Tecnia

Desarrollo de un nanosensor aptamerico basado en nanotriangulos de oro para la detección de aflatoxina Bº mediante LSPPR

RESUMEN La aflatoxina B1 (AFB1) es una micotoxina producida por la especie de hongos Aspergillus que afecta a una gran variedad de productos agrícolas como la kiwicha. La AFB1 es conocida por ser nefrotóxica, hepatotóxica y carcinogénica, lo que ha llevado a una estricta regulación en todo el mundo y a la necesidad de tener nuevos métodos que permitan su detección rápida, sencilla y selectiva. Los nanosensores aptaméricos basados en nanotriángulos de oro (AuNTs) surgen como una alternativa simple y eficaz a los sistemas tradicionales de detección. Por una parte, los aptámeros hacen que el sistema sea estable y muy selectivo debido a su gran afinidad, pero a un bajo costo y, por otro, las excepcionales propiedades ópticas de las nanopartículas de oro permiten implementar el sensor en una técnica analítica sencilla como la espectroscopía UV-Vis-NIR. Esto se debe a la resonancia de plasmón superficial localizado (LSPR), que permite monitorear la interacción entre el aptámero y la toxina y relacionar los cambios espectrales con el contenido de micotoxina. Los nanosensores aptaméricos desarrollados en esta investigación fueron evaluados en diferentes solventes y tampones, siendo el mejor de ellos el de PBS pH 7.5 (R2 = 0.98101) logrando detectar AFB1 en el rango de 0-780 ppbs. Adicionalmente, el análisis multivariante por regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS) de los espectros logró obtener un límite de detección de 22 ppbs. Finalmente, los nanosensores han demostrado ser lo suficientemente robustos para obtener buenos resultados aun en matrices complejas como extractos de kiwicha.

ABSTRACT Aflatoxin B1 (AFB1) is one of the most frequent mycotoxins produced by certain species of the fungi Aspergillus, which affects a wide variety of agricultural products such as kiwicha. AFB1 is known to be nephrotoxic, hepatotoxic and carcinogenic, and has led to strict regulation throughout the world and the need to have new rapid, simple and selective methods to detect the mycotoxin. The nanoaptasensors based on gold nanotriangles (AuNTs) emerge as a simple and effective alternative to traditional detection systems. On the one hand, aptamers make the system stable and very selective due to its high affinity, but at a low cost. On the other hand, the exceptional optical properties of gold nanoparticles allow the implementation of the sensor in a simple analytical technique such as UV-Vis-NIR spectroscopy. This development is possible due to the localized surface plasmon resonance (LSPR), which allows monitoring the interaction between the aptamer and the toxin and correlating the spectral changes with the mycotoxin content. The sensitivity of the nanosensors was evaluated in different solvents and buffers within the 0-780 ppbs AFB1 range. Best results were obtained using PBS buffer with MgCl2 pH 7.5 (R2 = 0.98101). Furthermore, the spectral analysis by the partial least squares regression (PLS) method it was possible to achieve a detection limit of 22 ppbs. Finally, the developed nanoaptasensors have shown good responses even in the presence of a complex matrix such as kiwicha.

Simulación y análisis del comportamiento térmico de una sala informática en una zona cálido-húmeda

RESUMEN El objetivo de este trabajo es conocer el comportamiento térmico de una Sala Informática en diferentes situaciones de uso académico. La misma se encuentra en una Sede Universitaria de la ciudad de Orán (Provincia de Salta, Argentina), lugar caracterizado por tener un clima cálido-húmedo. La simulación se realiza para un periodo de 11 días dentro el periodo lectivo, recurriendo a los datos del Servicio Meteorológico Nacional y a mediciones in situ. El software usado para la simulación es SIMEDIF. La metodología de trabajo incluye actividades de relevamiento, mediciones, preparación de datos y de escenarios académicos, simulación y análisis de resultados. A partir de los resultados de la simulación se detectan situaciones de disconfort y se calcula la carga térmica requerida para superarlas. Se plantea la necesidad de incorporar estrategias bioclimáticas y de enfriamiento pasivo a fin de lograr el confort higro-térmico con el mínimo consumo energético y el mínimo impacto al medio ambiente. La importancia del trabajo radica en poder lograr una primera aproximación al comportamiento real térmico de un ambiente mediante la modelización y simulación con herramientas computacionales.

ABSTRACT The objective of this paper is to know the thermal behavior of a computer room in different class. It is located at University Headquarters in the city of Orán (Province of Salta, Argentina), a place characterized by having a warm-humid climate. The simulation is carried out for 10 days and coincides with the class period, using data from National Meteorological Service and on-site measurements. The simulation software used is SIMEDIF. The work methodology includes recognition activities, measuring, data and scenes preparation, simulation and analysis of results. From the results obtained, uncomfortable situations are detected and thermal load required to overcome them is calculated. It is necessary to incorporate bioclimatic and passive cooling strategies in order to achieve hygro-thermal comfort with minimum energy consumption and minimum environmental impact. The importance of the work lies in obtaining a first approximation to the real thermal behavior of an environment through modeling and simulation with computational tools.

Procedimiento del cálculo de la potencia nominal de un generador fotovoltaico

RESUMEN La potencia nominal de un sistema fotovoltaico es un parámetro útil en la determinación de la condición en el que se encuentra el generador fotovoltaico. En el presente trabajo se siguió el procedimiento planteado por Martínez-Moreno, el cual se apoya en el modelo de Osterwald. Durante el desarrollo del procedimiento se observó el efecto de histéresis en diferente medida a lo largo de la campaña experimental. Los valores de la potencia corregida versus irradiancia diferían a lo largo del día, incluso cuando los valores de irradiancia y temperatura del módulo son similares. Lo que conllevaba a una incertidumbre en la inclusión de todos los datos. Debido a esto, se busca la adición de un filtro de los datos en el procedimiento de la estimación de la potencia nominal como complemento a lo propuesto por Martínez-Moreno en un intento de esclarecer el cálculo en generadores que presenten este comportamiento no lineal.

ABSTRACT The nominal power of a photovoltaic system is a useful parameter in the determination of the current state of a photovoltaic generator. In the present work, the procedure proposed by Martínez-Moreno was followed, which is based on the Osterwald model. During the application of the procedure, a hysteresis effect was observed to a different extent throughout the experimental campaign. The corrected power versus irradiance values differed during the day, even when the irradiance and temperature of the module were similar. This led to an uncertainty in the inclusion of all the data. Therefore, the addition of a filter of the data is sought in the procedure of the estimation of the nominal power, as a complement to that proposed by Martinez-Moreno in an attempt to clarify the calculation in generators that presents this non-linear behavior.

Estudio del efecto del polvo y estimación de la potencia nominal en un string fotovoltaico

RESUMEN La cantidad de polvo depositado en la superficie de un panel depende de los parámetros ambientales. Estos son de naturaleza aleatoria (ej. humedad, velocidad del viento y temperatura ambiente) lo que dificulta su modelamiento teórico. El presente trabajo describe el efecto del polvo calculando el factor de reducción (ηpolvo) y modelando su dependencia en el tiempo. Para lograr esto, se llevó una campaña experimental en tres strings tándem (a-Si / µc-Si) de 1.15 kW ubicados en la ciudad de Lima, dividida en dos periodos de tiempo. El primer periodo, del 15.07.2016 al 04.07.2017, los tres string se limpiaron dos veces semanalmente. La potencia nominal fue calculada para los días con cielo despejado. Se encontró que entre cada string existen ligeras diferencias o mismatch en la potencia nominal, lo que se consideró estimar un factor de corrección (k) con el propósito de reajustar la potencia de salida. En la segunda etapa del 05.07.2017 al 05.07.2018, se dejó que el polvo se deposite de manera natural, estudiando el efecto del polvo en la caída energética mediante el factor de reducción. Comprender este factor será de importancia para las operaciones de mantenimiento de los strings ubicados en ese entorno específico.

ABSTRACT The amount of dust deposited on the surface of a panel depends on the environmental parameters. These are random (eg. humidity, wind speed and ambient temperature) which makes it difficult to model them theoretically. This paper describes the effect of dust by calculating the derating factor (ηpolvo) and modeling its dependence over time. To achieve this, an experimental campaign was carried out in three tandem (a-Si / µc-Si) of 1.15 kW controlled in the city of Lima, divided into two periods of time. In the first period, from 07.15.2016 to 04.07.2017, the three strings were cleaned twice per week. The nominal power was calculated for days with clear skies conditions. It was found that between each string there are slight differences or mismatches in the nominal power, which is considered to estimate a correction factor (k) in order to readjust the output power. In the second stage from 05.07.2017 to 05.07.2018, the powder was allowed to deposit naturally, studying the effect of the dust on the energy fall through the reduction factor. Understanding this factor will be of importance for the maintenance operations of the ropes determined in that specific environment.

Secado del ají panca en un secador solar fotovoltaico de tubos al vacío

RESUMEN En este trabajo se realizaron pruebas del secado del ají panca en un secador solar de aire por colección forzada que utiliza quince tubos de vacío (Heat pipe), una cabina cerrada donde se coloca el producto y una turbina tipo jaula de ardilla que es alimentada por un sistema de dos paneles fotovoltaicos de 50W cada uno. El aire calentado es impulsado por la turbina desde los tubos al vacío hasta el producto que se encuentra en la cabina, en este trabajo se utilizó la ecuación de difusión de Fick unidimensional y métodos numéricos para determinar el coeficiente de transferencia de masa 2.61 x 10-9 m/s-1 y el coeficiente de difusividad efectiva 1.52 x 10-10 m2/s-1 y se concluyó que la temperatura de secado de 55 °C es la que mejor que se ajusta a los resultados estimados por el modelo. El secador solar de tubos al vacío es capaz de mantener una temperatura de operación entre 50 °C a 55 °C para una irradiancia de 450 a 1100 W/m2 entre las 9:30 y las 14:30 horas, en estas condiciones, en dos días se consigue secar el ají panca hasta un 8 % de contenido de humedad. El secado tradicional de este producto, toma entre siete y diez días.

ABSTRACT In this work, tests were carried out on the drying of the ají panca in a forced air solar dryer using fifteen vacuum tubes (Heat pipe), a closed cabin where the product is placed and a squirrel cage turbine that is fed by a system of two photovoltaic panels of 50 W each. The heated air is driven by the turbine from the vacuum tubes to the product in the cabin, in this work the unidimensional Fick difusion equation and numerical methods were used to determine the mass transfer coefficient 2.61 x 10-9 ms-1 and the effective diffusivity coefficient 1.52 x 10-10 m2 s-1 and it was concluded that the drying temperature of is 55 °C is the one that best fits the results estimated by the model. The solar vacuum tube dryer is capable of maintaining an operating temperature between 50 °C to 55 °C for an irradiance of 450 to 1100 W /m2 between 9:30 am and 2:30 pm, under these conditions, in two days it is possible to dry the ají panca up to 8% moisture content. Traditional drying of this product takes between seven and ten days.

Data experimental en la calefacción solar de una piscina cerrada con envolvente de policarbonato

RESUMEN La calefacción de piscinas utilizando colectores de placa plana de polipropileno UV, es una práctica conocida en nuestro medio, y tiene justificación técnica y económica en lugares donde existe una excelente radiación solar. El agua de la red es fría (05-15°C), así como las temperaturas ambientes descienden por la noche unos 5 a 10 °C, necesitándose un uso intensivo de la piscina a lo largo de los 12 meses del año, ya sea con fines de recreación, turísticos o terapéuticos. El objetivo de la calefacción es lograr temperaturas de confort en el agua de la piscina, en un rango de 28-32 °C, así como evitar el consumo complementario de energía eléctrica y/o GLP, fundamentalmente a lo largo del periodo estacional más frío del año en el sur del Perú (Abril - Agosto), extendiendo así el uso de la piscina hasta casi 12 meses. Una inversión de esta naturaleza, tiene un retorno de capital menor al de 1 año y reditúa largamente en términos técnicos, económicos y de confort. El acoplamiento de un sistema cerrado o envolvente sobre la piscina que genere una atmósfera externa para estadía interna en la piscina, produce un efecto invernadero extremo con temperaturas y humedad en el aire que se encierra en este espacio, que deben ser manejados mediante sistemas de control que activen el movimiento del aire y de la humedad de éste, de modo que se logre temperaturas de confort de cuarto cuando el usuario esta fuera del agua de la piscina. La data experimental adquirida, representa una información valiosa en el análisis térmico de una piscina temperada con colectores solares, con cerramiento volumétrico, lo que permitirá entender el comportamiento térmico de la interacción aire -agua en este tipo de sistemas, y que es diferente al de una piscina temperada a cielo abierto.

ABSTRACT The heating of swimming pools using flat plate collectors of polyurethane, is a known practice in our environment, and has technical and economic justification, in places where there is excellent solar radiation, the water of the network is cold (05-15 °C), as well as the ambient temperatures descend at night about 5 to 10 ° C, requiring intensive use of the pool throughout the 12 months of the year, whether for recreational, tourist or therapeutic purposes. The aim of the heating of the pool is to achieve comfort temperatures in the pool water, in a range of 28-32 ° C, as well as to avoid the complementary consumption of electrical energy, and / or LPG, mainly along the coldest seasonal period of the year in southern Peru (April - August), thus extending the use of the pool to almost 12 months. An investment of this nature has a return on capital of less than 1 year and results in an investment in technical, economic and comfort terms. The coupling of a closed system on the pool that generates an external atmosphere for internal stay in the pool, produces an extreme greenhouse effect with temperatures and humidity in the air that is enclosed in this space, which must be controlled by control systems that activate the movement of air and humidity of this, so that room comfort temperatures are achieved when the user is out of the pool water. The acquired experimental data represents valuable information in the thermal analysis of a heated pool with solar collectors, with volumetric enclosure, which will allow to understand the thermal behavior of the air-water interaction in this type of systems, and that is different from that of an Outdoor heated pool.

Cuantificación y caracterización de la radiación ultravioleta-b en la ciudad de Tacna, periodo: 2012-2014

RESUMEN El objetivo es cuantificar y caracterizar la radiación ultravioleta B sobre la ciudad de Tacna utilizando la información básica de radiación ultravioleta B (UV-B) correspondiente al periodo 2012 - 2014, registrada en la estación meteorológica agrícola principal MAP-Jorge Basadre Grohmann, ciudad de Tacna, operada por el SENAMHI, a través de la medición del índice de radiación ultravioleta (IUV). Los índices de radiación ultravioleta B determinados a nivel diaria, mensual, estacional y multianual alcanzaron valores máximos de 8 a 10 a niveles de riesgo muy alta y de 11 a niveles de riesgo extremadamente alta en los meses de enero, febrero, noviembre y diciembre con frecuencias de ocurrencia 67 % y 33 %, mientras que los índices mínimos registrados fueron de 3 a 5 con nivel de riesgo moderada en los horarios de 8:00 h y 17:00 h, con frecuencias del 40 % y 83 % durante los meses de junio y julio respectivamente. Los resultados obtenidos constituyen indicadores importantes para tomar medidas de prevención para la población frente a la exposición a la radiación ultravioleta UV-B y minimizar sus efectos dañinos por exposición contra la salud.

ABSTRACT The objective is to quantify and characterize the ultraviolet B radiation on the city of Tacna using the basic ultraviolet B (UV-B) radiation information corresponding to the period 2012 - 2014, registered in the main agricultural meteorological station MAP-Jorge Basadre Grohmann, city of Tacna, operated by SENAMHI, through the measurement of the ultraviolet radiation index (IUV). The ultraviolet B radiation indices determined at the daily, monthly, seasonal and multi-annual levels reached maximum values of 8 to 10 at very high risk levels and 11 at extremely high risk levels in the months of January, February, November and December with frequencies of occurrence 67% and 33%, while the minimum rates recorded were 3 to 5 with a moderate level of risk in the hours of 8:00 am and 5:00 pm, with frequencies of 40% and 83% during the months of June and July respectively. The results obtained constitute important indicators to take preventive measures for the population against exposure to UV-B ultraviolet radiation and minimize its harmful effects on health.

Estudio de los métodos analíticos para la extracción de parámetros eléctricos de módulos fotovoltaicos de capas delgadas

RESUMEN Para conocer la eficiencia real de un panel y poder predecir su potencia y producción energética es necesario estudiar su comportamiento y caracterizarlo a las condiciones reales del lugar en el que está instalado. El modelo de un solo diodo para celdas fotovoltaicas (FV) relaciona la corriente y el voltaje del módulo FV mediante cinco parámetros eléctricos que nos dan información fundamental acerca de los procesos físicos que tienen lugar en las celdas FV y del estado del módulo. Actualmente, existen diversos métodos analíticos, numéricos y heurísticos para extraer los parámetros del modelo, cada uno con ventajas y desventajas que dependen del tipo de módulo y de las condiciones ambientales. Se realizó un estudio de métodos de extracción analíticos que se usan actualmente para módulos FV de silicio cristalino y se aplicaron a tecnologías FV de capas delgadas. En este trabajo se presentan los resultados de la extracción de parámetros a través de comparación entre la curva corriente-voltaje (IV) medida y la modelada, además de cálculos de Normalized Root Mean Square Error (NRMSE) con el fin de comparar y evaluar ambos métodos analíticos.

ABSTRACT In order to find a module’s real efficiency and predict its power and energy production it is necessary to study its behaviour and characterize it in the conditions in which it is installed. The single diode model for photovoltaic (PV) cells relates a cell’s current to its voltage through five electric parameters which give us fundamental information about a module and the physical processes inside its cells. Currently, there are many analytical, numerical and heuristic methods used to extract the model’s parameters, each one with advantages and disadvantages that depend on the technology of the module and climate conditions. Current analytical methods used to extract parameters from silicon modules were applied to thin film PV modules in order to study their validity. This work presents the results of the parameter extraction by comparing the measured current-voltage (IV) curve with the modelled curve, as well as through Normalized Root Mean Square Error (NRMSE) calculations with the objective of comparing and evaluating the selected analytical methods.

Deshidratación de frutas en un módulo solar multipropósito

RESUMEN La ingesta de frutas deshidratadas contribuye a disminuir los problemas digestivos, favorece el tránsito intestinal, mejora el sistema gastrointestinal y previene los problemas de garganta, entre otras bondades. En este trabajo, utilizando un módulo solar multipropósito (MSM), el cual fue diseñado y construido por el equipo investigador del Centro de Energías Renovables de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga (UNSCH), se deshidrató manzanas, piñas y plátanos, constituyendo un producto a comercializar, al cual lo denominamos SNACK SOLAR. La evaluación físico-químico de estas frutas deshidratadas muestran que se mejoró enormemente la concentración del ácido ascórbico (vitamina C), así en 100 g de manzana aumentó de 0.833 mg a 13.33 mg, en 100 g de piña aumentó de 27.5 mg a 39.33 mg y en 100 g de plátanos aumento de 13.83 mg a 39.33 mg, lo cual representa un aporte significativo a la alimentación humana, más aún, utilizando como recurso la energía solar térmica. El snack solar no lleva ningún preservante, ni saborizante, como si lo llevan los productos similares industrializados, por ello también, su tiempo de vida es de solo algunos días. Este proyecto es una propuesta innovadora de incubadora de micro empresas que surge desde el interior de las aulas universitarias.

ABSTRACT The intake of dehydrated fruits helps to reduce digestive problems, promotes intestinal transit, improves the gastrointestinal system and prevents throat problems, among other benefits. In this work, using a multipurpose solar module (MSM), which was designed and built by the research team of the Center for Renewable Energies of the National University of San Cristóbal de Huamanga (UNSCH), dehydrated apples, pineapples and bananas, constituting a product to commercialize, which we call SNACK SOLAR. The physical-chemical evaluation of these dehydrated fruits shows that the concentration of ascorbic acid (vitamin C) was greatly improved, thus in 100 g of affected apple from 0.833 mg to 13.33 mg, in 100 g of affected pineapple from 27.5 mg to 39.33 mg and in 100 g of bananas increased from 13.83 mg to 39.33 mg, which represents a significant contribution to human food, even more, using thermal solar energy as a resource. The solar snack does not carry any preservatives or flavoring, as if they carry similar industrialized products, so also, their life time is only a few days. This project is an innovative proposal of micro business incubator that arises from inside the university classrooms.

Determinación de la eficiencia y el coeficiente total de pérdidas del colector de placa plana de 2m², utilizando un banco de pruebas según la NTP 399.400 en Arequipa

RESUMEN Arequipa es una ciudad con más de 70000 Sistemas de Calentamiento de Agua con Energía Solar (SCAES), existen más de 30 fabricantes de termas solares que no tienen laboratorios propios para poder determinar las características térmicas y la eficiencia. Se instaló un banco de pruebas para evaluar la eficiencia de los colectores solares de placa plana, bajo la norma técnica peruana NTP 399.400 2001. Tres colectores utilizados son de 2m2 sirvieron para determinar el rango de valores de eficiencias máximas como del coeficiente global de pérdidas del sistema SCAES. Valores no determinados anteriormente con un módulo estandarizado.

ABSTRACT Arequipa is a peruvian south city with more than 70000 Solar Energy Water Heating Systems (know in spanish as SCAES). In this area there are more than 30 solar thermal manufacturers. They do not have laboratories to collet standarized data about characteristics and efficiency of their SCAES. In this research, a group of test was installed to evaluate the efficiency of three flat plat solar collectors (2m2). This study was made under the Peruvian technical standard NTP 399.400 2001. As result, the range of maximum efficiency values and the global coefficient of losses of the SCAES was found.

Evaluación sistemática del desempeño térmico de un módulo experimental de vivienda alto andina para lograr el confort térmico con energía solar

RESUMEN El objetivo del presente trabajo es evaluar experimentalmente el desempeño térmico de un Módulo Experimental de Vivienda (MEV), construido en la región Alto Andina, mediante la evaluación sistemática de doce configuraciones de operatividad diferentes, desde el manejo nocturno de contraventanas hasta actividad humana, uso de cocinas a gas y uso de dos sistemas de calefacción solar activos. Este objetivo se fundamenta en las mediciones de temperatura y humedad, considerando la primera como el parámetro principal de análisis térmico para verificar el desempeño térmico del MEV mediante la variación de la temperatura interior respecto al exterior, según la configuración del MEV dado a que la variación entre la temperatura diaria promedio interior y exterior muestra la eficacia de las estrategias de calentamiento o enfriamiento. En base a ello, los incrementos de temperatura en el interior del MEV, considerando una operatividad concienzuda de sus técnicas bioclimáticas implementadas, son del orden de 9,5 °C en promedio y, de hasta 16,6 °C en horas críticas de la madrugada respecto a la temperatura exterior de -7,1 °C a las 6 a.m. El estudio se complementa con simulaciones térmicas dinámicas utilizando el software EnergyPlus apoyado del entorno gráfico en 3D SketchUp, e interfaz OpenStudio para determinar la temperatura interior y validarlo con la temperatura interior real medida. Los resultados muestran un buen acuerdo entre la simulación y los datos experimentales, con un error cuadrático medio de 15 y 16 % en los ambientes del MEV.

ABSTRACT The objective of this work is to evaluate experimentally the thermal performance of an Experimental Housing Module (MEV) through systematic evaluation of twelve different configurations of operation, from nightly closing of window shutters until overnight stay, human activity, use of gas stoves and use of two active solar heating systems. This objective was based on the measurements of temperature and humidity, considering the first as the main parameter of thermal analysis to verify the thermal performance of the MEV by increasing the internal temperature with respect to the outside, according to the operability of the MEV, given that the variation between the average daily indoor and outdoor temperature, shows the effectiveness of passive heating or cooling strategies. Based on this, the temperature increases inside the MEV considering a conscientious operation of its implemented bioclimatic techniques and internal gains to reach its thermal comfort, are of the order of 9.5 ° C on average and, up to 16.6 ° C during critical hours of the morning with respect to the outside temperature of 7.1 ° C at 6 a.m. The study is complemented by dynamic thermal simulations using the EnergyPlus software supported by the 3D SketchUp graphic environment, and OpenStudio interface to determine the indoor temperature and validate it with the actual measured indoor temperature. The results show a good agreement between the simulation and the experimental data, with an average square error of 15 and 16% in the MEV environments.

Puesta en marcha de un laboratorio para la caracterización de tecnologías fotovoltaicas a sol real bajo las condiciones climáticas de Lima

RESUMEN En este trabajo se presenta el diseño, la implementación y los primeros resultados de un Laboratorio de Investigación Fotovoltaica desarrollado en las instalaciones del Grupo de Ciencia de Materiales y Energías Renovables (MatER-PUCP) de la Pontificia Universidad Católica del Perú en colaboración con el Grupo de Investigación y Desarrollo en Energía Solar y Automática (IDEA) de la Universidad de Jaén (UJA) de España. Este laboratorio es uno de los primeros en el país con el equipamiento adecuado para la calibración y certificación de diferentes tecnologías, comerciales y emergentes, de módulos fotovoltaicos en el mercado peruano. Los resultados que se esperan obtener mediante una extensa campaña experimental, que inició en mayo del 2019, podrán ser ofertados a empresas u otras instituciones públicas, como estudios detallados del comportamiento y degradación de las diferentes tecnologías de módulos fotovoltaicos en función de las condiciones climáticas particulares de la ciudad de Lima (niveles de irradiancia y su componente difuso, temperatura de operación, humedad, distribución espectral, y polvo).

ABSTRACT This paper presents the design, implementation and first results of a Photovoltaic Research Laboratory developed at the facilities of the Materials Science and Renewable Energy Group (MatER-PUCP) of the Pontifical Catholic University of Peru in collaboration with the IDEA Research Group (Research and Development in Solar Energy) of the University of Jaen (UJA), Spain. This laboratory is one of the first in the country with the appropriate equipment for calibration and certification of different commercial and emerging technologies of photovoltaic modules in the Peruvian market. The results that are expected to be obtained through an extensive experimental campaign, which began in May 2019, may be offered to companies or other public institutions, such as detailed studies of the behavior and degradation of the different technologies of photovoltaic modules depending on the particular climatic conditions from the city of Lima (irradiance levels and diffuse component, operating temperature, humidity, spectral distribution, and dust).

Diseño y construcción de acumulador solar térmico por cambio de fase para un secador solar familiar

RESUMEN Se diseña y construye un acumulador solar térmico mediante el principio de cambio de fase, para optimizar el proceso de secado en un secador solar familiar, en un periodo adicional al cese de la incidencia de la radiación solar; el material de cambio de fase seleccionado es la parafina comercial, cuyas propiedades térmicas han sido caracterizados mediante el medidor KD2 Pro. La temperatura de fusión de la parafina (53 oC) se encuentra en torno a la temperatura de operación del secador solar de mediana temperatura. El acumulador solar térmico se caracteriza por ser modular, formado por doce unidades cilíndricas de aluminio reciclado, donde cada unidad contiene 200 g de parafina e incorpora mallas con aletas de aluminio para mejorar el flujo de calor al exterior y optimizar su transferencia al aire. Como resultado se ha logrado aumentar el tiempo adicional de secado en un orden de 2 h sin intervención de la radiación solar, manteniendo una temperatura del aire mayor a 30 oC previamente sometido a una radiación solar media de 533 Wm-2.

ABSTRACT A solar thermal accumulator is designed and built using the phase change principle, to optimize the drying process in a familiar solar dryer, in an additional period to the cessation of the incidence of solar radiation; the phase change material selected is the commercial paraffin, whose thermal properties have been characterized by the KD2 Pro meter. The melting temperature of the paraffin (53 oC) is around the operating temperature of the medium temperature solar dryer. The solar thermal accumulator is characterized by being modular, consisting of twelve cylindrical units of recycled aluminum, where each unit contains 200 g of paraffin and incorporates meshes with aluminum fins to improve the flow of heat to the outside and optimize its transfer to the air. As a result, the additional drying time has been increased by an order of 2 hours without intervention of solar radiation, maintaining an air temperature greater than 30 oC previously subjected to an average solar radiation of 533 Wm-2.

Estimación de coeficiente de turbidez en el Rosal Salta, Argentina a través de modelo de simulación smart 2.9

RESUMEN En la actualidad, el uso de la energía solar está en auge a nivel mundial, y en Argentina, a través del programa RENOVAR. Por lo tanto, se requiere un análisis del recurso a los efectos de una posible instalación de una Planta Solar Fotovoltaica. Cuando los rayos solares alcanzan a la superficie terrestre se encuentran ciertos obstáculos que tienden a disminuir la energía solar incidente. En la atmósfera, se encuentran gases y aerosoles que ocasionan la atenuación solar. Existen técnicas para determinar el recurso solar disponible de un sitio, sin embargo, a veces no es aplicable por falta de equipos de medición adecuados, ya sea por razones económicas, de traslado, etc. En este trabajo se muestra que conociendo magnitudes medidas directamente, relacionadas con la energía solar como la Irradiancia Directa Normal (DNI), y haciendo uso de un modelo de simulación como el SMART 2.9 se consigue estimar el coeficiente de turbidez de Ångström (β), que indica el espesor óptico de los aerosoles y por consiguiente, la disminución de la potencia solar. Para conseguir el objetivo propuesto se decidió trabajar sobre un sitio de la Argentina, llamado El Rosal, ubicado en el municipio de Campo Quijano y en el paraje que lleva por nombre “Quebrada del Toro” y se encuentra ubicado a 3355 msnm. Se eligió este lugar, no solo por ser un sitio de altura en la provincia de Salta, sino también por el hecho de disponer de datos de DNI medidos con un pirheliómetro para tres épocas diferentes.

ABSTRACT At present, the use of solar energy applications is booming worldwide, particularly in Argentina, through the RENOVAR program. Therefore, an analysis of the solar resource is required for the purposes of a possible installation of a Photovoltaic Solar Plant. When the sun's rays reach the surface of the earth, certain obstacles are found in its path that tend to decrease the incident solar energy. In the atmosphere, there are gases and aerosols, such as atmospheric dust (volcanic ash, very fine earth, soot, etc ...) that cause solar attenuation. There are techniques to determine the available solar resource of a site, however, sometimes it is not applicable due to lack of adequate measuring equipment, whether for economic reasons, transfer, etc. Therefore, in this paper we want to show that knowing certain measured quantities directly and that are related to solar energy such as Normal Direct Irradiance (DNI), and using a simulation model such as SMART 2.9, the coefficient can be estimated of turbidity of Ångström, β, what will be the indicator of the optical thickness of the aerosols and consequently of the decrease of the solar power. To achieve the objective proposed in the previous paragraph, it was decided to work on a place in Argentina, called El Rosal, located in the municipality of Campo Quijano and in the place called “Quebrada del Toro”, which descends from the eastern face from the Puna de Atacama. It is located 3355 meters above sea level. The choice of this place was made, not only because it is a site of height in the province of Salta, but also because of the availability of DNI data measured with a pyrometer for three different times.

Estimación de humedad de café pergamino utilizando un secador solar automatizado, mediante modelos matemáticos en Jaén-Perú

RESUMEN El café es un producto muy consumido a nivel mundial, debido a que posee un poder estimulante y energizante. Además, el proceso de secado es un factor esencial que influye en la calidad final del producto, en este sentido, el objetivo del presente artículo fue estimar la humedad del café pergamino al emplear un secador solar automatizado, mediante modelos matemáticos. Los modelos empleados fueron del tipo regresión lineal múltiple y regresión no lineal, los mismos que fueron determinados con los softwares R y Curve Expert Professional respectivamente. Los datos necesarios para estimar dichos modelos, fueron recolectados en campo durante cinco días, la cual consistió en aplicar el secador solar automatizado en la parcela de un agricultor del centro poblado de las Naranjas, Jaén, Cajamarca, Perú cuya variedad fue Catimor. Se determinaron cinco modelos: Un modelo de regresión lineal múltiple y cuatro modelos no lineales con un coeficiente de correlación R2 mayor que 0,91. Sin embargo, el modelo empleado para describir la radiación solar en Grecia, es el que mejor describe el comportamiento de la humedad del grado de café pergamino en términos del tiempo de secado en el secador solar automatizado empleando los estadísticos de bondad de ajuste.

ABSTRACT Coffee is a product widely consumed worldwide, because it has a stimulating and energizing power. In addition, the drying process is an essential factor that influences the final quality of the product, in this sense, the objective of this article was to estimate the humidity of parchment coffee by using an automated solar dryer, using mathematical models. The models used were multiple linear regression and nonlinear regression, the same as those determined with the R and Curve Expert Professional software respectively. The data needed to estimate these models, were collected in the field for five days, which consisted of applying the automated solar dryer on the plot of a farmer from the town center of Las Naranjas, Jaén, Cajamarca, Peru whose variety was Catimor. Five models were determined: A multiple linear regression model and four non-linear models with a correlation coefficient R2 greater than 0.91. However, the model used to describe solar radiation in Greece is the one that best describes the moisture behavior of parchment coffee grade in terms of the drying time in the automated solar dryer using goodness of fit statistics.

Modelamiento y evaluación del nivel de calidad del aire mediante el análisis de grey clustering, estudio de caso Lima metropolitana

RESUMEN Actualmente los parámetros que evalúan la calidad del aire son analizados de manera independiente, dejando de lado el enfoque sistémico del ambiente, el cual establece que la calidad del aire está influenciada y controlada por muchos tipos de factores, en donde varios parámetros interactúan y se restringen mutuamente, por estas razones se propone un sistema de evaluación superior que tome en cuenta el alto grado de incertidumbre presente en el medio, denominada la metodología de análisis de Grey Clustering cuya base es la lógica difusa. La propuesta metodológica evaluará el nivel de calidad de aire en Lima Metropolitana, mediante el método de “Triangulación del punto medio en base a funciones de Whitenización - CTWF”, en donde se demostrará que el modelo propuesto es exacto, comparable y aplicable. Los datos de calidad del aire se obtuvieron del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú-Senamhi. El método CTWF se aplicó utilizando los principales indicadores de la calidad del aire, tales como, PM10, PM2.5, SO2 y N02. Los datos de muestreo se clasificaron usando el Índice de Calidad del Aire Anual -YACAQI; como resultado de la evaluación de la calidad del aire se determinó que la mayoría de distritos presentaban problemas muy graves de contaminación del aire. El diagnóstico permitirá que la sociedad en general y municipalidades tengan como resultado un instrumento técnico de análisis objetivo e integral, que brinda resultados fáciles de interpretar y permita enfocar los principales contaminantes persistentes en el medio.

ABSTRACT Currently, the criteria to air quality assessment are analysed independently, leaving aside the systemic approach of the environment, where air quality is influenced and controlled by many types of factors, where several parameters interact and mutually restrict each other for that reason a higher evaluation system is proposed by Grey Clustering analysis based on fuzzy logic, which takes into account the high degree of uncertainty present in the environment. The methodological proposal will assess the quality of air in Lima Metropolitana. In this work, we apply Center-point triangular whitenization weight functions (CTWF) method, where it will be demonstrated that the proposed model is exact, comparable and applicable. The monitoring data on each city of Lima Metropolitana were obtained from National Service of Meteorology and Hydrology of Peru - Senamhi. The CTWF method was applied using parameters of air quality such as PM10, PM2.5, SO2 y N02. Then, the results were ranked using the Year Average Common Air Quality Index (YACAQI). Consequently, the results showed that most of the cities are polluted. Finally, the results of this study could be used by local authorities or central government to make the best decision to focus on the main persistent pollutants in the environment.

Huella de carbono- emisiones de GEI por uso del sistema de iluminación de la Facultad de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Ingeniería, Lima-Perú

RESUMEN El objetivo general de este estudio de investigación es contribuir a establecer parcialmente la Línea Base de la Huella de Carbono por el uso de los Sistemas de Iluminación en los ambientes de las edificaciones de la Facultad de Ingeniería Ambiental (FIA) de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI), en el desarrollo de las actividades académicas, gestión y de apoyo. Para lo cual se establecieron los objetivos específicos: Identificar las fuentes de emisión indirecta de GEI, estimar las emisiones indirectas de GEI que provienen de la generación de electricidad de origen externo (Alcance 2.) y preparar el informe del inventario de GEI correspondientes. Las universidades y en especial las Facultades relacionadas a la Ingeniería Ambiental tienen la responsabilidad relevante de contribuir a la sostenibilidad ambiental a través de la formación académica de profesionales, con investigaciones y acciones directas al respecto; las cuales servirán académicamente para replicar las buenas prácticas en otras facultades, universidades y sectores. Esta contribución está alineada con las acciones de mitigación conformantes de las ‘Contribuciones Nacionalmente Determinadas’ (NDC), que constituyen el compromiso del Perú para reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero al año 2030, en el marco del Acuerdo de París. La sociedad moderna desarrolla gran cantidad de actividades con el uso de los sistemas eléctricos, según la IEEE a nivel mundial el 66% de la electricidad es generada por combustibles fósiles y el 16% de la electricidad mundial es consumida en sistemas de iluminación; en el Perú según el Ministerio de Energía y Minas (MINEM), aproximadamente el 35% de la energía primaria (después de la transformación y/o descontadas las pérdidas) es destinada a la generación eléctrica, de la cual el consumo energía por la iluminación en los hogares es de 19% del total de la factura eléctrica, en el sector público este porcentaje se eleva al 20% y en el sector comercial hasta el 25%. El informe del inventario de GEI se ha realizado según la Norma ISO 14064-1. La metodología de cuantificación aplicada es la combinación de medición y cálculo. Los cálculos basados en datos de las actividades de GEI, datos de las horas de consumo de energía eléctrica y las mediciones directas de consumo intermitente de energía por los sistemas de iluminación, multiplicado por el Factor de Emisión (FE) de GEI. El año base considerado es 2018, determinándose el inventario de emisiones indirectas de GEI que provienen de la generación de electricidad de origen externo (Alcance 2) por uso del Sistema de iluminación de la Facultad de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Ingeniería, en las actividades académicas, de gestión y apoyo, de 63.169 tonCO2e. Siendo el mayor consumo por la actividad académica directa (aulas, laboratorios y biblioteca) 41.18 %. Una emisión per cápita de 0.061 tonCO2e/estudiante y 0.052 tonCO2e/usuario, así como un promedio de 0.042 tonCO2e/lámpara.

ABSTRACT The general objective of this research study is to contribute to partially establishing the Carbon Footprint Baseline for the use of Lighting Systems in the building environments of the Faculty of Environmental Engineering (FIA) of the National University of Engineering (UNI), in the development of academic, management and support activities. For this purpose, the following specific objectives were established: To identify the sources of indirect GHG emissions, to estimate indirect GHG emissions that come from the generation of electricity from external sources (Scope 2), and to prepare the corresponding GHG inventory report. Universities, and especially University Faculties related to Environmental Engineering, have the relevant responsibility to contribute to environmental sustainability through research, direct actions, and academic training of professionals. This will be of tremendous academic impact by replicating good practices in other faculties, universities and sectors. This contribution is aligned with the mitigation actions that are part of the Nacional Determined Contributions (NDC), which constitute Peru’s commitment to reduce its greenhouse gas emissions by 2030, based upon the Paris Agreement. Modern societies develop a large number of activities with the use of electrical systems. According to the IEEE, 66% of the electricity worldwide is generated by fossil fuels and 16% of the world's electricity is consumed in lighting systems. In Peru, according to the Ministry of Energy and Mines (MINEM), approximately 35% of the primary energy (after the transformation and /or discounting losses) is destined for electricity generation, from which energy consumption by lighting in households accounts for 19% of the total electricity bill. In the public sector, this percentage rises to 20% and in the commercial sector up to 25%. The GHG inventory report has been made according to ISO 14064-1. The methodology of applied quantification is the result of the combination of measurement and calculation. Calculations based on data on GHG activities, data on hours of electric power consumption, and direct measurements of intermittent energy consumption by lighting systems are multiplied by the GHG Emission Factor (FE). The base year considered is 2018, determining the inventory of indirect GHG emissions that come from the generation of electricity of external origin (Scope 2) by use of the Lighting System of the Faculty of Environmental Engineering of the National Engineering University, in the academic, management and support activities of 63.169 tonCO2e. The highest consumption is related to direct academic activities (classrooms, laboratories and library) with 41.18%. A per capita emission of 0.061 tonCO2e / student and 0.052 tonCO2e / user, as well as an average of 0.042 tonCO2e / lamp is seen.