Tecnia

Estimación de la huella carbono de la electromovilidad en el Perú

RESUMEN El transporte es el sector de mayores emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) en el Perú, y casi completamente dependiente de los recursos energéticos fósiles. Para el presente análisis se ha tomado en cuenta la comparación de las emisiones de carbono durante la producción de electricidad, que podrá servir como base para entender la huella carbono (HC) de las alternativas que puedan derivarse por el uso de los vehículos eléctricos. A partir de los valores estimados de emisiones según tipo de fuente de generación eléctrica (renovable o térmica), se han realizado escenarios para el cálculo de emisiones bajo condición de electromovilidad empleando un auto sedán. La HC del vehículo a combustión es de 180 gCO2eq/pas-km, mientras que, la HC de los vehículos eléctricos con energía renovable, electricidad nacional y electricidad fósil son 12, 89 y 140 gCO2eq/pas-km respectivamente. La reducción de emisiones de CO2 eq. con la energía eléctrica renovable es del 93%, mientras que, con la energía eléctrica térmica se logra el 22%, en ambos casos, respecto a la fuente de energía actual: la gasolina. En este artículo también trataremos de mostrar numéricamente como el uso de la energía eléctrica renovable hará del transporte más sostenible debido a la reducción considerable de emisiones de CO2.

ABSTRACT Transportation is the sector with the highest Greenhouse Gasses (GHG) emissions in Peru, and it is almost completely dependent on fossil energy resources. For the present analysis, we take into account carbon emissions during the production of electricity which may serve as a basis for understanding the carbon footprint (CF) of the alternatives that may be derived from the use of electrical vehicles. Based on the estimated values of emissions according to the type of electricity generation source (renewable or thermal), we have created scenarios to calculate emissions under the condition of electromobility using a sedan car. The CF of the combustion vehicle is 180 gCO2eq/pas-km, while the CF of electric vehicles with renewable energy, national electricity and fossil electricity are 12, 89 and 140 gCO2eq/pas-km respectively. The reduction of CO2 emissions eq. with renewable electrical energy is 93%, while 22% with thermal electrical energy; with respect to the current energy source: gasoline. In this work we also aim to numerically show how the use of renewable electrical energy could make transport more sustainable due to the overall reduction of CO2 emissions.

Estudio experimental de muros de albañilería confinada frente a cargas perpendiculares por tsunami

RESUMEN La alta actividad sísmica en la costa del Perú conlleva a un riesgo potencial de tsunamis que podrían afectar la costa peruana incurriendo en daños a las personas y a las estructuras. De acuerdo con estudios realizados por el CISMID y el Fondecyt aproximadamente el 83% de las viviendas en Lima Metropolitana y el Callao corresponde a albañilería esto principalmente debido a su bajo costo económico. El presente estudio experimental tiene por objetivo estudiar el comportamiento de los muros de albañilería confinada bajo acción de cargas perpendiculares al muro producidas por el impacto de las olas de un tsunami, el cual es un campo de investigación donde aún es necesario ahondar con estudios experimentales de las estructuras ante cargas de tsunami equivalentes. Como parte del estudio experimental se construyeron 2 muros de albañilería confinada, los cuales se ensayaron bajó acción de cargas perpendiculares aplicadas por medio de gatas hidráulicas con un control por fuerza simulando las fuerzas inducidas por un tsunami. Del ensayo experimental se obtuvo una falla por flexión perpendicular al plano del muro principal alcanzando una carga total equivalente a una altura máxima del tren de olas de 3.95 m de altura para una distorsión de 1/75 al nivel de la losa aligerada. Además, se alcanzó la deformación límite para estructuras de albañilería confinada indicada en la Norma Peruana E030 para una carga equivalente a una altura máxima del tren de olas de 3.00 m.

ABSTRACT The high seismic activity on the Peruvian coast carries a potential risk of tsunamis that could affect the Peruvian coast, causing damage to people and structures. According to studies carried out by CISMID and Fondecyt, approximately 83% of the houses in Metropolitan Lima and Callao are made of masonry, mainly due to its low economic cost. The present experimental study aims to study the behavior of confined masonry walls under the action of perpendicular loads to the wall produced by the impact of tsunami waves, which is a field of research where it is still necessary to delve deeper with experimental studies of the structures under equivalent tsunami loads. As part of the experimental study, 2 confined masonry walls were built, which were tested under the action of perpendicular loads applied by means of hydraulic jacks with a force control simulating the forces induced by a tsunami. From the experimental test, a failure was obtained by bending perpendicular to the plane of the main wall reaching a total load equivalent to a maximum height of the wave train of 3.95 m for a distortion of 1/75 at the level of the lightened slab. In addition, the limit deformation for confined masonry structures indicated in the Peruvian Standard E030 was reached for a load equivalent to a maximum height of the wave train of 3.00 m.

Treatment of a high plasticity fine soil with mineral coal bottom ash activated with cement for use as a road subgrade

ABSTRACT The current trend in soil stabilization involves the application of sustainable alternatives utilizing local materials. This study proposes the treatment of high plasticity fine soil sourced from Cajamarca, Perú, using mineral coal bottom ash (BA) and cement. The soil was classified as A-7-5 (27) of the AASHTO system, has low-quality as a subgrade, with a CBR 2.0% that does not meet resistance specifications. With the addition of BA, an improvement in the geotechnical properties was evidenced by a reduction in plasticity and fines content, however, the CBR only increased from 2.0% to 2.4% with 30% BA content. To enhance the effectiveness of BA, Type I Portland cement was incorporated at dosages of 1.0%, 1.5%, 2%, and 4.0%, the results were satisfactory, CBR values exceeded the required minimum. In a soil sample with 1% cement and 30% BA, CBR 14.1% was obtained. With 1.5% cement and BA between 10% and 30% the CBR increased ranging 13.7% to 72% respectively. This study concludes that the addition of a small quantity of cement significantly impacts the pozzolanic reaction, and the CBR increases according to the BA content.

RESUMEN La tendencia actual en estabilización de suelos es aplicar alternativas sostenibles con uso de materiales locales, en este estudio se plantea el tratamiento de un suelo fino de alta plasticidad de Cajamarca Perú, con ceniza de fondo (BA) de carbón mineral y cemento. El suelo se clasificó como A-7-5 (27) del sistema AASHTO, tiene baja calidad como subrasante, con CBR 2.0% no cumple especificaciones de resistencia. Con la adición de BA se obtuvo mejora de las propiedades geotécnicas al disminuir su plasticidad y contenido de finos, pero el CBR solo aumentó de 2.0% a 2.4% con 30% BA. Para propiciar el efecto de la BA se incorporó cemento Portland tipo I en dosificaciones de 1.0%, 1.5%, 2% y 4.0%, los resultados fueron satisfactorios, los valores de CBR superaron los mínimos requeridos. En una muestra de suelo con 1% de cemento y 30% BA se obtuvo CBR 14.1%. Con 1.5% de cemento y BA entre 10% y 30% el CBR aumentó entre 13.7% y 72.0% respectivamente. Se concluyó que la adición de una pequeña cantidad de cemento impacta en la reacción puzolánica y el CBR se incrementa de acuerdo con el contenido de BA.

Desarrollo de un modelo de evaluación de parámetros ambientales para lograr el confort térmico en viviendas de Kallapuma

RESUMEN La investigación se centra en el estudio del confort térmico de los habitantes del Centro Poblado Menor de Kallapuma, ubicado a 4 258 metros sobre el nivel del mar en el distrito de Tarata, provincia y región de Tacna. Para evaluar los parámetros ambientales, se aplicaron encuestas de satisfacción considerando la vestimenta, alimentación, actividad física y la comodidad térmica, para medir la temperatura, humedad relativa, percepciones de confort como la sensación térmica, información personal y la ropa utilizada por los usuarios, denominado voto de sensación térmica (VST) se utilizó el dispositivo TSVR (Thermal Sensation Vote Recorder). Las mediciones se realizaron durante los meses de mayo, junio y julio de 2022; para el efecto se analizó la aceptabilidad real de las condiciones térmicas por parte de los usuarios. Luego se identificó la temperatura de neutralidad y los rangos de confort térmico para la población del Centro Poblado Menor de Kallapuma, considerando las normas ASHRAE 55 e ISO 7730, comparándolos con modelos desarrollados por autores como Fanger, Humphreys y Givoni. Conocer las condiciones definidas de confort térmico y el tipo de población favorecerá el diseño de viviendas en zonas altoandinas. Expresar las condiciones relacionadas a la temperatura, humedad relativa y percepciones de confort térmico facilita la aplicación de estrategias pasivas de acondicionamiento ambiental.

ABSTRACT The research focuses on the study of thermal comfort among the inhabitants of the Minor Population Center of Kallapuma, located at 4,258 meters above sea level in the district of Tarata, province and region of Tacna. To evaluate environmental parameters, satisfaction surveys were conducted considering clothing, diet, physical activity, and thermal comfort. These surveys measured temperature, relative humidity, comfort perceptions such as thermal sensation, personal information, and clothing used by users. The Thermal Sensation Vote (TSV) was recorded using the TSVR (Thermal Sensation Vote Recorder) device. Measurements were carried out during May, June, and July of 2022. The actual acceptability of thermal conditions by users was analyzed. Subsequently, the neutral temperature and thermal comfort ranges for the population of Kallapuma were identified, referencing ASHRAE 55 and ISO 7730 standards and comparing them with models developed by authors such as Fanger, Humphreys, and Givoni. Understanding the defined conditions of thermal comfort and the type of population will aid in designing housing in high Andean areas. Expressing conditions related to temperature, relative humidity, and perceptions of thermal comfort facilitates the application of passive environmental conditioning strategies.

Evaluación del comportamiento térmico de un sistema constructivo de pared en zona Altoandina utilizando un módulo experimental

RESUMEN El presente artículo tiene como objetivo evaluar el comportamiento térmico de un sistema constructivo de pared de ladrillo de arcilla roja cocida con cavidades, de uso masivo en las grandes ciudades del Perú, y que en la actualidad se está masificando en zonas altoandinas sin haber sido evaluado en climas de heladas. Por consiguiente, se ha llevado a cabo la construcción de un módulo experimental a escala real a 4500 msnm. La experimentación realizada durante 49 días evidencia que el retraso térmico es de 4 h y el factor de decremento de 0,27, siendo el promedio horario diario de la amplitud térmica interior de 6,4 °C y exterior de 17,1 °C. Asimismo, el estudio numérico, mediante el uso del software EnergyPlus y la implementación del modelo equivalente de conjunto de capas homogéneas para materiales heterogéneos, que considera de manera dinámica los modos de transferencia de calor por conducción, convección y radiación, muestra buenas concordancias entre los valores medidos y simulados de la temperatura interior, con índices de R² de 0,87 y RMSE de 0,91.

ABSTRACT This article aims to evaluate the thermal behavior of a construction system consisting of fired red clay brick walls with cavities, commonly used in large cities in Peru and increasingly adopted in high-altitude Andean areas without being evaluated for frost climates. Consequently, an experimental module was constructed at a real scale at 4500 masl. The experimentation carried out over 49 days shows that the thermal delay and decrement factor are 4 hours and 0.27, respectively, with the daily hourly average thermal amplitude indoors being 6.4°C and outdoors being 17.1°C. Additionally, the numerical study using EnergyPlus software and the implementation of the equivalent model of a set of homogeneous layers for heterogeneous materials, which dynamically considers the heat transfer modes by conduction, convection, and radiation, achieve good agreements of the indoor temperature between the measured and simulated values with R2 indices of 0.87 and RMSE of 0.91, validating the experimental module model.

Evaluación del desempeño de un agitador recíproco optimizado con control PID y tecnología Arduino: Impulso hacia la economía circular en equipos de laboratorio

RESUMEN Desde la pandemia de COVID-19 se ha impulsado una transición acelerada en el aprendizaje autodirigido en la educación virtual, destacando la necesidad de herramientas educativas prácticas y asequibles. Este estudio aborda la remanufacturación de un agitador recíproco antiguo utilizando un sistema de control PID basado en el método de Ziegler-Nichols y tecnología Arduino. El equipo fue evaluado bajo diversas condiciones de carga y velocidad, logrando un control preciso de la agitación con un error porcentual mínimo del 3%. Los resultados demuestran la efectividad del control PID para estabilizar la velocidad del motor dentro del rango de 150 a 250 RPM, con un tiempo promedio de estabilización de 2 segundos. Además, las mediciones eléctricas validaron la eficiencia del regulador de corriente alterna, mientras que la reutilización de componentes resalta la viabilidad de integrar prácticas de economía circular en la educación. Esta investigación ofrece una solución económica y ambientalmente sostenible para la fabricación de equipos de laboratorio, fomentando la innovación en la enseñanza de ciencias experimentales.

ABSTRACT Since the COVID-19 pandemic, there has been an accelerated transition in self-directed learning within virtual education, highlighting the need for practical and affordable educational tools. This study addresses the remanufacturing of an old reciprocating shaker using a PID control system based on the Ziegler-Nichols method and Arduino technology. The¡ equipment was evaluated under various load and speed conditions, achieving precise agitation control with a minimum percentage error of 3%. The results demonstrate the effectiveness of PID control in stabilizing motor speed within the range of 150 to 250 RPM, with an average stabilization time of 2 seconds. Additionally, electrical measurements validated the efficiency of the alternating current regulator, while the reuse of components underscores the viability of integrating circular economy practices into education. This research offers an economically and environmentally sustainable solution for the manufacturing of laboratory equipment, fostering innovation in the teaching of experimental sciences.