https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/26 2026-06-25T05:14:18Z 2026-06-25T05:14:18Z López Hernández, Eydi%991824 https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/13149 2026-06-18T20:42:52Z 2026-06-08T00:00:00Z

Title: Modelo de diferenciación de orejas humanas naturales, mediante imágenes Authors: López Hernández, Eydi%991824 Description: las últimas décadas. Entre sus ventajas se encuentran la estabilidad morfológica en el tiempo y la posibilidad de captura sin contacto físico. Por ello, se utiliza como rasgo biométrico para los sistemas de reconocimiento de personas. No obstante, al igual que otras modalidades biométricas, los sistemas basados en oreja pueden ser vulnerables a ataques de presentación (PAs), especialmente ante el acceso creciente a técnicas de impresión 3D y a modelos generativos. En el contexto anterior, la presente tesis propone un modelo computacional para diferenciar entre orejas humanas naturales y artificiales mediante imágenes, en escenarios controlados y no controlados. Como parte de la investigación, se conformó el Conjunto de Imágenes de Orejas Humanas Naturales y Artificiales (CIOHNA), integrado por muestras naturales provenientes de cuatro conjuntos públicos y capturas propias, así como por muestras artificiales generadas a partir de dibujos, impresiones 3D, imágenes sintéticas e imágenes producidas mediante herramientas de inteligencia artificial. La solución propuesta se organiza en dos etapas principales. La primera corresponde a la localización de la oreja. Para ello, se integra un enfoque híbrido que combina MediaPipe, utilizado para identificar puntos faciales de referencia, con el modelo YOLOv5s entrenado para detectar orejas humanas. A partir de los puntos faciales se estiman las dimensiones de la oreja con base en las proporciones antropométricas propuestas por Leonardo da Vinci, mientras que YOLOv5s actúa como mecanismo complementario cuando los puntos faciales no son suficientes o no pueden ser localizados adecuadamente. Esta etapa fue evaluada con imágenes provenientes de conjuntos públicos y capturas propias, considerando condiciones controladas y no controladas, alcanzando Exactitud de 97.00 %, Precisión de 99.00 %, Recall de 96.00 % y F1-score de 97.00 %. La segunda etapa aborda la clasificación entre orejas humanas naturales y artificiales como estrategia de detección de ataques de presentación. Para ello, se propone el Modelo 4C, basado en una representación de cuatro canales compuesta por la imagen RGB y un canal adicional de textura generado mediante Patrones Binarios Locales (LBP). La representación se integra a la red neuronal convolucional VGG19 modificada para procesar la entrada RGB + LBP. En la evaluación experimental, el Modelo 4C alcanzó una exactitud global de 98.33 %, superando al modelo de referencia basado únicamente en RGB. Asimismo, desde la perspectiva PAD, obtuvo APCER de 2.36 %, BPCER de 0.97 % y ACER de 1.67 %, lo que evidencia una reducción de errores tanto en seguridad como en usabilidad. En conjunto, la tesis aporta tres elementos principales: la construcción del conjunto CIOHNA, un método híbrido para la localización automática de la oreja y el Modelo 4C para la diferenciación entre orejas naturales y artificiales.

2026-06-08T00:00:00Z Farfán Caballero, José Guillermo%773124 https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/13148 2026-06-18T20:34:55Z 2026-05-13T00:00:00Z

Title: Desarrollo de un código numérico para el modelado termohidráulico considerando la deformación del tubo receptor de un captador cilindroparabólico para generación directa de vapor Authors: Farfán Caballero, José Guillermo%773124 Description: La generación directa de vapor (GDV) en captadores solares cilindroparabólicos (CCP) constituye una alternativa tecnológica viable para plantas termosolares de concentración. Esto se debe a que permite la simplificación del sistema, la reducción de costos y la operación a temperaturas que los sistemas de generación indirecta de vapor los cuales operan con aceite térmico como fluido de trabajo en el campo solar. Sin embargo, su implementación introduce fenómenos complejos asociados al flujo bifásico agua-vapor, la distribución no uniforme del flujo de calor (DNUFC) y los efectos inducidos en el tubo absorbedor. Durante la operación en modo de un solo paso, el fluido experimenta precalentamiento, evaporación y sobrecalentamiento a lo largo del campo solar, generando distintos patrones de flujo bifásico que influyen directamente en la transferencia de calor pared-fluido y en la distribución de temperatura en la pared del tubo absorbedor. De manera simultánea, la concentración solar en los CCP produce gradientes térmicos circunferenciales significativos, capaces de inducir esfuerzos térmicos, deformaciones y deflexiones. En condiciones severas, estos fenómenos pueden provocar desalineación óptica, incremento de pérdidas energéticas y riesgos estructurales. La presente tesis comprende el desarrollo de un modelo numérico integral para el análisis en cascada del modelo óptico, termohidráulico, térmico y termoelástico del tubo absorbedor del lazo DISS de la Plataforma Solar de Almería (PSA), España con el objeto de cuantificar el riesgo termoelástico de una planta en operación con flujo en dos fases. El modelo óptico se fundamentó en el Método de Monte Carlo Ray Tracing (MCRT) aplicado a un CCP tipo LS-3, lo que permitió determinar la distribución circunferencial del flujo de calor absorbido. El modelo numérico termohidráulico, desarrollado en Diferencias Finitas, se basa en el modelo a dos fluidos que involucra tres ecuaciones de conservación para cada fase, además de modelos en la interfase líquido-vapor y condiciones de cerradura. El modelo térmico resolvió la conducción de calor bidimensional en el tubo, considerando la no uniformidad del flujo solar y las pérdidas térmicas, aplicando el método de Diferencias Finitas. Finalmente, el modelo termoelástico se basó en el modelo de elasticidad lineal con acoplamiento térmico, evaluando los efectos de la presión interna del tubo y de los gradientes de temperatura circunferenciales sobre los esfuerzos, deformaciones y deflexiones del tubo. La comparación con datos experimentales del lazo DISS mostró buena concordancia en perfiles axiales de temperatura y comportamiento termohidráulico, confirmando la capacidad del simulador desarrollado para reproducir adecuadamente la física del sistema. En conjunto, esta tesis aporta una herramienta integral que permite comprender la interacción entre fenómenos ópticos, termohidráulicos y estructurales en sistemas de GDV con CCP, y establece bases sólidas para estudios futuros de optimización orientados a mejorar su eficiencia y confiabilidad. En síntesis, los resultados muestran que la consideración de 2 coeficientes de transferencia de calor (CTC) para el flujo bifásico permite representar con mayor precisión la interacción térmica entre el fluido y la pared del tubo absorbedor, generando diferencias de temperatura de hasta 15.6 K respecto al modelo con un solo CTC. Asimismo, el incremento de la irradiancia directa normal de 800 a 1000 W/m2 puede aumentar la diferencia de temperatura circunferencial hasta en 57.6%, alcanzando valores cercanos a 31.6 K y provocando incrementos en los esfuerzos equivalente de Von Mises y en la deflexión del tubo absorbedor, con valores máximos del orden de -1.88 cm. Estos resultados evidencian que, aunque el material opera dentro del régimen elástico, los gradientes térmicos inducidos por la concentración solar pueden generar deformaciones significativas, lo que confirma la importancia de utilizar un modelo acoplado óptico-termohidráulico-térmico-termoelástico para evaluar la integridad estructural y mejorar el diseño y la operación de sistemas de GDV en CCP.

2026-05-13T00:00:00Z Romero Ramos, Luis%1313474 https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/13147 2026-06-18T20:04:06Z 2026-06-12T00:00:00Z

Title: Método para regular estados mentales utilizando datos multimodales de comportamiento y técnicas de gamificación en ambientes virtuales de aprendizaje inmersivo Authors: Romero Ramos, Luis%1313474 Description: En la última década, la Realidad Virtual Inmersiva (RVI) ha demostrado un gran potencial como herramienta de aprendizaje, al ofrecer experiencias inmersivas y multisensoriales que pueden incrementar la motivación y enriquecer el aprendizaje experiencial. Sin embargo, su efectividad depende de factores como el diseño pedagógico, la capacitación docente y la infraestructura tecnológica, y se enfrenta a limitaciones asociadas a costos, a la accesibilidad y a posibles efectos adversos sobre la salud. Paralelamente, la investigación en psicología cognitiva y neurociencia ha demostrado que los estados emocionales influyen de manera significativa en los procesos de aprendizaje. Esto ha impulsado la integración de la computación afectiva en entornos de RVI para desarrollar experiencias de aprendizaje adaptativas, capaces de reconocer y responder a las emociones de los usuarios. No obstante, los métodos más recurrentes en la literatura, que emplean sensores fisiológicos, reconocimiento facial o análisis de voz, presentan importantes limitaciones: suelen ser invasivos, requieren hardware externo y son susceptibles a interferencias como el ruido o la oclusión parcial del rostro, lo que restringe su aplicación efectiva en entornos inmersivos. En respuesta a estas limitaciones, la presente tesis propone un enfoque alternativo basado en datos de comportamiento y actividades gamificadas para la detección y regulación de estados mentales en Ambientes Virtuales de Aprendizaje Inmersivo (AVAI). Mediante técnicas de aprendizaje automático, se infiere la valencia emocional del usuario a partir de los datos de comportamiento obtenidos por el propio dispositivo de RVI, sin necesidad de equipo adicional. Cuando se identifica un estado mental poco propicio para el aprendizaje, se emplean actividades gamificadas para inducir un estado más favorable. Este planteamiento pretende sentar un precedente en el diseño e implementación de RVI adaptativos capaces de responder a las necesidades afectivas de los usuarios y operar en diversos escenarios.

2026-06-12T00:00:00Z Aguilar Cayetano, Eleazar Sergio%1304393 https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/13146 2026-06-18T19:52:55Z 2026-05-22T00:00:00Z

Title: Diseño y estudio de un sistema solar geotérmico (SSG) para la refrigeración de una edificación en México Authors: Aguilar Cayetano, Eleazar Sergio%1304393 Description: En el presente trabajo se desarrolla y evalúa un sistema solar–geotérmico integrado (SSG) con el objetivo de climatizar una edificación bajo condiciones climáticas extremas de alta temperatura, representativas de la región de Mexicali, Baja California, México, y analizar su viabilidad técnica, energética, exergética y económica como alternativa a los sistemas convencionales de refrigeración por compresión mecánica. La metodología empleada combina simulación dinámica mediante el software TRNSYS con análisis termodinámicos complementarios y una evaluación económica basada en indicadores financieros convencionales. El sistema propuesto se configura de manera modular e integra de forma secuencial un subsistema geotérmico, un campo de colectores solares térmicos, un sistema de almacenamiento térmico y un chiller por absorción. El proceso inicia con el aprovechamiento del recurso geotérmico mediante un circuito de salmuera que transfiere calor a un circuito secundario de agua a través de un intercambiador de calor salmuera–agua. Posteriormente, el fluido térmico circula hacia un campo de colectores solares térmicos, donde se incrementa su temperatura mediante el aprovechamiento de la radiación solar disponible. El calor obtenido se almacena en un tanque de almacenamiento térmico estratificado, desde el cual se suministra energía térmica al generador de un chiller por absorción encargado de producir la capacidad de enfriamiento requerida para cubrir la carga de enfriamiento de la edificación. Parte del fluido es recirculado hacia el intercambiador de calor, permitiendo aprovechar de manera conjunta el calor geotérmico disponible y la energía solar térmica. A partir de la simulación anual del sistema se evaluó su desempeño energético, identificándose una fracción solar del orden del 60%, lo que confirma la capacidad del sistema para cubrir una parte significativa de la demanda de enfriamiento anual mediante el aprovechamiento de energía solar térmica. El análisis de la carga térmica del edificio muestra un comportamiento estacional asociado a las condiciones climáticas de la región, registrándose la mayor demanda de enfriamiento durante el mes de julio, con una capacidad requerida cercana a 111.79 kW (aproximadamente 31.68 toneladas de refrigeración). Asimismo, se observó una adecuada correspondencia entre la disponibilidad del recurso solar y los periodos de mayor demanda de enfriamiento, particularmente durante los meses críticos de operación. El análisis exergético permitió evaluar la calidad de la energía en los distintos componentes del sistema, obteniéndose una eficiencia exergética global del orden del 21%, valor coherente con sistemas térmicos de baja temperatura impulsados por energía solar. Las principales destrucciones de exergía se localizaron en el campo de colectores solares y en los procesos de transferencia de calor asociados al suministro térmico del chiller por absorción. El sistema de almacenamiento térmico mostró un desempeño favorable dentro del rango de temperaturas de diseño, manteniendo temperaturas del fluido térmico entre aproximadamente 85 y 95 °C en la zona superior del tanque, adecuadas para la alimentación del generador del chiller, lo que contribuyó a la estabilidad operativa del sistema. Desde el punto de vista económico, se realizó una evaluación comparativa frente a un sistema convencional de refrigeración, considerando un escenario equivalente al 100 % de la demanda mediante la integración de seis módulos del sistema solar–geotérmico. El análisis incluyó el cálculo del periodo de retorno simple, el valor presente neto y la tasa interna de retorno bajo distintos escenarios tarifarios. Con el dimensionamiento final adoptado, la inversión total asciende a 3,109,990.02 USD. Los resultados muestran que, bajo una tarifa eléctrica de 0.067 USD/kWh, el sistema presenta un valor presente neto ligeramente negativo y una tasa interna de retorno cercana al 9.7%, situándose en una condición financiera próxima al punto de equilibrio, aunque sin alcanzar rentabilidad descontada dentro del horizonte de 20 años considerado. En el escenario de tarifa baja (0.045 USD/kWh), el sistema no alcanza rentabilidad financiera, presentando un VPN claramente negativo, aun cuando existe recuperación simple de la inversión. El análisis de sensibilidad permitió determinar un precio crítico de electricidad del orden de 0.070 USD/kWh, a partir del cual el sistema alcanza rentabilidad financiera bajo las condiciones económicas evaluadas. Este umbral supera ligeramente la tarifa alta considerada, lo que explica el comportamiento observado en los indicadores financieros. En consecuencia, la viabilidad económica del sistema no depende únicamente de su desempeño energético, sino del contexto tarifario específico y del nivel de inversión requerido. En conjunto, los resultados confirman que el sistema solar–geotérmico integrado constituye una alternativa técnicamente viable, energéticamente eficiente y ambientalmente favorable para aplicaciones de refrigeración. No obstante, su viabilidad económica se encuentra condicionada al contexto tarifario y a los costos de inversión, lo que resalta la importancia de integrar análisis energético, exergético y económico de manera conjunta para evaluar de forma integral sistemas de refrigeración basados en energías renovables, particularmente en regiones con alta radiación solar y altas demandas de enfriamiento.

2026-05-22T00:00:00Z