Repositorio Digital UVG ((Universidad del Valle de Guatemala)
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Guide with didactic sequences for music education aimed at teachers from San Bartolomé Milpas Altas
No full textFormato PDF digital — 60 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.En esta investigación se creó una guía con secuencias didácticas de educación musical para
docentes de primer y segundo grado de primaria basado en los contenidos establecidos en el
CNB. En Guatemala se cuenta con poco material pedagógico para los docentes que no son
especializados en el área musical. Al finalizar el proceso de evaluación y aplicación, se
pretende ofrecer una guía contextualizada basada en el CNB, que cumpla con los
aprendizajes necesarios para aportar significativamente a los alumnos de esta comunidad,
asegurando que la misma pueda contribuir al desarrollo integral de los niños y ofrecer al
docente una serie de herramientas que favorezcan en el proceso de aprendizaje. Teniendo
como resultado el desarrollo de competencias artísticas.
Se pudo evidenciar la importancia que las autoridades de los establecimientos educativos
brinden el apoyo y evaluación necesaria para que tomen decisiones encaminadas a fortalecer
estas áreas y permitir valorar la educación artística. Por último, se aspira a promover el valor
de la educación musical infantil en el municipio de San Bartolomé Milpas Altas,
Sacatepéquez, demostrándole a la comunidad educativa que los alumnos desarrollan distintas
habilidades y valores.In this research, a guide with didactic sequences for music education was created for first- and second-grade primary school teachers, based on the contents established in the National Core Curriculum (CNB). In Guatemala, there is limited pedagogical material available for teachers who are not specialized in the field of music. Upon completion of the evaluation and implementation process, the goal is to provide a contextualized guide based on the CNB that meets the necessary learning outcomes to make a meaningful contribution to the students of this community. The guide aims to contribute to the integral development of children and to offer teachers a set of tools that enhance the learning process, resulting in the development of artistic competencies.
The study also highlights the importance of educational authorities providing the necessary support and evaluation to make informed decisions that strengthen these areas and allow for a greater appreciation of art education. Finally, this project aspires to promote the value of early music education in the municipality of San Bartolomé Milpas Altas, Sacatepéquez, by demonstrating to the educational community that students develop a variety of skills and values through musical learning.PregradoLicenciado en Educación con Especialización en Educación Musica
Effect of different concentrations of naphthaleneacetic acid (NAA) and indolebutyric acid (IBA) on the in vitro rooting of Lycaste cochleata and Sobralia macrantha seedlings
No full textFormato PDF digital — 84 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.Orchidaceae es una de las familias de plantas más amenazadas a nivel mundial y la
más amenazada en Guatemala. Frente a esta situación, el cultivo y la propagación in vitro
han resultado ser alternativas viables y muy beneficiosas para su conservación. Sin
embargo, estas técnicas implican muchos retos económicos y técnicos, especialmente en
las fases de enraizamiento y aclimatación, ya que las respuestas hacia los tratamientos
varían entre especies. A partir de esto, se planteó esta investigación con el objetivo de
evaluar el efecto de distintas concentraciones de ácido naftalenacético (ANA) y ácido
indolbutírico (AIB) en el enraizamiento in vitro de plántulas de Lycaste cochleata y
Sobralia macrantha. Se realizaron ensayos utilizando medio MS a la mitad de su
concentración, modificado con auxinas sintéticas (ANA y AIB), cada una en tres
concentraciones diferentes: 0.2, 0.4 y 0.6 mg/L. Durante cuatro meses se realizó una
medición mensual de la cantidad y la longitud de raíces por plántula en cada tratamiento.
Los datos se analizaron a través de modelos aditivos generalizados mixtos (GAMM) en
RStudio para determinar las tendencias de crecimiento de las raíces con cada tratamiento.
Además, se evaluaron diferencias entre los porcentajes de enraizamiento final con una
prueba Chi-cuadrado y una comparación por pares de proporciones. Se comprobó que la
respuesta a los tratamientos hormonales difiere significativamente entre ambas especies.
Lycaste cochleata respondió de manera positiva a varios tratamientos, siendo el tratamiento
3 (ANA a 0.4 mg/L) el más efectivo. Sobralia macrantha no presentó un crecimiento
significativo en sus raíces en ninguno de los tratamientos evaluados.Orchidaceae is one of the most threatened plant families worldwide and the most
threatened in Guatemala. Faced with this situation, in vitro culture and propagation have
proven to be viable and highly beneficial alternatives for its conservation. However, these
techniques involve many economic and technical challenges, especially during the rooting
and acclimatization phases, since species exhibit variable responses to treatments. Based
on this, the main objective of this research was to evaluate the effect of different
concentrations of naphthaleneacetic acid (NAA) and indole-3-butyric acid (IBA) on the in
vitro rooting of Lycaste cochleata and Sobralia macrantha seedlings. Experiments were
conducted using half-strength MS medium modified with synthetic auxins (NAA and IBA),
each at three different concentrations: 0.2, 0.4, and 0.6 mg/L. Over four months, monthly
measurements were taken to assess both root number and root length per seedling for each
treatment. Data were analyzed using generalized additive mixed models (GAMM) in
RStudio to determine root growth trends with each treatment, and differences between final
rooting percentages were evaluated using a Chi-square test and pairwise comparison of
proportions. Results confirmed that hormonal responses differ significantly between the
two species. Lycaste cochleata showed a positive response to several treatments, with
treatment 3 (NAA at 0.4 mg/L) being the most effective. In contrast, Sobralia macrantha
did not exhibit significant root development under any of the tested treatments.PregradoLicenciado en Biologí
Burnout syndrome and quality of life among priests and nuns of a vicariate in Guatemala
No full textFormato PDF digital — 86 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.La necesidad de estudiar tanto el burnout como la calidad de vida surgió a partir del interés
de saber si las diferentes actividades que realizan los sacerdotes y religiosas los pueden llevar a
experimentar agotamiento mental, físico y emocional (burnout), el cual se ocasiona por el estrés
al momento de ejercer su misión, la desmotivación y las expectativas idealistas que tienen de sí
mismos. Para esta investigación, se utilizó un enfoque cuantitativo de tipo descriptivo
correlacional, siendo la pregunta principal de investigación: ¿Cómo afecta el síndrome de burnout
en la calidad de vida en los sacerdotes y religiosas de una vicaría de Guatemala? La muestra estuvo
conformada por 90 sacerdotes y religiosas de una vicaría de Guatemala, quienes reportan edades
entre 23 y 69 años, siendo el promedio de edad 45 años. El 76 % de la muestra nació en Guatemala,
mientras que el porcentaje restante, nacieron en diferentes países: Costa Rica, El Salvador, España,
Haití, Honduras y México. En la presente investigación se pudo destacar una diferencia
significativa en la carga de trabajo, según la vida religiosa de los participantes (sacerdotes o
religiosas), son los sacerdotes quienes reportan mayor carga de trabajo. A su vez, se puede destacar
que la percepción de la calidad de servicio brindado a la comunidad influye significativamente en
la calidad de vidaThe need to study burnout and quality of life came from the interest in knowing whether
the different activities done by religious men (priests) and women (nuns) could lead them to
experience mental, physical, and emotional exhaustion (burnout).
This usually happens because of the stress they experience when doing their mission, lack
of motivation, and the idealistic expectations they have of themselves. For this research, a
quantitative correlational descriptive approach was used, and the main research question was: How
does burnout syndrome affect the quality of life in religious men and women from a Vicariate in
Guatemala?
The sample included 90 religious people from a Vicariate in Guatemala, aged between 23
and 69, with the average age being 45 years old. 76 % of the sample were born in Guatemala,
while the rest were born in countries like Costa Rica, El Salvador, Spain, Haiti, Honduras, and
Mexico.
In the present study, a significant difference in workload was identified based on the
participants’ religious role (priests or nuns), with priests reporting a higher workload. Furthermore,
the perceived quality of service provided to the community was found to significantly influence
quality of life.PregradoLicenciado en Psicologi
Diversidad de mariposas diurnas y nocturnas (Nymphalidae, Papilionidae, Pieridae, Saturniidae y Sphingidae) en el sistema de plantaciones de palma de aceite en Guatemala
No full textRevista de la Universidad del Valle de Guatemala. Artículo de Investigación. Centro de Estudios Ambientales y Biodiversidad (74-93 p.)Este artículo presenta los resultados obtenidos por la evaluación de biodiversidad que se realizó durante los años 2022 y 2023 para conocer la diversidad de mariposas diurnas y nocturnas en plantaciones de palma de aceite en Guatemala. Las familias de mariposas (Lepidoptera) estudiadas fueron: Nymphalidae, Papilionidae, Pieridae, Saturniidae y Sphingidae. Las fincas que formaron parte de este estudio están asociadas a la Gremial de Palmicultores de Guatemala y están certificadas por la Mesa Redonda sobre Aceite de Palma Sostenible
Evaluación e implementación de algoritmos genéticos para aplicaciones en robótica y otras áreas de Ingeniería Mecatrónica
No full textEste trabajo aborda la evaluación e implementación de algoritmos genéticos (AG) para
aplicaciones específicas en robótica y la Ingeniería Mecatrónica. Se plantearon objetivos
enfocados en la planificación de trayectorias, evasión de obstáculos y segmentación de imágenes,
desarrollando escenarios prácticos para validar la eficacia de estos algoritmos. Mediante
una revisión exhaustiva del marco teórico de la computación evolutiva, se diseñaron AG
adaptados que fueron implementados en simulaciones realistas utilizando plataformas como
MATLAB y Webots.
En el ámbito de la planificación de trayectorias, se evaluaron cinco escenarios en mapas
2D y cuatro en entornos 3D. En los mapas 2D, los AG generaron rutas eficientes tras un
número controlado de iteraciones, evitando colisiones con obstáculos estáticos y optimizando
las trayectorias en términos de distancia recorrida. En los entornos 3D, los algoritmos demostraron
su capacidad para la navegación de drones, adaptándose a restricciones espaciales y
obstáculos complejos, y generando trayectorias precisas. La implementación en simulaciones
permitió validar el desempeño de los AG en entornos controlados, asegurando la viabilidad
de las soluciones propuestas.
En el procesamiento de imágenes, los AG fueron aplicados a la segmentación de imágenes
complejas, como imágenes médicas y escenarios con ruido. Los algoritmos lograron un
desempeño superior en métricas de calidad de segmentación frente a métodos tradicionales
como Otsu y K-means, destacándose en la agrupación de píxeles y la optimización de
regiones homogéneas. Adicionalmente, se desarrolló un escenario específico enfocado en la
segmentación para la identificación de regiones útiles en visión por computadora, mostrando
resultados altamente satisfactorios.
Con estas implementaciones, el trabajo cumplió con el objetivo general de evaluar e
implementar algoritmos genéticos para aplicaciones en robótica y otras áreas de la Ingeniería
Mecatrónica, validando su capacidad de optimización en diversos escenarios y consolidando
su utilidad como herramienta versátil en la resolución de problemas complejos.This work addresses the evaluation and implementation of genetic algorithms (GA) for
specific applications in robotics and Mechatronics Engineering. The objectives focused on
trajectory planning, obstacle avoidance, and image segmentation, developing practical scenarios
to validate the effectiveness of these algorithms. Through an exhaustive review of
the theoretical framework of evolutionary computation, adapted GAs were designed and
implemented in realistic simulations using platforms such as MATLAB and Webots.
In the area of trajectory planning, five scenarios were evaluated on 2D maps and four in
3D environments. On 2D maps, the GAs generated efficient routes after a controlled number
of iterations, avoiding collisions with static obstacles and optimizing trajectories in terms of
travel distance. In 3D environments, the algorithms demonstrated their ability to navigate
drones, adapting to spatial constraints and complex obstacles, and generating precise trajectories.
The implementation in simulations allowed for validating the performance of GAs
in controlled environments, ensuring the feasibility of the proposed solutions.
For image processing, GAs were applied to the segmentation of complex images, including
medical images and scenarios with noise. The algorithms achieved superior performance in
segmentation quality metrics compared to traditional methods such as Otsu and K-means,
excelling in pixel grouping and the optimization of homogeneous regions. Additionally, a specific scenario was developed for segmentation aimed at identifying regions useful in computer
vision, yielding highly satisfactory results.
Through these implementations, the work fulfilled the general objective of evaluating and
implementing genetic algorithms for applications in robotics and other areas of Mechatronics
Engineering, validating their optimization capabilities in diverse scenarios and consolidating
their utility as a versatile tool for solving complex problems.PregradoLicenciado en Ingeniería Mecatrónic
Classification of exoplanets using machine learning models
No full textFormato PDF digital — 38 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.En el presente trabajo se aborda el entrenamiento de algoritmos de machine learning para
la clasificación de exoplanetas en cuatro tipos: Terrestres, Súper Tierras, Neptunianos y Gigantes
Gaseosos. Los datos empleados fueron extraídos del NASA Exoplanet Catalog y del NASA Exoplanet
Archive. Los algoritmos utilizados fueron XGBoost, Árbol de Decisión, Random Forest y K-Nearest
Neighbors. Tras la preparación de la base de datos y el entrenamiento de los modelos, se procedió
a su evaluación. Los métodos basados en árboles de decisión mostraron el mejor desempeño, siendo
XGBoost el mejor con un F1-score promedio de 0.9822 (desviación estándar: 0.0087) en 10 iteraciones. Todos los modelos presentaron dificultades al distinguir entre Súper Tierras y Neptunianos. El
algoritmo K-Nearest Neighbors obtuvo el rendimiento más bajo (f1 − score promedio de 0.8100 y
desviación estándar de 0.395), atribuible al desequilibrio de clases en la base de datos, es decir, la
proporción de exoplanetas Terrestres es notablemente menor a la del resto de clasificaciones. Los métodos basados en árboles identificaron la masa y el radio planetario como las variables más relevantes,
dicho resultado es apoyado por la literatura al buscar caracterizar exoplanetas. Como oportunidades
de profundización, se propone explorar una mayor cantidad de hiperparámetros para cada algoritmo
e investigar variantes de K-Nearest Neighbors adaptadas a conjuntos de datos desbalanceados.This work addresses the training of machine learning algorithms for the classification of exo planets into four categories: Terrestrial, Super-Earths, Neptunian, and Gas Giants. The data were
obtained from the NASA Exoplanet Catalog and the NASA Exoplanet Archive. The algorithms ap plied were XGBoost, Decision Tree, Random Forest, and K-Nearest Neighbors. After preparing the
dataset and training the models, their performance was evaluated. Tree-based methods demonstra ted the best results, with XGBoost achieving the highest performance, reaching an average F1-score
of 0.9822 (standard deviation: 0.0087) across 10 iterations. All models showed difficulties in distin guishing between Super-Earths and Neptunians. The K-Nearest Neighbors algorithm obtained the
lowest performance (average f1-score of 0.8100 and standard deviation of 0.395), mainly due to
class imbalance in the dataset, since the proportion of Terrestrial exoplanets is notably smaller than
that of the other categories. Tree-based methods identified planetary mass and radius as the most
relevant variables, a result consistent with the literature on exoplanet characterization. As future
work, it is proposed exploring a wider range of hyperparameters for each algorithm and investigating
variants of K-Nearest Neighbors adapted to imbalanced datasetsPregradoLicenciado en Físic
Caracterización y evaluación de biocompatibilidad del colágeno extraído de la piel de tilapia en el contexto de cicatrización de quemaduras
No full textEl órgano más grande del cuerpo humano es la piel, la cual es esencial para mantener
la salud. Según la OMS, las quemaduras causan aproximadamente 180,000 muertes anuales,
lo que destaca la necesidad de tratamientos eficaces. Por esto el objetivo de este proyecto
es generar una solución innovadora con el fin de tratar quemaduras utilizando colágeno
extraído de la piel de tilapia. El colágeno de tilapia presenta una estructura similar a la del
colágeno humano, lo que lo hace más biocompatible y menos susceptible a la contaminación,
a diferencia del colágeno de bovinos y porcinos. Utilizar la piel de tilapia, un subproducto
de la acuicultura, también contribuye a la sostenibilidad al reducir el desperdicio.
Este proyecto se enfoca en generar una solución vanguardista para el tratamiento de
quemaduras que beneficien a los pacientes en entornos médicos. El colágeno, conocido por
su capacidad para cicatrizar y ser biocompatible, es esencial para la fabricación de apósitos.
Por ende, se ofrece una futura alternativa viable a las fuentes tradicionales de colágeno, y
así se generará un impacto significativo en el campo médico. Este proyecto se divide en tres
fases. La primera etapa se enfocará en la preparación de la piel de tilapia. La segunda, en
la extracción del colágeno de la piel tratada mediante proceso enzimático. Finalmente, la
tercera etapa consiste en la realización de pruebas específicas para verificar la presencia de
colágeno y evaluar la biocompatibilidad del mismo. Se utilizarán células L929 y LAN-1 para
evaluar la biocompatibilidad del colágeno extraído mediante pruebas con azul de metileno
y ensayo de MTT.The largest organ in the human body is the skin, which is essential for maintaining health.
According to the WHO, burns cause approximately 180,000 deaths annually, highlighting
the need for effective treatments. Therefore, the objective of this project is to generate an
innovative solution to treat burns using collagen extracted from tilapia skin. Tilapia collagen
has a structure similar to human collagen, making it more biocompatible and less susceptible
to contamination compared to bovine and porcine collagen. Using tilapia skin, a by-product
of aquaculture, also contributes to sustainability by reducing waste.
This project focuses on developing an advanced solution for burn treatment that benefits
patients in medical settings. Collagen, known for its healing capabilities and biocompatibility,
is essential in the manufacturing of wound dressings. Thus, a viable future alternative to
traditional collagen sources is offered, aiming to make a significant impact in the medical
field. This project is divided into three phases. The first stage will focus on the preparation
of tilapia skin. The second phase will focus on the extraction of collagen from the treated
skin through an enzymatic process. Finally, the third phase consists of performing specific
tests to verify the presence of collagen and evaluate its biocompatibility. L929 and LAN-1
cells will be used to assess the biocompatibility of the extracted collagen through methylene
blue and MTT assay tests.PregradoLicenciado en Ingeniería Biomédic
Development of an IoT and machine learning application for the automatic maintenance of crops in vertical farming
No full textFormato PDF digital — 97 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.Este trabajo consiste en el desarrollo de una plataforma basada en microservicios para
el control y monitoreo de torres hidropónicas verticales utilizando tecnologías IoT, sensores
y microcontroladores ESP32. Esta plataforma permite a los usuarios gestionar y supervisar
el sistema hidropónico mediante una interfaz que muestra los datos esenciales recolectados
de los sensores y facilita la configuración remota de los dispositivos. El sistema se compone
de una arquitectura modular que emplea tecnologías como Node.js, Docker, Kubernetes y
Next.js, garantizando escalabilidad y facilidad de mantenimiento.
El sistema se divide en dos partes principales: los microservicios y los dispositivos IoT.
Los microservicios incluyen un servicio de autenticación para la seguridad de los usuarios,
un servicio de gestión de dispositivos que permite configurar los parámetros operativos de
los dispositivos IoT, un servicio de lecturas que recopila los datos de los sensores, un servicio
de comandos para enviar instrucciones a los dispositivos y un servicio de correos electrónicos para notificaciones automáticas. Por su parte, los microcontroladores ESP32 capturan
los datos de sensores de humedad, temperatura y luz, y los transmiten al sistema central
mediante protocolos HTTP y MQTT, funcionando como el gateway de los dispositivos IoT.
Adicionalmente, se desarrolló un modelo de machine learning utilizando la biblioteca
scikit-learn de Python. Este modelo emplea variables del entorno (como temperatura, humedad y niveles de luz) y variables del sistema (intervalos de encendido y apagado de la bomba,
tiempo desde la última solución nutritiva, y cantidad de luz artificial) para identificar los
intervalos de riego más óptimos. Los resultados obtenidos confirman que tanto la API como
el modelo son funcionales y cumplen con los objetivos planteados. Además, la torre hidropónica fue construida exitosamente mediante procesos de manufactura como impresión 3D
y corte láser, demostrando la viabilidad del sistema para su aplicación en entornos urbanos.This work consists of the development of a platform for controlling and monitoring vertical hydroponic towers through IoT technology, using sensors and ESP32 microcontrollers.
The platform enables users to manage and supervise the hydroponic system via an interface
that displays key sensor data and allows for the remote configuration of devices. The communication between components is handled through protocols such as HTTP and MQTT,
while the system is built on a microservices architecture to ensure scalability, modularity,
and maintainability.
The system can be divided into two main parts: the microservices core and the IoT
device edge. The core includes a set of microservices, such as an authentication service for
user security, a device management service for configuring IoT devices, a readings service
for collecting sensor data, a commands service for sending instructions to devices, and a
mailing service for automatic notifications. Additionally, the core leverages a Next.js-based
user interface for visualizing real-time data and a graph database for storing device information. On the edge, ESP32 microcontrollers collect environmental data—such as temperature,
humidity, and light intensity—and transmit it to the core, serving as the gateway for IoT
devices.
Furthermore, a machine learning model was developed using the scikit-learn library in
Python. This model analyzes environmental and system parameters, such as pump operation
intervals and light levels, to determine optimal irrigation intervals that balance plant health
and energy efficiency. The suggested irrigation intervals are manually configured via the API.
The results demonstrate the successful implementation of both the API and the machine
learning model. Additionally, the hydroponic tower was constructed using advanced manufacturing techniques, including 3D printing and laser cutting, validating the practicality of
the system for urban agricultural applications.PregradoLicenciado en Ingeniería Electrónic
Design and analysis of a photovoltaic system in an industrial building in Villa Nueva, Guatemala
No full textFormato PDF digital — 67 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.Las naves industriales se utilizan para diversas aplicaciones, y su diseño depende de los
requerimientos específicos de cada cliente y las normativas vigentes según el sector
industrial. Las características de estas estructuras varían considerablemente, dado el amplio
espectro de actividades económicas que se desarrollan en su interior. Este factor brinda una
gran variedad de soluciones en el diseño energético de cada nave industrial, considerando
aspectos como la luz solar, la dirección del viento y materiales.
En Guatemala, se implementó el “Plan Nacional de Eficiencia Energética 2019-2032”,
cuyo objetivo principal es priorizar el ahorro energético. Este plan busca reducir el uso y
consumo de energía proveniente de diversas fuentes mediante la promoción de la eficiencia
energética (ARIAE, 2019).
La adopción de tecnologías fotovoltaicas en naves industriales se plantea como una
solución económicamente viable y sostenible para reducir los costos energéticos de las
empresas. El crecimiento del sector industrial en Guatemala facilita el acceso a módulos
fotovoltaicos en diferentes regiones del país.
Esta tesis se centrará en el diseño y análisis de un sistema fotovoltaico para una nave
industrial ubicada en Villa Nueva, Guatemala, teniendo en cuenta factores como la
orientación, inclinación y capacidad de los paneles solares, además se tomará en cuenta la
estructura de la nave industrial para determinar si es capaz de resistir el equipo. Asimismo,
se incluirá un análisis del retorno de inversión, evaluando el ahorro energético en función
de las tarifas localesIndustrial buildings are used for various applications, and their design depends on the specific requirements of each client and the current regulations applicable to each industrial sector. The characteristics of these structures vary considerably due to the wide range of economic activities carried out within them. This factor provides a great diversity of solutions for the energy design of each industrial facility, taking into account aspects such as sunlight, wind direction, and construction materials.
In Guatemala, the National Energy Efficiency Plan 2019–2032 was implemented, whose main objective is to prioritize energy savings. This plan aims to reduce the use and consumption of energy from different sources through the promotion of energy efficiency (ARIAE, 2019).
The adoption of photovoltaic technologies in industrial buildings is proposed as an economically viable and sustainable solution to reduce energy costs for companies. The growth of the industrial sector in Guatemala facilitates access to photovoltaic modules in different regions of the country.
This thesis focuses on the design and analysis of a photovoltaic system for an industrial building located in Villa Nueva, Guatemala, considering factors such as orientation, tilt, and capacity of the solar panels. The structure of the industrial building will also be assessed to determine its ability to support the equipment. Additionally, an investment return analysis will be included, evaluating energy savings based on local electricity rates.PregradoLicenciado en Ingeniería Civi
Identification of eruptive patterns in the Pacaya volcano through the analysis of ambient seismic noise
No full textFormato PDF digital — 84 páginas — incluye gráficos, tablas y referencias bibliográficas.Este estudio preliminar explora el uso del ruido sísmico ambiental para el monitoreo del vol cán Pacaya en Guatemala. Forma parte de la iniciativa Increasing Natural Hazard Resiliency in
Guatemala de Geoscientists Without Borders (GWB) en colaboración con el Instituto Nacional de
Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología (INSIVUMEH).
Se busca comprender y evaluar la técnica de autocorrelación del ruido sísmico ambiental para
su futura implementación en los observatorios volcánicos, permitiendo un monitoreo continuo sin la
necesidad de una red densa de sismómetros. Para ello, se analizan patrones de cambio en la velocidad
sísmica relativa antes, durante y después de un periodo de actividad volcánica. El estudio se basa en
datos de cinco estaciones sísmicas, las cuales estuvieron activas en distintos momentos entre 2019 y
2024.
Se implementó la técnica de Interferometría Sísmica Pasiva, obteniendo y graficando funciones
de autocorrelación de las distintas componentes de cada estación (EE, EN, EZ, NN, NZ, ZZ), las
cuales se apilan linealmente cada 2, 5 y 10 días. Estas gráficas se utilizaron para determinar los
momentos en los que cada estación percibió mayores correlaciones en distintos tiempos de retardo,
indicando cambios en la actividad volcánica. Se exploró el uso de distintas bandas de frecuencia para
el análisis de autocorrelación, realizando el procedimiento con frecuencias de (0.7 - 1.5) Hz, (1.5 -
4.0) Hz y (4.0 - 8.0) Hz.
Se analizaron los gráficos para cada estación utilizando las distintas combinaciones de compo nentes para las tres bandas de frecuencia. Se seleccionó la estación PCG5 porque era la única que
estación operando durante en las etapas pre-eruptiva, eruptiva y post-eruptiva. Además, se selec cionó la banda de frecuencia de 1.5 Hz a 4.0 Hz, ya que ofrece las correlaciones más claras entre la
actividad del volcán de Pacaya y sus patrones de variación sísmica.
Se utilizó la técnica de análisis de espectro cruzada de ventana móvil (MWCS) para estimar
desfases temporales relativos. Para esto se compara la señal en análisis con una señal de referencia
previamente establecida, obteniendo valores de coherencia media. Por la cantidad de datos a analizar
se utilizaron dos funciones de referencia: diciembre 2019 para los datos de 2019 a 2021 y noviembre
2022 para los datos de 2022 a 2024. Con los retardos temporales relativos se determinan los cambios
en la velocidad sísmica relativa utilizando una relación directa entre ambas cantidades. Se presentan
los cambios en la velocidad sísmica relativa utilizando los apilamientos de 2, 5 y 10 días, siendo
los últimos dos óptimos para la observación de las variaciones en la velocidad sísmica relativa que
pueden deberse a modificaciones en las propiedades del medio del volcán de Pacaya, y que pueden
asociarse con distintas etapas de actividad.
Se identificaron distintos patrones de variación de velocidad. El periodo eruptivo principal se caracterizó por el aumento en las variaciones sísmicas relativas, con valores positivos cercanos a
0.50 % y valores máximos de 0.75 %. En el periodo post eruptivo presentó un descenso considerable
en su etapa inicial, alcanzando valores de -1.0 % . El resto de este periodo presenta cambios en la
velocidad sísmica relativa de amplitud mucho menor, manteniéndose en valores negativos cercanos
a -0.25 %.
La interferometría sísmica pasiva utilizando el enfoque de la autocorrelación de las mismas com ponentes y componentes cruzadas en estaciones independientes, demostró ser un método viable para
el volcán de Pacaya.
Sin embargo, se recomienda incluir más de una estación para poder realizar una comparación
de las variaciones obtenidas y a su vez complementar con las correlaciones cruzadas. Se recomienda
evaluar el uso de un apilamiento con un paso de un día para observar cambios más suaves durante
el análisis de las coherencias medias y las variaciones en la velocidad sísmica relativa.This preliminary study explores the use of ambient seismic noise for monitoring the Pacaya volcano in Guatemala. It is part of the Increasing Natural Hazard Resiliency in Guatemala initiative of Geoscientists Without Borders (GWB), in collaboration with the Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología (INSIVUMEH).
The goal is to understand and assess the ambient seismic noise autocorrelation technique for its future implementation in volcanic observatories, allowing continuous monitoring without the need for a dense network of seismometers. To achieve this, patterns of change in relative seismic velocity are analyzed before, during, and after a period of volcanic activity. The study is based on data from five seismic stations, which were active at different times between 2019 and 2024.
The Passive Seismic Interferometry technique was implemented, obtaining and plotting autocorrelation functions of the different components of each station (EE, EN, EZ, NN, NZ, ZZ), which were linearly stacked every 2, 5, and 10 days. These plots were used to determine the moments when each station detected higher correlations at different time delays, indicating changes in volcanic activity. The use of different frequency bands for autocorrelation analysis was explored, performing the procedure with frequencies of (0.7–1.5) Hz, (1.5–4.0) Hz, and (4.0–8.0) Hz.
The plots for each station were analyzed using different component combinations for the three frequency bands. Station PCG5 was selected because it was the only one operating during the pre-eruptive, eruptive, and post-eruptive stages. In addition, the frequency band from 1.5 Hz to 4.0 Hz was selected, as it offers the clearest correlations between Pacaya volcano’s activity and its patterns of seismic variation. The Moving Window Cross-Spectral (MWCS) analysis technique was used to estimate relative time delays. For this, the analyzed signal was compared with a previously established reference signal, obtaining average coherence values. Due to the amount of data analyzed, two reference functions were used: December 2019 for data from 2019 to 2021, and November 2022 for data from 2022 to 2024. Relative seismic velocity changes were determined from the relative time delays using a direct relationship between both quantities. Changes in relative seismic velocity are presented using 2-, 5-, and 10-day stacks, with the latter two being optimal for observing variations in relative seismic velocity that may be due to modifications in the properties of the Pacaya volcano’s medium, and that can be associated with different stages of activity.
Different patterns of velocity variation were identified. The main eruptive period was characterized by an increase in relative seismic variations, with positive values close to 0.50% and maximum values of 0.75%. In the post-eruptive period, a considerable decrease was observed in its initial stage, reaching values of -1.0%. The rest of this period shows changes in relative seismic velocity of much smaller amplitude, remaining at negative values close to -0.25%.
Passive seismic interferometry, using the autocorrelation approach of same and cross components at independent stations, proved to be a viable method for the Pacaya volcano. However, it is recommended to include more than one station to compare the obtained variations and complement them with cross-correlations. It is also recommended to evaluate the use of stacking with a one-day step to observe smoother changes during the analysis of average coherences and variations in relative seismic velocity.PregradoLicenciado en Físic