las ondas oceánicas ecuatoriales y su conectividad con los eventos cálidos de El Niño, enfocado en los procesos físicos de la dinámica Ecuatorial. Si bien estos tipos de ondas oceánicas ecuatoriales transportan energía a lo largo del ecuador no todos poseen la energía suficiente para propagarse hacia la cuenca del Océano Pacifico y en la dirección del desplazamiento de las aguas cálidas durante un evento El Niño. Por ello, se identificó los diferentes tipos de ondas oceánicas ecuatoriales, a través de su relación de dispersión utilizando los principios y fundamentos de la dinámica de fluidos geofísicos y luego se estableció mediante sus propiedades de onda a aquellos que tienen conexión con el evento El Niño. Los resultados de este trabajo de investigación generan un soporte teórico para próximos estudios multidisciplinarios en la implementación de las ondas oceánicas ecuatoriales referente a los procesos físicos de interacción Océano-Atmosfera y la estratificación lineal del océano.
Formalismo hamiltoniano de modelos inflacionarios
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2022) Bravo Gutierrez, Martín Alejandro; Vargas Auccalla, Teófilo
En el presente trabajo se desarrolla el formalismo hamiltoniano de los modelos inflacionarios en los cuales el campo inflatón está no mínimamente acoplada con la gravedad por medio de una modificación de la acción de Hilbert, mostrándose en detalle la descomposición 3+1 de la acción y obteniéndose la densidad hamiltoniana y las ecuaciones dinámicas y de restricción de estos modelos.
Equivalencia de los marcos de Einstein y Jordan en un contexto cosmológico
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2022) León Andonayre, Luis Alberto; Vargas Auccalla, Teófilo
Estudia los principales aspectos matemáticos necesarios para que una teoría de la gravedad con un campo escalar acoplado de manera no mínima al escalar de curvatura pueda ser expresada en términos de una teoría con un acoplamiento mínimo en el contexto de los modelos inflacionarios con acoplamiento no mínimo y demostrándose la equivalencia entre el marco de Jordan y el marco de Einstein.
Uso del análisis de componentes principales en la precisión de los mapas de clasificación (caso de estudio: Yurimaguas)
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2022) Calzada Lopez, Junior; Mendoza Nolorbe, Juan Neil
El objetivo principal fue investigar el papel del análisis de componentes principales para aumentar la precisión de la clasificación supervisada Parallelepiped. PCA se ha aplicado con éxito en la imagen Landsat/8 en las cercanías a la ciudad de Yurimaguas. La clasificación se realizó en dos grupos de bandas, se utilizó áreas de entrenamiento y validación de cinco clases (agua, Bosque, deforestación, vegetación secundaria y suelo urbano). En primer orden se utilizó el grupo de bandas en reflectancia superficial (b1, b2, b3, b4, b5, b6 y b7), donde la matriz de confusión dio una precisión general del 77.0851% y el cálculo de las estadísticas kappa dio una precisión de 0.6049. En segundo orden se utilizó las bandas del primer componente y segundo componente (PC1, PC2), donde el primer componente contiene 73.3 % de la información y el segundo componente el 19.2%, en los demás componentes el porcentaje de variabilidad disminuyó en gran medida, ambos componentes suman más del 92.5% de la varianza total de los datos, así se utilizó para clasificar estas dos componentes, donde la matriz de confusión dio una precisión general del 90.541% y el cálculo de las estadísticas kappa dio 0.7967. Los resultados obtenidos indican que la precisión general y el coeficiente kappa aumentan cuando se usa el primer componente (PC 1) y segundo componente (PC2).
Corrección atmosférica de imágenes ópticas del satélite Sentinel-2A
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Zuñiga Leguía, Moisés; Eche Llenque, José Carlos
Revisa y evalúa el modelo físico de transferencia de radiación atmosférica 6S (Second Simulation of Satellite Signal in Solar Spectrum), para obtener la reflectancia superficial de las imágenes adquiridas por el satélite Sentinel 2A. Aborda la revisión de los fundamentos detrás del algoritmo de corrección atmosférica 6S para datos satelitales y para propósitos de evaluación se ha utilizado una imagen Sentinel2A de fecha 14 de agosto de 2018. El modelo 6S utiliza algoritmos matemáticos de transferencia radiativa para relacionar la reflectancia TOA y la reflectancia estimada en la superficie del suelo; para la obtención de la reflectancia de la superficie del suelo se requiere la información de los ángulos de cenit y acimut del Sol y el sensor, y las condiciones atmosféricas. Para el modelo 6S se usó el modelo atmosférico Tropical, el modelo de aerosoles de tipo Quema de Biomasa y el AOD 0.5. La imagen se ha obtenido en un nivel de procesamiento básico de L1C, en niveles digitales, con resolución radiométrica de 16 bits, resolución espectral de 13 bandas, resolución espacial 10 m, 20 m y 60 m. El procesamiento de la imagen Sentinel-2A inicia con la corrección radiométrica que implica el cálculo de la reflectancia en el tope de la atmosfera (TOA), seguidamente se procede con la corrección atmosférica. Finalmente, se ha inter comparado los datos de reflectancia TOA y la reflectancia de superficie para superficies como agua, suelo y vegetación, obteniéndose una diferencia espectral mayor en la banda del infrarrojo cercano (Banda 8). Con este trabajo se pretende obtener parámetros biofísicos con precisión a partir de las imágenes de Sentinel-2A.
Desarrollo de un equipo compacto y portátil de Espectroscopia de Impedancia Eléctrica para realizar análisis del tejido sanguíneo
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Lexequías Cabrera, Christian Hugo; Baltuano Elías, Oscar Rolando
Busca desarrollar un dispositivo capaz de analizar tejido sanguíneo con un método mucho menos invasivo, rápido y altamente confiable haciendo uso de una muestra sanguinea de 0.6 uL. Su principio de funcionamiento se basa en la espectroscopia de impedancia eléctrica (EIE) sobre una tira reactiva dopada con una proteína dimérica que reacciona con la Hemoglobina (Hb1Ac). El presente proyecto fue llevado a cabo dentro del laboratorio de Instrumentación Física y Aplicaciones de la UNMSM (INFISA). Como resultado de este trabajo se pudo observar una diferencia notoria entre los espectros de impedancia correspondientes al diagrama de Nyquist en diferentes concentraciones de hemoglobina en sangre, con lo cual se pudo cumplir el objetivo de poder realizar un equipo capaz de analizar tejido sanguíneo por EIE. Este hallazgo ha sido el producto de una investigación financiada por el Vicerrectorado de Investigación de la UNMSM a través de su programa IPCONFIG-2020 y el Programa de Promoción de Trabajo de Investigación (TI) para optar al grado académico de Bachiller-2020, ganando también el segundo galard´on en Global First Penguin Club Conference (G1PEC).
Diseño electrónico de un sistema de irradiación infrarroja controlado para evaluación de dosis de radiación en terapia fototérmica plasmónica in vitro
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2022) De la Cruz Marin, José Luís; Adriano Peña, Rolando Wilder
Presenta el diseño electrónico de un sistema de irradiación infrarroja controlada que permitirá realizar estudios de terapia fototérmica plasmónica in vitro. El sistema diseñado está formado por 4 subsistemas; un subsistema de control de ancho de haz el cual contiene un obturador electrónico, un subsistema de potencia que consiste en una fuente DC variable para alimentar el led IR, también se cuenta con un subsistema de monitoreo de temperatura; estos subsistemas son integrados y controlados por el subsistema de control. Para todo este diseño se considerará los parámetros y materiales para trabajar con células in vitro.
Síntesis, caracterización estructural, vibracional y magnética de nanomaghemita funcionalizada con poliacrilonitrilo y polianilina
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2022) Rueda Vellasmin, Renzo; Ramos Guivar, Juan Adrián
La forma de conseguir que las nanopartículas magnéticas logren una prolongada estabilización es a través de la funcionalización. En este trabajo se emplea para dicho propósito la ruta de síntesis de coprecipitación química para conseguir la estabilización de NP magnéticas de óxidos de hierro a través de la estabilización estérica con los polímeros poliacrilonitrilo (PAN) y polianilina (PANI). Emplear la coprecipitación en estas síntesis supone emplear pocos recursos y buenos resultados. Para entender sobre los potenciales usos de esta NP se realizó la medición a través de la difracción de rayos X (DRX), esto para estudiar el tipo de estructura que conforma las posiciones atómicas de esta NP. Para este fin se realizó el refinamiento por el método de Rietveld. La espectroscopía Raman permite corroborar la fase formada del óxido de hierro debido a las huellas dactilares únicas que producen los enlaces interatómicos cunado el haz monocromático de 785 nm . La Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) permite identificar la presencia de los polímeros a través de sus modos vibracionales sobre la estructura del óxido de hierro que no se expresan con la DRX. Y el comportamiento magnético de la muestra se obtiene a través del estudio de los gráficos H-M y ZFC-FC.
Utilización del código Montecarlo – Penélope para la simulación de la interacción radiación - materia
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018) Guzmán Achallma, Carlos Luis; Carita Montero, Raúl Félix
Busca demostrar la utilidad del programa Penelope 2003 en el proceso de Radioterapia mediante la interacción de la materia con las radiaciones ionizantes.
Propiedades eléctricas de los nanotubos de carbono
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2022) Suárez Quispe, Hernán; Espinoza Bernardo, Robert Marino
Presenta un estudio descriptivo de su estructura y de las principales propiedades. En este caso se ha considerado que la capacidad de estos materiales para comportarse como metal o semiconductor, según su estructura es de particular interés, por lo que el presente trabajo de investigación se enfocará en el estudio de las propiedades eléctricas de los CNTs. Además, se mencionarán métodos de síntesis que existen para obtener los nanotubos de carbono, tales como el de descarga de arco voltaico (técnica utilizada por Iijima en 1991), la deposición química de vapor (CVD), la ablación láser, electrólisis y la síntesis por radiación microondas. Finalmente, se mencionarán aplicaciones de los CNTs en electrónica, biosensores, administración de fármacos, electroquímica, construcción de nano cables y superconductores.
Grafeno, nanomaterial del futuro
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2022) Villanueva Príncipe, Jaime Marcelo; Rivera Riofano, Pablo Héctor
Muestra el alcance que ha tenido el grafeno en los últimos dieciséis años, desde su obtención experimental en el 2004, que abarca desde la investigación de nuevos materiales, hasta las amplias posibilidades tecnológicas y las más recientes aplicaciones técnicas desde el ahorro de la energía hasta el medio ambiente pasando por la biomedicina, dispositivos electrónicos que puede tener un gran impacto en el bienestar de la sociedad en general. Hacemos una reseña del grafeno, comparamos su estructura respecto a los otros alótropos de carbono, suscintamente describimos sus características mecánicas, térmicas, electrónicas, ópticas y topológicas, en última instancia al mencionar la bicapa de grafeno rotado.
Variabilidad espacial y temporal de la precipitación en el Perú usando datos de TRMM en el periodo 2010- 2019
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2022) Gutiérrez Quispe, Alfonso Justo; Mendoza Nolorbe, Juan Neil
La presente monografía tiene como objetivo principal determinar la variabilidad y climatología de la precipitación en las regiones del Perú usando datos del satélite TRMM. Se ha determinado la variabilidad de la precipitación en el Perú, a partir de mapas de climatología promedio mensual y climatología estacionalidad usando datos del satélite TRMM del producto 3B43V7 en el territorio peruano para el periodo 2010-2019, las cuales muestran estrechas relaciones con vientos a 850 hPa. Se ha identificado las regiones que han experimentado la máxima intensidad de precipitación, están en la costa norte que comprende los departamentos de Tumbes, Piura, Lambayeque y La Libertad, también se observa una alta variabilidad en la frontera entre Madre de Dios, Cuscos y Puno, entre Ucayali, Huánuco, Pasco y Junín. Igualmente se ha identificado las regiones que han experimentado la mínima intensidad de precipitación, están a lo largo de toda la costa y los andes centrales, con excepciones como el año 2017 en la costa norte que comprende los departamentos de Tumbes, Piura, Lambayeque y La Libertad.
Penetración de la radiofrecuencia en el cerebro de los niños de 5 y 10 años
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018) Huamani Salvatierra, Eraldo; Carita Montero, Raúl Félix
Los métodos numéricos son una herramienta computacional, que nos permite simular la interacción electromagnética con el tejido biológico y de esta manera podemos pronosticar cuanta energía de radiofrecuencia absorben los diferentes tejidos que componen nuestro cuerpo. Esta medida lo hacemos mediante el SAR. En la actualidad los celulares son un elemento muy indispensable para nuestra comunicación, a través de algunos reportajes de televisión se percibe que no hay una información clara de si las radiaciones que emiten los celulares sean perjudiciales para la salud de los usuarios y de los niños. Este es el motivo que permitió desarrollar esta investigación. Centrándome en indagar la capacidad de penetración de la radiofrecuencia en la cabeza de niños y hacer una comparación con la cabeza de un adulto. Respecto a esto en la literatura científica se ha encontrado muchas simulaciones numéricas mediante el Método de Diferencias Finitas y todos señalan que la cabeza de los niños absorbe más energía de radiofrecuencia que la cabeza de los adultos. Y en nuestra ciudad se observa que los niños manipulan los celulares sin ningún control de parte de sus padres o tutores, puesto que no tienen mucho conocimiento de estos temas. Además, se ha encontrado que los límites máximos permisibles de las radiaciones que emiten los celulares lo han establecidos tomando un modelo de una persona adulta. No hay ninguna norma que limita la exposición a niños, y sabemos que ellos son muy propensos a absorber mayor energía de la radiofrecuencia. Por otro lado, el comunicado que señala la Organización Mundial de la Salud (OMS) respecto a las radiofrecuencias es posiblemente carcinógeno. Se ha encontrado algunos estudios que lo han realizado entidades como PubMed que no están asociadas a la OMS, que señalan que las radiofrecuencias y las radiaciones del wifi producen efectos no térmicos, este último causa fragmentación del ADN de los de los espermatozoides.
Análisis de la variabilidad estacional de clorofila, TSM y VVS en el sistema de afloramiento marino de Perú, observado simultáneamente a través de MODIS y TMI en el periodo 2003-2013
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Vilca Cruz, Oliver; Fashé Raymundo, Octavio
El objetivo fue estudiar la variabilidad estacional de Ch-a, TSM y VVS en la extensión costaocéano de zonas ubicadas en el norte, centro y sur del sistema de afloramiento marino de Perú, a partir de observaciones simultáneas de los sensores satelitales MODIS y TMI, la data satelital procesada fue de nivel L3, a resolución de 4, 25 km y 30 días, comprendidos entre los años 2003 al 2013. Además se llevó a cabo un análisis de series de tiempo de los parámetros. Los ciclos estacionales de los promedios mensuales de TSM para estas zonas mostraron que el periodo de enero a abril fue más cálido en la zona costera que en la región oceánica adyacente, y viceversa en el periodo de mayo a agosto. Las altas densidades de Ch-a se encuentran intensamente asociadas a la disposición de aguas costeras frías. Se observa que existen desemejanza en el ciclo estacional de Ch-a distinguiéndose dos ciclos verano-otoño con acumulaciones altas de Chl-a, aminorando en el periodo de invierno-primavera. Los vientos son potentes en el invierno y tenues en el verano con velocidades en promedio de 5 m/s. Estos resultados se explican en términos de la actividad térmica en la región oceánica adyacente y del enfriamiento invernal de la superficie en la zona costera principalmente en la zona sur.
Decaimiento del falso vacío en la Mecánica Cuántica y la Teoría Cuántica de Campos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Franco Diaz, Erwin Renzo; Vargas Auccalla, Teófilo
Clásicamente, es bien sabido que una partícula que se encuentra en un potencial que cuenta con dos mínimos distintos, es estable en cualquiera de estos. Esto deja de ser cierto al considerar una partícula cuántica puesto que existe una cierta probabilidad de que, si se encuentra inicialmente en el mínimo de mayor energía, decaiga al de menor. Es decir, el potencial cuenta con un falso vacío. En el presente trabajo de investigación se realizará un análisis detallado y sistemático del decaimiento del falso vacío en ausencia de la gravedad. Inicialmente, se estudia este fenómeno en la Mecánica Cuántica, estableciendo su relación con el efecto túnel y la aproximación WKB. Haciendo uso de la integral de camino euclideana y la aproximación del punto estacionario, se obtiene una expresión analítica para la tasa de decaimiento del falso vacío Γ a primer orden en h. Posteriormente, se generaliza este formalismo para la Teoría Cuántica de Campos del campo escalar. Se demostrará que, en este caso, el decaimiento del falso vacío tiene como resultado la nucleación y evolución de una burbuja de verdadero vacío en el espacio-tiempo de Minkowski.
Modelo geométrico físico-matemático para satélites de observación sub-métricos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Quispe Rivera, Antonio; Eche Llenque, José Carlos
Revisa los métodos para mejorar la precisión en la posición horizontal de las imágenes ópticas sub-métricas PeruSAT-1, basadas en modelamiento geométrico orbital y datos de control terrestre. Actualmente, las imágenes PeruSAT-1 nos brindan detalles de la superficie terrestre con una precisión de 25 metros (CE90) sin uso de puntos de control en tierra (GCPs). Es ese sentido, el trabajo de investigación abordo los fundamentos físicos del modelamiento orbital en el caso del satélite PeruSAT-1, el cual permite predecir la posición real en terreno (x, y, z) desde las coordenadas de imagen (fila, columna) considerando las fuentes de distorsión como la órbita y orientación del satélite, forma y rotación de la tierra, la geometría de observación del sensor, entre otros. Asimismo, se analizó las ventajas de usar GCPs colectados con GPS diferencial, drone o cartografía existente, para mejorar la precisión horizontal mediante procedimientos de ajuste polinomial. Los resultados de esta evaluación serán de gran utilidad para los usuarios del Sistema Satelital PeruSAT-1 quienes requieren ortoimágenes para el desarrollo de sus aplicaciones con una precisión horizontal menor o igual a 5 m, tales como: cartografía/catastro, zonificación ecológica económica, Inventario de lagunas/glaciares, agricultura de precisión, monitoreo de ANP, monitoreo de vías, gestión de riesgos, entre otros.
Estructura electrónica y ordenamiento de bandas en el HgTe y CdTe
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Hinostroza Vargas Machuca, Cristhian David; Rivera Riofano, Pablo Héctor
En este trabajo de investigación, se presentan las nociones básicas para entender la formación del pozo de potencial HgCdTe/HgTe/HgCdTe estudiando la inversión de bandas del HgTe originada por el intenso acoplamiento espín órbita del mercurio. Se calcularon numéricamente las estructuras de bandas del HgTe y del CdTe considerando el acoplamiento espín-órbita, y la interacción entre bandas mediante la teoría de funcionales de densidad. Se observó que el HgTe presenta una inversión de bandas en el punto de simetría Γ, con la banda de conducción siendo conformada por estados orbitales tipo p, mientras que el CdTe posee un ordenamiento normal, con la banda de conducción conformada por estados orbitales tipo s; por lo que ambos semiconductores pueden formar pozos cuánticos de tipo III, cumpliendo, además, las condiciones básicas para la existencia del estado de aislante topológico.
Modelos espectrales para estimar propiedades biofísicas y bioquímicas de la cobertura forestal
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Herrera Damián, Milco; Fashé Raymundo, Octavio
Realiza una compilación de información concerniente a la evaluación de modelos espectrales para recuperar las propiedades biofísicas y bioquímicas de la cobertura forestal a partir de imágenes de satélite y radiometría de campo, del mismo modo de la interpretación de los índices espectrales como: el índice de borde rojo (REP), índice de clorofila (CI) y los índices de vegetación espectral. Posteriormente se describen las propiedades biofísicas y bioquímicas de las hojas y plantas como (clorofilas, carotenoides y antocianinas). Asimismo se hace una revisión de los métodos y modelos aplicados a la cobertura forestal como métodos para apreciar el contenido de clorofila de las hojas, métodos para apreciar el contenido de clorofila del dosel forestal, modelos de reflectancia para estimaciones bioquímicas foliares y de igual forma se describen los métodos basados en procesos de inversión de los modelos de transferencia de radiación PROSPECT, INFORM y el modelo de interacción de la luz forestal (FLIM) para recuperar las propiedades biofísicas y bioquímicas del bosque desde datos de satélite.
Detección de cambios en áreas agrícolas usando espectroradiometría de campo y teledetección
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Piscoya Santibañez, Jorge Armando; Eche Llenque, José Carlos
Revisa métodos basados en pixeles aplicables a la detección de cambios en coberturas agrícolas producidos por eventos climáticos. El trabajo de investigación contempla, como primer paso una revisión bibliográfica de los fundamentos de radiometría, espectrometría de vegetación y de teledetección, abordando conceptos importantes como: flujo de fotones, ángulo sólido, radiancia, irrandiancia, reflectividad, transmisividad y absortividad, a su vez enfatizando en las propiedades ópticas de la vegetación, su reflectancia en cada banda del espectro electromagnético por medio de espectroradiometría y satélites. Se mencionan también los tipos de resolución de los sensores e imágenes espectrales, siendo conceptos importantes para poder elegir una escena satelital. Seguidamente, se muestra el apartado metodológico donde se realiza una revisión de los índices espectrales más utilizados para caracterizar las propiedades biofísicas o bioquímicas de la vegetación, tal como: NDVI, SAVI, NBR, GCL, RGR, además se introdujo lo métodos más resaltantes en base a pixeles como: diferencias de imágenes, regresión de imágenes y análisis de vector de cambios. Finalmente, se presentan las conclusiones respectivas de cada sección que permitirán recomendar los métodos más idóneos para cuantificar las áreas de cultivos afectadas a los investigadores y estudiantes interesados en el tema.
Métodos de cálculo de la magnitud de momento sísmico
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2021) Anchivilca Valentín, Renzo Isaac; Jiménez Tintaya, César Omar
Se recopila información sobre el fundamento teórico básico de los sismos, enfatizando en la descripción de las diferentes escalas de magnitud sísmica que existen para culminar con las ecuaciones y métodos que se usan en el cálculo de una conocida como magnitud de momento sísmico. En la parte introductoria se describe como fue evolucionando el campo de la sismología y mencionando algunos sismos importantes que sucedieron en el Perú y el mundo, explicando con más detalle la sismicidad en el Perú por ser de mayor interés para los peruanos. En el marco teórico se definen conceptos muy importantes como las ondas sísmicas, placas tectónicas, fracturas geológicas, entre otros. Después se mencionan las diferentes escalas de magnitud sísmica, explicándolas someramente con el objetivo de poder establecer una diferenciación entre ellas. Se continúa definiendo la escala de magnitud de momento sísmico explicando sus características y enfatizando su ventaja con respecto a las otras escalas de magnitud. Se prosigue definiendo dos parámetros sismológicos muy importantes que sirven como apoyo en el entendimiento de uno de los dos métodos de cálculo explicados en la sección metodológica. Estos métodos son el análisis espectral y el de inversión del tensor de momento sísmico.

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