Repositorio Digital UVG ((Universidad del Valle de Guatemala)
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Aplicación de ayuda para pilotos a detección temprana de fatiga por medio de modelos de Machine Learning: Detección por medio de ritmo cardíaco
No full textEste proyecto tiene como objetivo desarrollar un sistema para la detección de somnolencia o fatiga
basado en el monitoreo de la frecuencia cardíaca (BPM) y otros parámetros fisiológicos simples
relacionados con la fatiga. Se emplearon técnicas de IA y aprendizaje automático para entrenar
tres modelos distintos: un modelo Long Short-Term Memory (LSTM) utilizando TensorFlow, un
modelo tabular de AutoGluon y un modelo forecast de AutoGluon. El entrenamiento y la validación
se realizaron utilizando datos preexistentes de estudios del sueño, específicamente los conjuntos
de datos Sleep Heart Health Study (SHHS) y PMData. Aunque los modelos desarrollados no están
diseñados para ser implementados de forma independiente, este estudio proporciona resultados sobre
el uso potencial de estos datos para sistemas más robustos.
Utilizando el 20% de los datos para evaluación, el modelo con mejor desempeño fue el WeightedEnsemble
Forecast de AutoGluon, con un F1-score de 0.92 para la clase 0 (Despierto), 0.58 para
la clase 1 (Sueño ligero) y 0.96 para la clase 2 (Sueño profundo). Tanto el WeightedEnsemble
Tabular de AutoGluon como el modelo LSTM mostraron resultados bajos en las predicciones de la
clase 1, con un F1-score de 0.43 para el Tabular y 0.07 para el LSTM. Los modelos fueron probados
en un sistema de monitoreo en tiempo real de la frecuencia cardíaca, donde no lograron predecir la
somnolencia con antelación o mientras ocurría. Los resultados sugieren que la frecuencia cardíaca,
aunque limitada como indicador único, puede aportar información complementaria para la detección
de fatiga.This project aims to develop a system for detecting drowsiness or fatigue based on heart rate
(BPM) monitoring and other simple physiological parameters related to fatigue. Artificial intelligence
and machine learning techniques were employed to train three different models: a Long Short-Term
Memory (LSTM) model using TensorFlow, a Tabular model from AutoGluon, and a forecast model
from AutoGluon. The training and validation processes were conducted using pre-existing data from
sleep studies, specifically the Sleep Heart Health Study (SHHS) and PMData datasets. Although
the developed models are not designed to be deployed independently, this study provides insights
into the potential use of these data for more robust systems.
Using 20% of the data for evaluation, the best-performing model was the WeightedEnsemble
Forecast from AutoGluon, achieving an F1-score of 0.92 for class 0 (Awake), 0.58 for class 1 (Light
Sleep), and 0.96 for class 2 (Deep Sleep). Both the WeightedEnsemble Tabular from AutoGluon
and the LSTM model showed lower performance in predicting class 1, with an F1-score of 0.43 for the
Tabular model and 0.07 for the LSTM. The models were tested in a real-time heart rate monitoring
system, where they failed to predict drowsiness in advance or as it occurred. The results suggest
that heart rate, while limited as a standalone indicator, can provide complementary information for
fatigue detection.PregradoLicenciado en Ingeniería en Ciencia de la Computación y Tecnologías de la Informació
Desarrollo de un monitor de presión arterial continuo basado en el sensor de fotopletismografía MAX30102
No full textLa hipertensión causa 7.5 millones de muertes a nivel mundial, afectando principalmente a países con ingresos medios a bajos, como Guatemala, y muestra una tendencia de aumento en su prevalencia. El diagnóstico, monitoreo y tratamiento de la hipertensión son cruciales
para prevenir riesgos derivados de esta enfermedad. El estándar de excelencia actual para el monitoreo de la presión arterial es por medio del esfigmomanómetro. Sin embargo, este da información puntual y pueden perderse datos importantes para un diagnóstico adecuado de la hipertensión debido a que el parámetro fisiológico medido posee un ciclo circadiano y varía durante el día. Es por esto que surge la necesidad de poder monitorear continuamente la presión arterial de una manera no invasiva.
El presente trabajo de graduación tiene como objetivo desarrollar un sistema de monitoreo
continuo y no invasivo de la presión arterial por medio de sensores ópticos de fotopletismografía (FPG). Se calibró el sensor MAX30102 y se estableció un protocolo de medición de FPG y presión arterial. Se procesó la señal para extraer tres características clave: el pico
sístole, pico diástole y muesca dícrota, las cuales permitieron correlacionar los cambios de volumen en la sangre con la presión. Se desarrollaron dos algoritmos de aprendizaje supervisado entrenados con las lecturas de distintos sujetos de prueba y múltiples mediciones de un mismo sujeto. Se estimó la presión sistólica y diástolica en tiempo real y se validaron los resultados comparando con dos dispositivos, un esfigmomanómetro y un monitor de signos vitales, alcanzando una precisión satisfactoria.Hypertension causes 7.5 million deaths worldwide, primarily affecting low-to-middleincome countries like Guatemala, and shows an increasing prevalence trend. Diagnosis, monitoring, and treatment of hypertension are crucial for preventing risks associated with this condition. The current gold standard for blood pressure monitoring is the sphygmomanometer.
However, this device provides only discrete information, which may lead to missed data critical for an accurate diagnosis of hypertension, as blood pressure follows a circadian rhythm and varies throughout the day. Therefore, there is a need for continuous, non-invasive blood pressure monitoring system.
This project aims to develop a continuous, non-invasive blood pressure monitoring system using optical photoplethysmography (PPG) sensors. The MAX30102 sensor was calibrated, and a protocol for PPG and blood pressure measurement was established. Signal processing was carried out to extract three key features-the systolic peak, diastolic peak, and dicrotic notch-which allowed the correlation of blood volume changes with blood pressure. Two supervised learning algorithms were trained with data from various test subjects and multiple measurements taken throughout the day for one subject. Systolic and diastolic blood pressure were estimated in real-time, and the results were validated by comparing them with two devices, a sphygmomanometer and a vital signs monitor, achieving satisfactory accuracy.PregradoLicenciado en Ingeniería Biomédic
Diseño e implementación de interfaz para simulador de vuelo didáctico
No full textEl problema principal abordado en este proyecto fue la falta de una solución de simulación de vuelo accesible, de bajo costo y adaptable a las necesidades específicas de los usuarios. Las soluciones comerciales existentes a menudo presentan un alto costo y una falta de flexibilidad, lo que limita su accesibilidad y personalización.
El objetivo del proyecto fue desarrollar e implementar una interfaz para calcular y visualizar parámetros de vuelo, incluyendo altitud, ángulos de giro, velocidades y datos de la aeronave, utilizando información de los controladores, como la posición y ángulo de orientación del timón o yugo. Los objetivos específicos incluyeron determinar las relaciones matemáticas entre los controladores y los parámetros de vuelo, diseñar e implementar un circuito integrado con una pantalla y elementos mecánicos, desarrollar un programa de cálculo con tiempos de respuesta menores a 1 segundo, y fabricar un prototipo funcional de panel de instrumentos.
Se construyó un prototipo de panel de instrumentos basado en una Raspberry Pi 4, que integra servomotores y una pantalla táctil, utilizando una estructura de perfil de aluminio y fibropanel, con un costo de materiales de Q1,434.65 y un peso total de 21.5 lb. La interfaz gráfica de usuario, con tiempos de respuesta menores a 1 segundo, permite una interacción táctil y ofrece opciones y ajustes de parámetros de vuelo. El prototipo imita con alta precisión los instrumentos del Cessna 172 y cumple con todos los requisitos planteados, estableciendo una base efectiva para futuros desarrollos en simulación de vuelo.PregradoLicenciado en Ingeniería Mecánic
Diseño estructural de un edificio de apartamentos estudiantiles de madera prefabricada, fundamentado en los criterios del Eurocódigo, para el análisis de la respuesta sísmica en suelos característicos de la Ciudad de Guatemala.
No full textTesis. Licenciatura en Ingeniería Civil Arquitectónica. Facultad de Ingeniería (137 p.).El crecimiento exponencial de la población a nivel global, incluyendo Guatemala, impulsa el desarrollo
social y la expansión de la infraestructura. Esta evolución es primordial para sustentar el
crecimiento, evidenciado por la creciente demanda de viviendas que satisfagan refugio y empleo,
generadas por la migración hacia los centros urbanos. A medida que avanzan los años, el espacio
disponible para nuevas construcciones se reduce, impulsando la tendencia de la edificación vertical.
Esta estrategia no solo optimiza el uso del espacio, sino que facilita el desarrollo de viviendas,
espacios comerciales y áreas de ocio que atienden las demandas de una sociedad cada vez más amplia.
La ubicación de Guatemala sobre placas tectónicas la expone a actividad sísmica, lo que puede
llevar a desastres naturales devastadores. En respuesta, los ingenieros recurren al uso de concreto
reforzado para construir estructuras capaces de resistir tales fuerzas naturales. A pesar de su eficacia,
la producción de cemento se identifica como uno de los principales contribuyentes de la emisión de
dióxido de carbono, representando entre el 4% y el 8% de las emisiones globales anuales. Este aspecto
subraya la urgente necesidad de abordar el impacto ambiental de la industria de la construcción.
El calentamiento global, incrementando por la emisión de CO2, afecta todos los aspectos de la
sociedad, lo cual impulsa la búsqueda de alternativas sostenibles para el desarrollo humano. A pesar
de la magnitud de la industria de la construcción, ha tenido una notable falta de innovación en
términos de prácticas sostenibles. Sin embargo, la exploración de sistemas estructurales alternativos
representa una prometedora vía de investigación y desarrollo con potencial para revolucionar la construcción
a nivel mundial. Entre las innovaciones está, el uso de madera como material estructural
en zonas sísmicas destaca por su viabilidad y sostenibilidad. Este enfoque no solo ofrece una alternativa
ecológica que, sino que también abre nuevas perspectivas para la ingeniería y la arquitectura,
promoviendo seguras, resilientes y ambientalmente responsables. (LA
Proposal for the implementation of a microbiological laboratory in a food industry
No full textFormato PDF digital — 192 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.Este estudio se ejecutó con el fin de proponer la implementación de un laboratorio
microbiológico, dentro de la industria alimenticia en Guatemala, que cumpla con los parámetros
de buenas prácticas de manufactura (BPM) y sirva de soporte para la certificación FSSC 22000.
Contar con un laboratorio microbiológico propio no solo asegurar la calidad e inocuidad de los
productos, sino que también fortalece su competitividad en el mercado. La certificación FSSC
22000 es clave para garantizar que los productos alimenticios sean seguros para el consumo y
cumplan con los estándares globales, especialmente importante en un contexto donde la industria
alimentaria está cada vez más regulada y los consumidores demandan mayor seguridad en los
productos que consumen.
El análisis financiero muestra que la implementación del laboratorio es económicamente
viable, proyectando una tasa interna de retorno (TIR) del 12% y una recuperación de la inversión
inicial en el quinto año. La instalación del laboratorio permitirá a la empresa generar ahorros
anuales de aproximadamente Q165,354.31, eliminando la necesidad de tercerizar pruebas
microbiológicas. Además de los beneficios financieros, contar con un laboratorio propio
proporciona mayor control sobre los tiempos de respuesta, lo que es esencial para identificar y
corregir posibles problemas en la producción de alimentos de manera rápida y eficiente.
La selección de equipos y servicios esenciales fue un factor clave en la propuesta, ya que se
priorizaron aquellos con mejor relación precio-calidad, facilidad de traslado y durabilidad.
También se incluye un manual técnico que asegura que los procedimientos dentro del laboratorio
sean seguidos de manera consistente y que se mantengan los estándares de calidad requeridos,
minimizando errores y facilitando la capacitación del personal.
En conclusión, la implementación de este laboratorio microbiológico no solo es
económicamente viable, sino que ofrece importantes beneficios operativos y estratégicos. Se
sugiere continuar con el mantenimiento regular de los equipos y la actualización de los
procedimientos técnicos del manual, así como seguir capacitando al personal en las normas de
seguridad y calidad, para asegurar que el laboratorio opere de manera óptima y mantenga los
estándares de la certificación FSSC 22000 a largo plazo.This study was carried out in order to propose the implementation of a microbiological
laboratory, within the food industry in Guatemala, that complies with the parameters of good
manufacturing practices (GMP) and serves as support for the FSSC 22000 certification. Having
your own microbiological laboratory not only ensures the quality and safety of the products but
also strengthens your competitiveness in the market. FSSC 22000 certification is key to ensuring
that food products are safe for consumption and comply with global standards, especially
important in a context where the food industry is increasingly regulated, and consumers demand
greater safety in the products they consume.
The financial analysis shows that the implementation of the laboratory is economically viable,
projecting an internal rate of return (IRR) of 12% and a recovery of the initial investment in the
fifth year. The installation of the laboratory will allow the company to generate annual savings of
approximately Q165,354.31, eliminating the need to outsource microbiological tests. In addition
to the financial benefits, having your own laboratory provides greater control over response times,
which is essential to identify and correct potential problems in food production quickly and
efficiently.
The selection of essential equipment and services was a key factor in the proposal, as those
with the best price-quality ratio, ease of transport and durability were prioritized. A technical
manual is also included that ensures that procedures within the laboratory are followed consistently
and that the required quality standards are maintained, minimizing errors and facilitating staff
training.
In conclusion, the implementation of this microbiological laboratory is not only economically
viable but also offers important operational and strategic benefits. It is suggested to continue with
regular maintenance of the equipment and the updating of the technical procedures of the manual,
as well as to continue training the personnel in safety and quality standards, to ensure that the
laboratory operates optimally and maintains the standards of the FSSC 22000 certification in the
long term.PregradoLicenciado en Ingeniería en Biotecnología Industria
Spicy-repellent: un repelente picante
No full textPóster científico. Feria Científica, mayo 2024. Mención honorífica subcategoría de estudiantes de segundo año de la Facultad de Ciencias y Humanidades.La agricultura es crucial para el desarrollo humano, enfocándose en el cultivo de plantas para obtener materia prima esencial. En Guatemala, este sector es vital, con un 38% de la población económicamente activa dedicada a la agricultura, produciendo cerca del 80% de los alimentos del pais. Sin embargo, el uso de plaguicidas ha generado daños ambientales y de salud. La exploración intensiva de tierras también deteriora el ecosistema, afectando la rentabilidad a largo plazo.
Por esta razón, se busca el uso de repelentes e insecticidas ecológicos, como la capsaicina, un compuesto presente en el chile (Capsicum spp). La capsaicina, responsable del picante, ha demostrado ser efectiva para biopesticidas y antifúngico, sin efecto negativos aparentes en las plantas. Este compuesto se propone como una solución sostenible para proteger los cultivos y apoyar la agricultura en Guatemala.
El objetivo general es el de realizar un cultivo natural de jalapeños para la elaboración de un biopesticida a partir de la capsaicina del chile
Mutagénesis aleatoria mediante el uso de radiación UV en bacterias diazotróficas para establecer una mejora en la capacidad fijadora de nitrógeno
No full textFormato PDF digital — 71 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.La caña de azúcar (Saccharum spp.) es un cultivo relevante para Guatemala, debido a su aporte en la
economía e industria agrícola. Para obtener un buen crecimiento y rendimiento en los cultivos, es necesario
la aplicación de fertilizantes nitrogenados. A pesar que, el fertilizante químico es importante para mantener
el rendimiento y calidad de los cultivos, el uso excesivo de este tiene un efecto dañino en el medio ambiente
y salud humana. Como una solución al uso excesivo de fertilizantes nitrogenados se ha planteado el uso de
bacterias diazótroficas; las cuales pueden transformar el nitrógeno atmosférico a una forma más disponible y
soluble para las plantas. El presente estudio tenía como propósito determinar si el uso de radiación UV, con el
objetivo de generar una mutagénesis aleatoria, mejoraría la capacidad fijadora de nitrógeno en diferentes cepas
bacterianas de suelo. Además, se buscó cuantificar el nitrógeno fijado por bacterias diazotróficas, empleando
un método espectrofotométrico. Se utilizó un medio libre de nitrógeno para seleccionar las bacterias con una
capacidad de fijar nitrógeno. Tras realizar la mutagénesis aleatoria se estableció una mejora en la capacidad
fijadora de nitrógeno todas las mutantes generadas para Pseudomonas baetica, Bacillus subtilis, y Bacillus
cereus. De las colonias individuales, la colonia 22 de Pseudomonas baetica, mostró la mayor diferencia entre
las capacidades de fijación de nitrógeno de la colonia mutada y la colonia control. Para futuros análisis,
se recomienda realizar una secuenciación de los genes nif de las colonias mutadas con una mejora en su
capacidad de fijar nitrógeno, para establecer los efectos de las mutaciones inducidas por la radiación UV.Sugarcane (Saccharum spp.) is a highly significant crop for Guatemala due to its contribution to the
economy and agricultural industry. To achieve optimal growth and yield, the application of nitrogen-based
fertilizers is necessary. Although chemical fertilizers are essential for maintaining crop yield and quality, their
excessive use has detrimental effects on the environment and human health. As a solution to the overuse of
nitrogen fertilizers, the application of diazotrophic bacteria has been proposed. These bacteria can transform
atmospheric nitrogen into a more available and soluble form for plants. The purpose of this study was to
determine whether the use of UV radiation to induce random mutagenesis could improve the nitrogen-fixing
ability of different soil bacterial strains. Additionally, nitrogen fixation by diazotrophic bacteria was quantified
using a spectrophotometric method. A nitrogen-free medium was employed to select bacteria capable of
fixing nitrogen. Following random mutagenesis, an improvement in nitrogen-fixing capacity was observed in
all mutant strains of Pseudomonas baetica, Bacillus subtilis, and Bacillus cereus. Among individual colonies,
colony 22 of Pseudomonas baetica showed the greatest difference in nitrogen-fixing capacity compared to the
control colony. For future analyses, it is recommended to perform sequencing of the nif genes in the mutant
colonies that exhibited improved nitrogen-fixing capacity to identify the effects of UV-induced mutations.PregradoLicenciado en Bioquímica y Microbiologí
Reseña del Ecomuseo de San Andrés Semetabaj
No full textRevista de la Universidad del Valle. Resumen Conferencia. Centro de Investigaciones Arqueológicos y Antropológicos (CIAA). (p. 51-59)El concepto de ecomuseo puede definirse como una ruta interpretativa donde las comunidades presentan sus principales manifestaciones culturales y su relación con el territorio y su entorno natural. A diferencio de lo museologío clásico, este concepto se deriva de la "nueva museologío" propuesto por de Varine (2007), ya que se relaciona con los dinámicos de desarrollo de las poblaciones. En el ecomuseo, las comunidades generan el diseño de una ruta cultural y natural, beneficiándose desde un entorno turístico. Por lo tanto, el ecomuseo es ahora un término que, junto al museo comunitario, define la diversidad de formas que toma esta nueva museologío de desarrollo; ha alcanzado una especie de madurez institucional, aunque asuma formas diferentes según los contextos y los objetivos definidos
Evaluación técnica de la retención de antocianinas en frutos de moras (Rubus glaucus Benth) sometidos a tratamientos de liofilización y secado.
No full textTesis. Licenciatura en Ingeniería en Biotecnología Industrial. Facultad de Ingeniería (157 p.).El objetivo del estudio fue evaluar la capacidad de retención de antocianinas en moras
(Rubus glaucus Benth) sometidas a los tratamientos de liofilización y secado. Se realizaron
estudios antes y después de los tratamientos para determinar cuál de ellos generaba un
producto con mayor contenido de antioxidantes, adecuado para su uso como fuente natural
de compuestos bioactivos en la industria.
El ciclo de liofilización promedio de las moras tuvo como resultado una duración
aproximada de 11 horas, equivalente a 654 minutos con un contenido de humedad final de
1.85% ± 0.0.01%, inferior al 10%. Como resultado se obtuvo un 98.147 ± 0.010% de
efectividad, un rendimiento de 12.683 ± 0.345%, una productividad de 0.096 ± 0.004 kg/h y
una eficiencia de 2.189 ± 0.008%. Por otro lado, el tratamiento de secado duró
aproximadamente 7 horas (420 min), las moras prensadas alcanzaron un contenido de
humedad de 9.88 ± 0.01%, inferior al 10%. Como resultado se obtuvo un 90.493 ± 0.172%.
de efectividad, un rendimiento de 18.005 ± 0.077%, una productividad de 2.123 ± 0.014 kg/h
y una eficiencia de 1.471 ± 0.002%
Se recomienda realizar un escalamiento del tratamiento de liofilización para reducir
costos y tiempo de producción sin comprometer la calidad del producto final. También se
sugiere realizar un análisis más preciso de las antocianinas mediante cromatografía líquida
de alta eficiencia (HPLC, por sus siglas en inglés) y considerar medidas de conservación
adicionales como el envasado al vacío. Además, se deben realizar estudios adicionales sobre
otros compuestos bioactivos presentes en las moras y su comportamiento durante estos
tratamientos para una comprensión más completa de su impacto en la calidad del producto
final. (LA
Diseño de un chasis de robot humanoide basado en el Robonova-1.
No full textTesis. Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica. Facultad de Ingeniería (126 p.).El enfoque central de este proyecto de tesis se encuentra en el desarrollo e implemen tación de una plataforma articulada de forma humanoide. La plataforma fue dotada de un
número suficiente de articulaciones motorizadas que posibilitan la ejecución de movimien tos simulando el andar humano. Esta plataforma representa un avance significativo y abre
nuevas oportunidades de investigación para la institución. Esto gracias a que permite la
exploración y desarrollo de investigaciones y proyectos relacionados con la cinemática de
robots bípedos y sistemas de control.
El proceso de creación de esta plataforma implicó el uso de conocimientos en el área de
fabricación digital. Para dar forma a la estructura, se requirieron conocimientos de diseño
mecánico y modelado en CAD. La movilidad de esta estructura es esencial para su funciona miento y se logra mediante la actuación de las articulaciones. Este aspecto se abordó a través
de un sistema electrónico compuesto por un microcontrolador, un sistema para el control
de motores y una selección específica de motores para cada articulación. En este contexto,
se emplean motores HSR-8498HB, originarios de los Robonova-1, los cuales son controlados
por placas servocontroladoras PCA9685 de Adafruit y un ESP32 como elemento central del
circuito del robot.
Para garantizar su operatividad, se integró un banco de energía que alimenta el sistema
de manera ininterrumpida durante un período superior a los 30 minutos. Este contiene un
sistema de gestión de baterías (BMS) para supervisar y asegurar la protección adecuada
durante las fases de carga y descarga de las baterías utilizadas en el robot.
Esta combinación de elementos electrónicos y mecánicos permitió la creación de una
plataforma con la capacidad de llevar a cabo una marcha dinámica. Además, representa un
paso significativo en la investigación y desarrollo de robots humanoides en la institución, al
ser un trabajo pionero en el campo. Este proyecto no sólo contribuye al avance en el campo
de la robótica y la ingeniería, sino que también sienta las bases para futuras investigaciones
y aplicaciones en áreas relacionadas con la locomoción de robots y sistemas de control,
promoviendo así la expansión del conocimiento en nuestra institución y más allá. (LA