Tecnia

Update on the ocurrence of the soil liquefaction phenomenon in peru

RESUMEN Se presenta la información disponible sobre el fenómeno de licuación de suelos en el Perú debido a la acción sísmica y su representación en un mapa de áreas de licuación de suelos. El mapa de áreas de licuación de suelos está dibujado a la escala 1:5'000,000 y presenta distinciones entre casos de licuación seguros y probables, de acuerdo con la interpretación de la información disponible en la literatura. Toda la documentación que presenta evidencias del fenómeno de licuación, tales como la formación de pequeños volcanes de barro y arena, la expulsión violenta de agua del suelo, la presencia de intenso agrietamiento y los asentamientos diferenciales debido a la acción sísmica, ha sido detallada en este artículo.

ABSTRACT This paper presents the available information on the soil liquefaction phenomenon induced by seismic action in Peru and its representation on a soil liquefaction hazard map. Such map is drawn at a scale of 1: 5,000,000 and distinguishes between real and probable liquefaction hazards, according to the interpretation of the information available in the literature. All the documentation that provides evidence of the liquefaction phenomenon, such as the formation of small mud and sand boils, the violent expulsion of water from the ground, the presence of intense cracking and the differential settlements triggered by seismic action, has been detailed in this article.

Estudio del fenómeno de Excitación Sincrónica Lateral caso: Puente Peatonal “Rayitos De Sol”

RESUMEN En las últimas décadas, numerosos puentes peatonales experimentaron vibraciones excesivas en la dirección lateral, casos como el Millenniun, Solferino y Toda entre los más conocidos, causando en los peatones dificultades para cruzarlos y muy frecuentemente requiriendo caras reparaciones. Esta investigación estudia el problema de las vibraciones laterales producidas por el cruce de peatones en puentes peatonales conocido como Fenómeno de excitación sincrónica lateral a través del análisis de vibración lateral de la pasarela adyacente al puente peatonal “Rayitos de Sol”, que cruza el rio Rímac, cerca al centro de Lima. Este puente en particular presentaba excesivas vibraciones laterales desde su construcción en 2006 hasta el momento que fue desarrollada este estudio en 2016. Esta situación particular constituyó un estado ideal para el desarrollo del trabajo experimental. Durante esta investigación fueron encontrados detalles particulares del fenómeno de excitación sincrónica lateral, el primero que la densidad peatonal es directamente proporcional a la probabilidad de ocurrencia del fenómeno, el segundo que el fenómeno es de naturaleza cíclica y la ocurrencia de una aceleración máxima a partir de la cual el peatón rompe su paso y el fenómeno decae.

ABSTRACT In the last decades, numerous footbridges experienced excessive displacements in the lateral direction of passage, cases such as Millennium, Solferino and Toda among the most known, which caused that the pedestrian have difficulties in using these structures and often requiring expensive repairs. This research studies the problem of the lateral vibrations produced by the pedestrian crossing in footbridges known as the phenomenon of synchronous lateral excitation through the lateral vibration analysis of the walkway adjacent to the “Rayitos de Sol” footbridge, which crosses the Rímac river, near the center of Lima. This particular footbridge had presented excessive lateral vibrations from its construction in 2006, until 2016 when this research was developed. This particular situation constituted an ideal state for the development of experimental work. Particular details of the phenomenon of synchronous lateral excitation were found during this research. first, that the pedestrian density is directly proportional to the probability of occurrence of the phenomenon, second, that the phenomenon is cyclic in nature and the occurrence of a maximum acceleration from which the pedestrian breaks its path and the phenomenon decays.

Subastas en plantas de energia solar fotovoltaica y la paridad de red en el Perú

RESUMEN En el presente artículo, se presenta un análisis de la situación de paridad de red de la energía solar fotovoltaica, con respeto a las fuentes de energía eléctrica convencional, como la hidroeléctrica y termoeléctrica para el caso del Perú. Con este propósito, se hace una revisión de cómo se fijan las tarifas eléctricas para el usuario final de tipo residencial de las fuentes convencionales de energía; por otro lado, se muestra en que consiste, el costo nivelado de energía para el caso de la energía solar y como esto ha sido utilizado para el cálculo de la tarifa eléctrica de esta fuente; las tarifas de las plantas solares que se comparan se encuentran instalados en: Moquegua, Tacna y Arequipa. La tarifa solar fotovoltaica ha sido obtenida por subastas; desde el año 2010 a 2016, estas han disminuido significativamente hasta llegar a la paridad de red en la última subasta. Se muestra un análisis comparativo entre las dos tarifas para cada tipo de fuente.

ABSTRACT In this paper, an analysis of the situation of grid parity of photovoltaic solar energy is presented, with respect to conventional electrical energy sources, such as hydroelectric and thermoelectric in the case of Peru. For this purpose, a review is made of how electricity rates are set for the residential end-user of electric energy sources; on the other hand, it shows what it consists of, the leveled cost of energy in the case of solar energy and how this has been used for the calculation of the electrical tariff of this source type; The rates of the solar plants being compared are installed in: Moquegua, Tacna and Arequipa. The photovoltaic solar rate has been obtained through auctions; from 2010 to 2016, these have decreased significantly until reaching network parity in the last auction. A comparative analysis is shown between the two rates for each type of source.

Metodología de pronóstico de la demanda residencial para el planeamiento energético de largo plazo en el Perú

RESUMEN A nivel mundial existen modelos de proyección de la demanda que sirven de base para el planeamiento energético. Sin embargo, como la mayoría de estos modelos pertenecen a países desarrollados dichos modelos deben ser evaluados, complementados y mejorados a fin de identificar la metodología que mejor se adapte a las particularidades de un país en vías de desarrollo como el Perú y a la vez cumplan con los retos que plantean los sistemas energéticos actuales como son: la aparición de tecnologías disruptivas y un contexto internacional de lucha contra el cambio climático. El objetivo del presente artículo es definir una metodología de proyección de la demanda del sector residencial integrando los modelos de uso final mediante rotación de stocks y el modelo de sustitución mediante evaluación multicriterio, para lo cual se han identificado los factores de valor presente neto, costo de inversión, calidad de presentación e impacto ambiental en el modelo a través de la evaluación multicriterio de modo que se obtengan los niveles de penetración y regresión por fuentes y tecnologías, para finalmente ser integrados en el software de modelamiento energético LEAP y así evaluar toda la matriz energética peruana en su conjunto. La metodología se aplicó para el estudio de caso del sector residencial en el Perú y se determinó tanto la evolución del parque de equipos de consumo energético; el nivel de sustitución por fuente y tecnología; así como, su comparación con los resultados obtenidos a través de modelos econométricos y de optimización del uso final.

ABSTRACT Worldwide there are demand projection models that serve as the basis for energy planning. However, as most of these models belong to developed countries, these models must be evaluated, complemented and improved in order to identify the methodology that best adapts to the particularities of a developing country such as Peru and at the same time complies with the challenges posed by current energy systems such as: the emergence of disruptive technologies and an international context in the fight against climate change. The objective of this article is to define a methodology for projection of demand in the residential sector integrating end-use models through stock rotation and the substitution model through multi-criteria evaluation, for which the factors of net present value, cost have been identified. of investment, quality of presentation and environmental impact in the model through the multi-criteria evaluation so that the levels of penetration and regression are obtained by sources and technologies, to finally be integrated into the LEAP energy modeling software and thus evaluate all the Peruvian energy matrix as a whole. The methodology was applied to the case study of the residential sector in Peru and both the evolution of the park of energy consumption equipment was determined; the level of substitution by source and technology; as well as its comparison with the results obtained through econometric and end-use optimization models.

Asignación de pérdidas y costos del sistema de transmisión dentro de un ambiente desregulado

RESUMEN El sistema de transmisión es la infraestructura que permite la transferencia de energía desde los puntos de producción hasta los centros de consumo. Tiene características de monopolio natural regulado. Para eficiencia y equidad económica del mercado eléctrico, las pérdidas eléctricas y los costos por el uso de la red deben ser adecuadamente distribuidos entre todos los agentes que hacen uso de este sistema. Debido a las ecuaciones no lineales de los flujos de potencia, el acoplamiento y efecto cruzado entre potencia activa y reactiva hace del proceso de asignación de pérdidas y costos una tarea muy complicada. En este artículo proponemos un nuevo método para resolver estos problemas. El método propuesto modela a los agentes como fuentes de potencia compleja, lo cual permite considerar simultáneamente el acoplamiento y el efecto cruzado que existe entre la potencia activa y reactiva en el proceso de asignación de pérdidas eléctricas y costos de transmisión. El Método Propuesto combina la teoría de circuitos con el Método Aumann-Shapley de la Teoría de Juegos, garantizando un proceso de asignación justo y transparente. El método propuesto fue implementado en un sistema de prueba de 5 barras y un sistema IEEE 30 barras. Los resultados obtenidos fueron comparados con otros métodos reportados en la literatura.

ABSTRACT The transmission system is the infrastructure that allows the transfer of energy from the production points to the consumption centers. It has the characteristics of a regulated natural monopoly. For the efficiency and economic equity of the electricity market, electricity losses and costs for the use of the network must be adequately distributed among all the agents that make use of this system. Due to the non-linear equations of the power flows and the coupling and cross effect between active and reactive power, it makes the loss and cost allocation process a very complicated task. In this article we propose a new method to solve these problems. The proposed method models the agents as sources of complex power, which allows simultaneously considering the coupling and the cross effect that exists between the active and reactive power in the process of allocation of electrical losses and transmission costs. The Proposed Method combines circuit theory with the Aumann-Shapley Method of Game Theory, ensuring a fair and transparent allocation process. The proposed method was implemented in a 5-bar test system and an IEEE 30-bar system. The results obtained were compared with other methods reported in the literatura.

Análisis de sobretensiones resultantes de descargas atmosféricas para suelos dependientes de la frecuencia

RESUMEN Este articulo presenta un estudio comparativo de la impedancia de un electrodo vertical enterrado en un suelo homogéneo donde los parámetros eléctricos (resistividad y permisibilidad) son dependientes de la frecuencia en relación con las impedancias obtenidas con los parámetros del suelo constantes. Este estudio, considera que el electrodo vertical se modela como una línea de transmisión (LT) corta cuyos parámetros eléctricos (resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia) se distribuyen a lo largo de su longitud. De esta manera, la impedancia del electrodo se calcula como la impedancia armónica de la LT en función de la frecuencia. Una vez que se obtienen las impedancias de aterramiento del electrodo, y utilizando la técnica del Vector Fitting, circuitos eléctricos equivalentes son obtenidos directamente en el dominio del tiempo. La ventaja de usar este tipo de representación es que el circuito equivalente puede insertarse fácilmente en software de tipo EMTP, para realizar análisis de los transitorios electromagnéticos. De esta manera, se pueden calcular la elevación del potencial en el aterramiento para una descarga atmosférica incidente en el electrodo. Adicionalmente, se inyecta una descarga atmosférica en la parte superior de la torre de transmisión cuyo sistema de puesta a tierra está compuesto por un electrodo vertical, y se calculan las tensiones transitorias en los brazos y la base de la torre. Los resultados muestran que las tensiones se modifican significativamente por la presencia del suelo con parámetros dependientes de la frecuencia, especialmente en los picos, y que un análisis preciso de los transitorios electromagnéticos en los sistemas eléctricos debe tener en cuenta este fenómeno.

ABSTRACT This paper presents a comparative analysis of the electrode impedance for a vertical rod buried in a homogeneous ground where the soil electrical parameters (resistivity and permittivity) are frequency-dependent in relation to the impedances obtained with frequency-constant parameters. In this study, it is taken into account that vertical rod can be seen as a short transmission line whose electrical parameters (resistance, inductance, capacitance and conductance) are distributed along its length. Thus, the rod impedance is computed as being the harmonic impedance of the transmission line as a function of frequency. Once the rod impedances are obtained, and using the Vector Fitting technique, equivalent electrical circuits are obtained directly in time domain. The advantage of this type of representation is that equivalent circuit can be easily incorporated into EMTP-type programs for the electromagnetic transient analysis. In this model, the grounding potential rise (GPR) generated due to a lightning stroke at the rod can be calculated. Additionally, an impulsive current source, representing a lightning stroke, is injected at the top of a transmission tower whose the grounding system is composed by a vertical rod, and the transient voltages at the cross-arms and tower base are calculated. The results show that the voltages are significantly modified by the presence of the soil with frequency-dependent parameters, especially their voltage peaks, and that an accurate analysis of the transient in power systems must take this phenomenon into account.

Estudio de los fitoconstituyentes de Pleurotus Ostreatus cultivado en residuos de pulpa de café

RESUMEN El hongo Pleurotus ostreatus también llamado seta ostra es ampliamente cultivado por su valor nutricional, así como, por sus diferentes beneficios a la salud que se le otorgan y por su valor en remediación. El laboratorio N° 11 de la Universidad de Ingeniería del Perú está cultivando P. ostreatus haciendo uso de residuos de la pulpa de café como sustrato. El presente trabajo describe la identificación de los fitoconstituyentes mayoritarios en las fracciones apolares del extracto bruto orgánico de la seta ostra. Después de la transesterificación de una fracción rica en ácidos grasos, fue identificado el éster metílico del ácido palmítico como el mayoritario y de una segunda fracción fueron identificados los esteroides 5α,8α-epidioxi-24(R)-metilcolesta-6en-3β-ol y 5α,8α-epidioxi-22E-ergosta-6,22-dien-3β-ol. La identificación de los metabolitos se realizó por análisis de cromatografía gaseosa acoplado a espectrómetro de masas y por resonancia magnética nuclear de hidrógeno y de carbono 13.

ABSTRACT The mushroom Pleurotus ostreatus also called oyster mushroom is widely cultivated for its nutritional value, as well as, for its different health benefits and for its values in remediation. Laboratory N° 11 of the Universidad Nacional de Ingeniería of Peru is cultivating P. ostreatus making use of residues of coffee pulp as a substrate. The present work describes the identification of the major phytoconstituents in the apolar fractions of the organic crude extrac of oyster mushroom. After the transesterification of a fraction rich in fatty acids, the palmitic acid methyl ester was identified as the majority and of a second fraction were identified of the steroids 5α,8α-epidioxi-24(R)-metilcolesta-6en-3β-ol and 5α,8α-epidioxi-22E-ergosta-6,22-dien-3β-ol. The compounds were identified by gas chromatography analysis coupled to a mass spectrometer and by nuclear magnetic resonance of hydrogen and carbon 13.

La influencia del tamaño inicial del polvo de Óxido de Circonio en fase tetragonal estabilizado con Óxido de Itrio en la formación de una barrera de protección térmica

RESUMEN En este trabajo se estudian los efectos en las propiedades de porosidad y microdureza al usar distintos diámetros de polvos de óxido de circonio en fase tetragonal estabilizado con óxido de itrio (menores a 40 µm, entre 40 a 60 µm y mayores a 80 µm) a depositar en la capa superior de un sistema TBC (barrera de protección térmica) de doble capa conformado por NiCoCrAlY y óxido circonio en fase tetragonal estabilizado con óxido de itrio usando el proceso de pulverización en plasma, con el propósito de encontrar el polvo adecuado y factible de usar como capa superior. Para ello se utilizaron instrumentos como el Microscopio electrónico de barrido TESCAN Vega SB con microanalizador dispersivo INCA Energy electronic microscope con el cual se pudo detectar la porosidad en distintas zonas de evaluación de la capa superior y el durómetro de Vickers para medir la microdureza. Comprobándose que con diámetros de partículas menores a 40 µm las propiedades anteriormente mencionadas son las adecuadas para la conformación de la capa superior de óxido circonio en fase tetragonal estabilizado con oxido de itrio.

ABSTRACT In this work we study the effects on the porosity and microhardness properties when using different tetragonal phase zirconium oxide stabilized with yttrium oxide as diameters powders (less than 40 μm, between 40 to 60 μm and greater than 80 μm) to deposit in the upper layer of a TBC system (thermal barrier coating) of double layer formed by NiCoCrAlY and tetragonal phase zirconium oxide stabilized with yttrium oxide using the plasma spray process, in order to find the suitable powder and feasible to use as top layer. To this end, instruments such as TESCAN Vega SB scanning electron microscope with INCA Energy dispersive microanalyzer were used, with which it was possible to detect the porosity in different areas of evaluation of the upper layer and the Vickers durometer to measure the microhardness. Verifying that with particle diameters smaller than 40 μm, the aforementioned properties are adequate for the conformation of the tetragonal phase zirconium oxide stabilized with yttrium oxide such as top layer.

Visión computacional para aplicaciones automotivas

ABSTRACT Recent advances in computer vision are leveraging many technological developments in modern industry and automation. In this tutorial, it is presented a review of computer vision methods and applications relevant to the use of cameras as measurement devices in the automotive industry and robotics. The methods include algorithms for edge and ellipse detection, camera calibration, 3-D reconstruction and stereo vision. The applications are elaborated through simulations of three key problems: Detection of rims in automotive wheels; estimation of the calibration angles of vehicles and; trajectory reconstruction using stereo vision. These applications allow to demonstrate the potential of vision-based technologies in solving complex engineering problems in an automated fashion using cameras as sensors. As a result, three general purpose methodologies are proposed for solving problems of industrial need that would serve as guidelines for further developments in current and other related areas.

RESUMEN Avances recientes en visión computacional vienen favoreciendo el desarrollo tecnológico en la industria y automatización modernas. En este tutorial, se presenta una revisión de métodos de visión computacional y aplicaciones relevantes para el uso de cámaras como dispositivos de medición en la industria automotiva y robótica. Los métodos incluyen algoritmos para detección de bordes y elipses, calibración de cámaras, reconstrucción 3-D y visión estéreo. Las aplicaciones son elaboradas utilizando simulaciones en tres problemas fundamentales: Detección de aros en ruedas automotivas; estimativa de los ángulos de calibración en vehículos y; reconstrucción de la trayectoria de un vehículo usando visión estéreo. Estas aplicaciones demuestran el potencial de los métodos de visión computacional para resolver problemas de ingeniería complejos de manera automatizada utilizando cámaras como sensores. Como resultado, son propuestas tres metodologías de propósito general para solución a problemas con demanda industrial y que pueden servir como guías para desarrollos futuros en áreas afines o relacionadas.

Sintonía de un controlador PID para un péndulo invertido mediante algoritmos meta-heurísticos: luciérnaga y recocido simulador

RESUMEN En las plantas industriales un gran porcentaje de los controladores está basado en el Algoritmo de Control PID, esto por su sencillez y robustez, se tiene conocimiento que la performance de la Planta se puede ver afectada en cantidad y calidad del producto debido a la inadecuada determinación de los parámetros del controlador, incluso perjudicar a los mismos actuadores. En este trabajo, se muestra una alternativa a los métodos clásicos de sintonía de dichos parámetros: los algoritmos metaheurísticos, los cuales pertenecen a la rama de Búsqueda Informada dentro de la Inteligencia Artificial, cuyo objetivo es optimizar una determinada función de costo evitando los máximos o mínimos locales. Se consideró el modelo linealizado (para fines prácticos) de un sistema de péndulo invertido con un carro deslizante para la aplicación de dos algoritmos: el recocido simulado y el de luciérnagas; los cuales tuvieron como rango superior el determinado por el Criterio de Routh-Hurwitz para todas las especificaciones de rendimiento en el dominio del tiempo. En los resultados se pudo determinar que los parámetros optimizados del controlador PID no tenían una diferencia significativa y la velocidad de convergencia era rápida, esto nos permitiría concluir que es una opción adicional para la sintonía de lazos de control.

ABSTRACT In industrial plants a large percentage of the controllers is based on the PID Control Algorithm, due to its simplicity and robustness, it is known that the performance of the Plant may be affected in quantity and quality of the product due to inadequate determination of the controller parameters, even harming the actuators themselves. In this work, an alternative to classical methods of tuning of these parameters is shown: the metaheuristic algorithms, which belong to the branch of Informed Search within Artificial Intelligence, whose objective is to optimize a certain cost function avoiding maximums or local minimums. It has considered the linearized model (for practical purposes) of an inverted pendulum system with a sliding carriage for the application of two algorithms: simulated annealing and fireflies; which had as a higher rank the one determined by the Routh-Hurwitz Criterion for all the specifications of time domain performance. In the results it was possible to determine that the optimized parameters of the PID controller did not have a significant difference and the speed of convergence was fast, this would allow us to conclude that it is an additional option for the tuning of control loops.

Simulación numérica del flujo de aire en una brida de admisión de un vehículo de competición

RESUMEN La brida de admisión es un dispositivo mecánico que restringe la cantidad de flujo másico de aire a ser inyectado al cilindro del motor, y es empleado en vehículos de competición. En el presente trabajo, el flujo de aire se simula en un dominio computacional 2D con simetría axial para la geometría de una brida de admisión convergente-divergente, con el fin de determinar las variaciones de los parámetros termodinámicos del campo de flujo. Para la simulación del flujo, se utilizó el código ANSYS-Fluent que aplica el método de volumen finito. Se emplearon las ecuaciones gobernantes para flujo compresible: ecuación de la masa, cantidad de movimiento, energía y estado; además, se empleó el modelo de turbulencia de Menter. Los resultados del campo de flujo de densidad, velocidad, presión y temperatura, así como del número de Mach, para seis relaciones de presión, mostraron variaciones de las magnitudes termodinámicas en diferentes regiones del dominio, antes y después de la onda de choque; así como las regiones donde se produce la separación y recirculación del flujo en las adyacencias de la pared divergente. Se concluye que, cuando se presenta el choque, la curvatura de la pared de la sección divergente contribuye con el desprendimiento de la capa límite, causando transición en el desarrollo del flujo.

ABSTRACT The intake flange is a mechanical device that restricts the amount of mass air flow to be injected into the engine cylinder, and is used in racing vehicles. In the present work, the air flow is simulated in a 2D computational domain with axial symmetry for the geometry of a convergent-divergent intake flange, in order to determine the variations of the thermodynamic parameters of the flow field. For the simulation of the flow, the ANSYS-Fluent code that uses the finite volume method was used. The governing equations were used for compressible flow: mass equation, amount of movement, energy and state; in addition, Menter’s turbulence model was used. The results of the density, velocity, pressure and temperature flow field, as well as the Mach number, for six pressure ratios, showed variations in thermodynamic quantities in different regions of the domain, before and after the shock wave; as well as the regions where separation and recirculation of the flow occurs in the adjacencies of the divergent wall. It is concluded that, when the shock occurs, the curvature of the wall of the divergent section contributes to the detachment of the boundary layer, cuasing transition in the flow development.