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Los modelos de características, o feature models (FM), son un formalismo aceptado para capturar la variabilidad y reglas de configuración de sistemas de software complejos. Estos modelos son una representación compacta de las posibles configuraciones o estados de un sistema, en términos de features (características) y relaciones lógicas entre estas. Las configuraciones de un sistema pueden diferenciarse por las propiedades no funcionales que definen su calidad de servicio o QoS (del inglés Quality of Service), como el tiempo de respuesta, disponibilidad, costo, entre otros atributos. Por lo tanto, surge el problema de seleccionar una configuración válida de características que optimice una función objetivo asociada a preferencias de calidad de servicio. Mediante este problema, denominado selección de configuraciones u optimización de FMs, se pueden abordar aplicaciones de Ingeniería de Software que involucran seleccionar una de entre varias configuraciones posibles de un sistema o artefacto. Algunos ejemplos son: derivar un producto de una línea de productos de software, adaptar la configuración de un sistema, o seleccionar una composición de servicios entre múltiples servicios candidatos. El problema se torna complejo si se considera que el número de posibles configuraciones puede crecer exponencialmente debido a la variabilidad del sistema, es decir, la cantidad de características y parámetros alternativos que pueden combinarse. Este es un problema de optimización combinatoria NP-Hard, y ha sido abordado en diferentes trabajos con distintos algoritmos. Sin embargo, estos algoritmos presentan limitaciones y a menudo apelan a simplificaciones del problema que acotan su aplicación, particularmente en escenarios en tiempo de ejecución donde la decisión debe tomarse en tiempo acotado. Además, las propiedades de QoS a optimizar suelen entrar en conflicto y son difíciles de estimar porque emergen de la interacción entre las partes que forman el sistema. Por lo tanto, es importante que el algoritmo soporte funciones de QoS adecuadas como criterios de optimización del problema. Es este contexto, esta tesis propone un enfoque basado en FMs para gestionar la adaptación de sistemas basados en composiciones de servicios. La composición de servicios es un problema particular de selección de configuraciones que consiste en seleccionar servicios individuales para construir un nuevo servicio compuesto con funcionalidad más compleja. El enfoque, denominado FMPlanning (del inglés Feature Model-based adaptation Planning approach), se basa en un algoritmo flexible para resolver el problema de selección de configuraciones en FMs, y se materializa en un planificador de adaptación que provee de capacidad auto-adaptativa a sistemas de software. Por un lado, el algoritmo, denominado CSA (por Configuration Selection Algorithm), utiliza técnicas de búsqueda heurística y aborda limitaciones presentes en otros trabajos de la literatura. CSA puede parametrizarse para encontrar soluciones exactas y aproximadas del problema, y presenta una serie de propiedades que lo hacen adecuado para su aplicación tanto en decisiones en tiempo de desarrollo como en tiempo de ejecución. Para evaluar CSA, se realizó una serie de experimentos con modelos sintéticos y reales para compararlo empíricamente con alternativas de terceros, mostrando mejoras significativas de su desempeño. Por otro lado, el planificador se encarga de seleccionar las acciones con las que se adapta la configuración del sistema, e internamente utiliza el algoritmo CSA para llevar a cabo esta tarea. Para aplicar FMPlanning se debe seguir un proceso de desarrollo en el que se representa la variabilidad del sistema mediante FMs y se definen objetivos de adaptación en base a propiedades de QoS. Para validar el enfoque, se utilizaron 4 casos de estudio sobre sistemas basados en servicios donde se ejercitó la selección de configuraciones en distintos contextos de ejecución y con distintas propiedades de QoS a optimizar, mostrando así la aplicabilidad y beneficios del enfoque.

La demanda de energía eléctrica se encuentra en constante crecimiento en el mundo actual, lo que exige la concreción de nuevas opciones de generación que resulten competitivas, en vista del amplio abanico de tecnologías que se encuentran disponibles para tal fin. Por otra parte, la reducción de emisiones de sustancias contaminantes (material particulado, gases con efecto invernadero) constituye un aspecto clave en la aprobación de nuevos proyectos, debido a la sanción de tratados internacionales y regulaciones ambientales progresivamente más restrictivas. Debido a la necesidad de satisfacer tanto la creciente demanda de energía como la reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera, se están realizando enormes esfuerzos para mejorar la performance de los sistemas de captura y compresión de CO2 acoplados a sistemas de generación de energía eléctrica. Específicamente, la integración de estos procesos es objeto de estudio en diferentes áreas de investigación. El presente trabajo de tesis propone modelar y optimizar procesos de captura de CO2 para el tratamiento de gases de combustión generados en plantas de producción de energía alimentadas por combustibles fósiles. Mediante el empleo de técnicas basadas en programación matemática, se pretende realizar el estudio del proceso global, considerando en la etapa de diseño preliminar tanto las variables operativas como las de dimensionamiento de cada uno de los equipos presentes. En función de lo expresado, se plantean los siguientes objetivos: Objetivo General: Contribuir en la búsqueda de soluciones tecnológicas conducentes a la disminución de emisiones gaseosas generadas en plantas de producción de vapor y electricidad, teniendo como meta principal una producción de energía eléctrica más limpia, de manera tal de no alterar el medioambiente. Objetivos Específicos: Generar un modelo matemático de optimización que permita abordar la síntesis y el diseño de plantas nuevas de cogeneración de vapor y electricidad incluyendo el tratamiento de sus emisiones gaseosas. Proponer una estrategia de solución para el modelo resultante, que garantice la obtención de soluciones óptimas al variar los principales parámetros del proceso. Se pondrá especial énfasis en la convergencia del modelo, evitando en lo posible soluciones óptimas locales, definiendo un procedimiento eficiente de inicialización de las variables. Estudiar y comparar, desde un punto de vista energético, económico y ambiental, la integración de la planta de producción de energía eléctrica con la planta de captura de CO2. El consumo de servicios auxiliares de ambos procesos es significativo, lo que implica elevados costos de operación. En consecuencia, es indispensable proponer un proceso integrado eficiente con el fin de disminuir el costo total anual, teniendo en cuenta los niveles umbrales permitidos de emisión de gases de efecto invernadero. Finalmente, a partir del planteo de diferentes casos de estudio y distintas funciones objetivo, se evaluará la performance del sistema captura de CO2 y del sistema “captura de CO2+generación” desde un punto de vista termodinámico y también económico.

La pervaporación es un proceso de separación basado en membranas con importantes aplicaciones en la deshidratación de compuestos orgánicos, en particular los que forman azeótropos con agua (tales como el etanol y el isopropanol). Desafortunadamente, el uso de membranas como una unidad de proceso independiente ha resultado satisfactorio solamente para un número muy reducido de casos de interés industrial. La principal razón que desalienta la adopción esta tecnología a escala industrial se debe al relativamente elevado costo de inversión del módulo de membrana.Sin embargo, el acople de una unidad de pervaporación con procesos convencionales de separación ha permitido en muchos casos que el proceso híbrido resultante sea económicamente viable. Tal es el caso del proceso híbrido destilación-pervaporación, el cual se beneficia de las ventajas especiales de cada proceso: el bajo costo de la destilación en las regiones donde la diferencia de volatilidades relativas entre los componentes de la mezcla a separar es grande, y la independencia de la pervaporación del equilibrio líquido-vapor. Más aún, la característica más notoria de la pervaporación es su demanda relativamente pequeña de energía comparada con la correspondiente a la de la destilación, haciendo que el proceso híbrido destilación-pervaporación presente ventajas desde el punto de vista energético respecto del proceso convencional de destilación.En esta tesis se estudia la factibilidad técnica-económica del proceso híbrido destilación-pervaporación aplicado a cuatro diferentes casos de separación de interés industrial:En primer lugar se estudia la incorporación de membranas de pervaporación en la producción de biocombustibles; específicamente, en las etapas de fermentación y deshidratación de etanol. Mientras que una unidad membrana hidrofóbica permite la remoción continua de alcohol del fermentador, un tren de separación conformado por una unidad de membrana hidrofílica y una columna de destilación es utilizado para llevar a cabo la deshidratación del bioetanol. El segundo caso de aplicación analiza distintas configuraciones del proceso híbrido para la separación de la mezcla azeotrópica metanol-acetato de metilo, de interés en la producción de alcohol polivinílico. En este estudio se incluyen resultados experimentales de flujo y selectividad para una membrana aún no reportada en la literatura. Los últimos dos casos de estudio consideran la recuperación de los solventes isopropanol y acetona de su mezcla con agua, los cuales provienen de corrientes de desecho de industrias que hacen un uso intensivo de solventes como la industria farmacéutica. En ambos casos se compara la recuperación del solvente mediante un proceso híbrido destilación-pervaporación con una alternativa que considera la preconcentración del solvente y su posterior incineración.A fin de realizar una adecuada comparación entre las distintas alternativas de proceso consideradas en cada caso de aplicación se propone que el desempeño de cada alternativa sea valorado considerando el costo total correspondiente al diseño óptimo del proceso global de separación. Los diseños óptimos o cuasi-óptimos correspondientes a cada alternativa se obtienen mediante una metodología de optimización basada en el modelado conceptual de las operaciones unitarias involucradas. Para los casos de recuperación de solventes, además de evaluar la economía del proceso, se considera también la repercusión de las alternativas tecnológicas sobre el medio ambiente mediante un análisis del ciclo de vida del proceso global.Finalmente, se arribó a la conclusión de que tanto la optimización de procesos con la ayuda de modelos conceptuales y el análisis de ciclo de vida son herramientas claves en la selección de las mejores alternativas de proceso en todos los casos de aplicación considerados.

En este informe se vuelca un trabajo de mejora de procesos con el fin de eficientizar procesos y recursos de mantenimiento en una Aerolínea comercial de América Latina. En el marco del Trabajo Final de la Maestría en Dirección de Negocios de la Escuela de Graduados de la Facultad de Ciencias Económicas de la Universidad Nacional de Córdoba, es que se desarrolla este escrito, iniciando desde un estudio de mercado y planteando las oportunidades para luego desarrollar internamente las capacidades necesarias para la venta de servicios a terceros.

Trabajo Integrador Final (Especialista en Farmacia Hospitalaria) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2019

Maestría en Ciencias De La Ingeniería - Mención Aeroespacial

El presente trabajo consta de una intervención profesional para optimizar proyectos en el ciclo de vida de procesos analíticos de una compañía multinacional de software, específicamente en el área de Servicios Profesionales de su filial argentina ubicada en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Para ello, se comenzó caracterizando a la organización bajo estudio así como a las motivaciones existentes en el contexto actual de los sistemas de aprendizaje automático. Se derivó el problema de estudio junto a sus principales causas: por un lado, aquéllas técnicas y, por otro, aquéllas de gestión. Para solventarlas, se plantearon dos líneas de acción, una basada en prácticas de ingeniería y otra, en herramientas de gestión ágil de proyectos. Así, se dio respuesta a la formulación del problema: ¿cuál será el impacto de optimizar proyectos en el lifecycle de procesos analíticos sobre la rentabilidad de la compañía multinacional? Se desarrolló el marco conceptual de la Ingeniería de Software Lean, de las metodologías ágiles y de los sistemas de aprendizaje automático. Se aplicaron prácticas Lean como Gestión de la Configuración de Software, Integración y Entrega Continuas, así como el marco de trabajo Scrum para la gestión ágil de proyectos, en cuatro experimentos referidos a sistemas de aprendizaje automático. Se analizó el impacto en horas requeridas para cada uno de los experimentos y se sintetizaron los resultados obtenidos en escenarios pesimista, base y optimista con reducciones de 5, 9 y 12% en costos respectivamente, determinando así su impacto en la rentabilidad de la compañía multinacional.

Durante los últimos años la industria yerbatera se encontró frente a dos problemas referidos a la producción primaria y su impacto en la calidad del producto. El primero de ellos surge de las limitaciones impuestas por mercados externos ante la presencia de hidrocarburos aromáticos policíclicos en la yerba mate. Estos aparecen debido al contacto con gases de combustión de madera durante el procesamiento. Son compuestos cuya presencia en alimentos es cuestionada ya que pueden afectar la salud humana. El segundo problema viene del incremento de costos del combustible junto a la falta de eficiencia térmica en los equipos utilizados. El objetivo de la tesis fue buscar alternativas para afrontar los problemas mencionados y optimizar los procesos que actualmente se utilizan en los secaderos de yerba mate. Respecto al primer problema, se buscaron tres alternativas basadas en antecedentes sobre métodos de inactivación enzimática, que en el procesamiento de la yerba mate se denomina zapecado. El mismo resulta crucial al evitar pardeamiento de las hojas. Se analizó la factibilidad de obtener un producto sin contacto con los gases de combustión, es decir, libre de humo. Se realizó la caracterización fisicoquímica, sensorial y se estimó el consumo energético requerido para obtener yerba mate con tres tipos de procesos alternativos utilizados tradicionalmente en la industria alimenticia: Zapecado con agua (ZA), Zapecado con vapor (ZV) y zapecado/secado con microondas (SMO). La yerba mate zapecada por métodos alternativos se secó con aire caliente hasta valores menores al 5 % en base húmeda. Las muestras se compararon con yerba mate obtenida por método tradicional de zapecado y secado (MT). La modificación del proceso de zapecado ha influenciado significativamente en la mayoría de los parámetros de calidad, en algunos casos se han encontrado conservación de atributos y en otros casos consecuencias indeseables para la calidad. Los cambios en el color fueron dispares, siendo el de mayor degradación el parámetro asociado a los tonos verdes, el ZV. La pérdida de solubles resultó entre 6,3 % y 7,3% para ZA y ZV respecto a sus métodos de referencia. No se encontraron diferencias para SMO. La cafeína se conservó mejor en SMO y ZV que en los métodos tradicionales, no así en ZA. Los polifenoles totales disminuyeron significativamente en ZA y ZV, y no mostraron diferencias en SMO. En todos los casos, la capacidad antioxidante fue mayor en los tres métodos alternativos respecto al tradicional. El estudio de minerales Ca, Mg y Fe, mostró que los dos primeros presentan valores mayores solamente en SMO, respecto a métodos tradicionales, y que en ZA y ZV no se observaron diferencias. Para el Fe en todos los casos las diferencias resultaron significativas respecto al zapecado tradicional. Las muestras secas se estacionaron en condiciones de humedad y temperatura controlada para realizar el análisis sensorial. Utilizando el test del triángulo, se determinó que la yerba mate a sometida a SMO no pudo ser diferenciada respecto al método tradicional. Las diferencias encontradas en ZA y ZV no resultaron desagradables. En cuanto al estudio energético, con la cinética de secado a 100 ºC se requirieron entre 40 y 60 minutos adicionales para que las muestras procesadas con ZA y ZV alcancen los mismos valores de humedad (5% base húmeda) que en el método tradicional. Las posibles soluciones al problema de la baja eficiencia térmica de secado y al contacto con humo, se plantearon en dos etapas. La primera de ellas consistió en el estudio de la eficiencia térmica en los secaderos que utilizan contacto directo, es decir secado con gases de combustión y comparar con equipos que utilizan secado indirecto, libre de humo. La eficiencia en los zapecadores es similar en todos los casos estudiados, y las mayores pérdidas se dan por la falta de sistemas de aislación en las paredes de los tambores metálicos. En las cintas de secado se observó que los sistemas de secado directo utilizan aberturas laterales para ingresar aire frío y mezclar con los gases de combustión, facilitando la operación de secado. Estas aberturas tienen un impacto negativo en la eficiencia térmica, que osciló entre 12% y 27 % en el mejor de los casos, respecto a los valores citados en la bibliografía, mayores al 50 %. Los secaderos que utilizan calentamiento indirecto de aire mejoraron las eficiencias de secado hasta valores cercanos a 40 %. En una etapa siguiente se realizó la simulación y la optimización del secado en cintas superpuestas. Esto permitió analizar diversas condiciones de secado que podrían mejorar los métodos actuales. En sistemas de cintas superpuestas, los resultados más importantes mostraron que la humedad alcanzada en el secado indirecto respecto al secado con gases de combustión mejora entre 8 y 13 % en las mismas condiciones de temperatura y humedad inicial. Esto permitiría procesar un porcentaje mayor de materia prima por unidad de tiempo o bien disminuir la temperatura de trabajo, alcanzando contenidos de humedad en la yerba mate canchada similares a los que se obtienen con el secado directo (con gases de combustión) en las mismas condiciones de temperatura y humedad inicial. Se estudió la posibilidad de recircular una fracción de la corriente gaseosa con el secado indirecto, se estableció si se utiliza hasta 15% de esta corriente se podrían alcanzar valores de humedad menores al 2 % (bh) y cercanos a los encontrados para el secado directo, lo cual sería más que suficiente para asegurar la estabilidad del producto durante su estacionamiento.

Los procesadores multicore asimétricos o AMPs (AsymmetricMulticore Processors) constituyen una alternativa de bajo consumo energético a los procesadores multicore convencionales, que están formados por cores idénticos. Los AMPs integran cores rápidos y complejos de alto rendimiento, y cores más simples de bajo consumo, que ofrecen menores prestaciones. Investigaciones previas han demostrado que los AMPs ofrecen numerosos beneficios frente a los multicores convencionales, pero también plantean importantes desafíos para el software de sistema. Gran parte de las optimizaciones del software de sistema propuestas para AMPs se han realizado a nivel de sistema operativo (SO), principalmente mediante la inclusión de algoritmos de planificación conscientes de la asimetría en la plataforma. Una ventaja de esta aproximación es el hecho de que las aplicaciones no requieren modificaciones para explotar de forma efectiva los beneficios de los AMPs. La mayor parte de los algoritmos de planificación existentes para AMPs intentan optimizar el rendimiento global. Sin embargo, estos algoritmos degradan otros aspectos críticos como la justicia o la eficiencia energética de la plataforma. Además, dada su naturaleza, resulta complejo extender estas estrategias para soportar prioridades de usuario. El principal objetivo de esta tesis doctoral es superar estas limitaciones, mediante el diseño de estrategias de planificación más flexibles para AMPs. Asimismo, en esta tesis realizamos diversos estudios que muestran el impacto que la optimización de una métrica tiene en otras. Para mejorar el rendimiento global, la justicia o la eficiencia energética en AMPs, el planificador debe tener en cuenta el beneficio que cada aplicación alcanza al usar los distintos tipos de cores en un AMP. Se ha demostrado que no todos los hilos en ejecución de una carga de trabajo obtienen siempre el mismo beneficio relativo (speedup factor – SF) al usar un core de alto rendimiento frente a uno de bajo consumo. Tener en cuenta esta diversidad de SFs a la hora de distribuir los cores entre aplicaciones es clave para optimizar los distintos objetivos. Para esto, el SO debe determinar de forma efectiva el SF de cada hilo en tiempo de ejecución. Para hacer frente a este desafío, en esta tesis proponemos una metodología general para construir modelos de estimación de SF precisos basados en el uso de contadores hardware. La mayoría de los algoritmos de planificación existentes para AMPs, han sido evaluados empleando simuladores o plataformas asimétricas emuladas. Muchas de estas estrategias se han evaluado utilizando prototipos de planificadores en modo usuario. Por el contrario, en esta tesis doctoral, evaluamos los algoritmos propuestos en un entorno más realista: empleando implementaciones de los algoritmos en el kernel de SOs reales (OpenSolaris y GNU/Linux) y sobre hardwaremulticore asimétrico real.

La presente tesis se enmarca en el ámbito de la óptica virtual.Como objetivo general, se busca optimizar los procesos involucrados en la transmisión de datos codificados en un canal de información clásico. Esto se refiere al proceso de encriptación aplicado a la información enviada, al proceso de desencriptación aplicado a la información codificada recibida y al proceso de transmisión de datos codificados por un canal de comunicación. Para cumplir esta tarea, el desarrollo de sistemas ópticos virtuales de encriptación permitirá “experimentar” y generar variaciones optimizadas de las técnicas conocidas de seguridad óptica. Esto conduce a la implementación digital de sistemas ópticos analógicos y asegurar su buen funcionamiento ejecutando los procesos concernientes a la validación de los modelos matemáticos computacionales [1.25]. Esto último implica verificar los resultados arrojados por el sistema óptico virtual comparando con resultados de algunas experiencias analógicas conocidas. Se espera de manera general que los resultados obtenidos aporten significativamente al área de la encriptación óptica perfeccionando la operatividad de los procesos ópticos aplicados en la protección de los datos.