Análisis de elementos almacenadores de energía Inductancias y Capacitancias

El presente trabajo muestra una metodología para evaluar la operatividad de un sistema eléctrico de potencia de manera ordenada, en especial para sistemas débilmente mallados y que presenten problemas asociados a la ruptura de algún enlace crítico. Este trabajo está principalmente dirigido a las personas que se inician en la especialidad de análisis de sistemas eléctricos de potencia. Para dicha evaluación se utiliza un conjunto de procedimientos para el análisis en estado estacionario y transitorio. En ese sentido, el trabajo denominado “Metodología de Análisis y Diagnostico para el Estudio de Operatividad de un Sistema Eléctrico de Potencia ante la Ruptura de algún Enlace Eléctrico que la Compone”, se distribuye en seis capítulos seguido de apéndices. El primer capítulo presenta una breve descripción de la metodología desarrollada, mencionándose los objetivos que se deben buscar en cada uno de los diversos tipos de análisis que la conforman enfocándose principalmente en las características típicas de un sistema débilmente mallado. Adicionalmente se presenta una descripción de la zona del sistema eléctrico peruano donde la metodología es aplicada. El segundo capítulo describe los problemas típicos que generalmente poseen los sistemas débilmente mallados, mostrando evidencias o antecedentes que sucedieron en el sistema eléctrico peruano. En el tercer capítulo se realiza una descripción teórica sobre cada uno de los diversos tipos de análisis que componen la metodología que se plantea desde el punto de vista del análisis de un sistema eléctrico de potencia en estado estacionario como transitorio. El cuarto capítulo detalla la metodología de análisis y diagnóstico que se desarrolla en el presente trabajo, mostrando la estructura de la composición que consta la implementación de esta metodología, donde se menciona los principales criterios técnicos para cada tipo de análisis, que sirven para evaluar y observar la operatividad de un sistema eléctrico de potencia en especial uno débilmente mallado. El quinto capítulo muestra los resultados obtenidos al implementar la metodología al caso de estudio (“Anillo Tingo María”), resaltando los problemas típicos de un sistema débilmente mallado. Finalmente, el sexto capítulo extrae las principales conclusiones como resultado de aplicar la metodología del presente trabajo. / --- The present work presents an ordered methodology to evaluate the operativity of a power electrical system, in special a weakly meshed network and the problems associated to the open of some critical link. This work mainly is directed to the people who begin to analyse an electrical network. For this evaluation, a set of procedures to the analysis in steady and transitory state are used. In that sense, the name of the work is "Methodology of Analysis and Diagnostic to the Study of Operativity of a Power Electrical System with the Rupture of some Electrical Link". The work is presented in six chapters plus the appendices. First chapter presents a brief introduction about the typical characteristics of a weakly meshed network and a description of a particular zone of the Peruvian electrical system where the developed methodology is applied. After that, the main objective is descript altogether with the specifics types of analyses that conform the methodology. Second chapter describes typical problems that generally occur in weakly meshed networks, showing particular evidences or antecedents that happened in the Peruvian network. In chapter third a theoretical description is done with regard of each particular analysis that composes the methodology. The description is split in steady state and transitory state. The methodology is present in chapter forth, showing the structure or sequence that the engineer should follow in order to evaluate and observe the operational characteristics of an electrical power system, especially weakly meshed network. Chapter fifth shows the methodology applied to a study case ("Tingo Maria ring"), emphasizing the typical problems of a weakly meshed network. Finally, in chapter sixth the main conclusions of the present work are given.

El Perú se encuentra entre los países más vulnerables al cambio climático. En este contexto, el país depende mucho de la agricultura, pues es la actividad más realizada en sectores rurales. Diversos estudios indican que pequeñas variaciones en condiciones climáticas pueden influir negativamente la germinación, lo cual afecta a la agricultura. Una posible medida para asistir a los agricultores son los germinadores, que pueden controlar las diversas condiciones ambientales para incentivar el brote de semillas. Sin embargo, no existen proveedores conocidos de estos dispositivos en el Perú, y los que existen en el extranjero suelen apuntar a fines diferentes a la agricultura. La idea de desarrollar un germinador nace en el Grupo de Apoyo al Sector Rural (GRUPO PUCP), pues necesitaba hacer brotar unas semillas en Lima, Perú. No obstante, estas necesitaban condiciones climáticas diferentes a las de la zona, y emplear un invernadero completo no era viable. Es por esto que la organización busca apoyo en los tesistas de Ingeniería Electrónica para realizar el proyecto. Dada la necesidad de hacer germinar estas semillas y teniendo en cuenta que localmente no existen estos dispositivos, en la presente tesis se desarrolla un piloto de germinador electrónico que pueda servir como base para el futuro desarrollo de equipos similares. Para lograr esto, en primer lugar se realiza una investigación acerca del tema, para luego determinar que los factores más críticos para la germinación son la temperatura y la humedad a la que la semilla es expuesta. Una vez que se determinan los parámetros que debe seguir el diseño, se procede a detallar todo el diseño del germinador en sí. Se abarca desde la selección de los componentes hasta la fabricación y ensamblado de los circuitos electrónicos, para lograr implementar un modelo funcional. Una vez armado el piloto, se realizan pruebas de funcionamiento para verificar que el circuito regulador del microclima funciona correctamente. Estas pruebas incluyen dejar el germinador operando por varios días, para determinar sus ventajas y limitaciones. Se concluye que como piloto y a nivel de circuito de control, el proyecto funciona de manera correcta, pero se debe armar la estructura del germinador tomando en consideración las pérdidas térmicas para lograr una mayor diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del equipo. Asimismo, se sugieren cambiar ciertos componentes para reducir el riesgo de un mal funcionamiento. Por último, se hace énfasis en que el proyecto se realizó de manera modular para que se pueda reusar el diseño de algunas partes en caso se decida hacer un rediseño de hardware. / Tesis

La poca disponibilidad en el mercado nacional, alto costo y sobredimensionamiento de actuadores electrónicos para el control de temperatura en hornos eléctricos, conlleva a plantear el diseño e implementación de un sistema que se desempeñe de manera eficiente bajo las mismas condiciones de operación. . El objetivo es de diseñar e implementar un actuador electrónico para regular la potencia eléctrica AC hasta 2000 W. El método seguido considera, primero investigar sobre los actuadores electrónicos para control de temperatura disponibles en el mercado, estudiar la tecnología y tendencias sobre regulación de potencia. Luego se identifica los requisitos para el diseño del sistema. Se plantea una posible solución, con la posterior selección de componentes y simulaciones para corroborar la funcionalidad y eficiencia del diseño. Finalmente, se realizara la implementación del circuito, realizando mediciones con un multímetro, un osciloscopio y un vatímetro; de esta forma se corrobora el diseño y simulaciones realizadas previamente. Los resultados demuestran el correcto funcionamiento del sistema, logrando dosificar la potencia AC hacia una carga resistiva de manera proporcional a una señal de control. Se concluye que la propuesta presentada en este trabajo de tesis cumple con la funcionalidad y requisitos de un actuador electrónico de 2000W orientado al control de temperatura en hornos eléctricos. / Tesis

El presente trabajo muestra una metodología para evaluar la operatividad de un sistema eléctrico de potencia de manera ordenada, en especial para sistemas débilmente mallados y que presenten problemas asociados a la ruptura de algún enlace crítico. Este trabajo está principalmente dirigido a las personas que se inician en la especialidad de análisis de sistemas eléctricos de potencia. Para dicha evaluación se utiliza un conjunto de procedimientos para el análisis en estado estacionario y transitorio. En ese sentido, el trabajo denominado “Metodología de Análisis y Diagnostico para el Estudio de Operatividad de un Sistema Eléctrico de Potencia ante la Ruptura de algún Enlace Eléctrico que la Compone”, se distribuye en seis capítulos seguido de apéndices. El primer capítulo presenta una breve descripción de la metodología desarrollada, mencionándose los objetivos que se deben buscar en cada uno de los diversos tipos de análisis que la conforman enfocándose principalmente en las características típicas de un sistema débilmente mallado. Adicionalmente se presenta una descripción de la zona del sistema eléctrico peruano donde la metodología es aplicada. El segundo capítulo describe los problemas típicos que generalmente poseen los sistemas débilmente mallados, mostrando evidencias o antecedentes que sucedieron en el sistema eléctrico peruano. En el tercer capítulo se realiza una descripción teórica sobre cada uno de los diversos tipos de análisis que componen la metodología que se plantea desde el punto de vista del análisis de un sistema eléctrico de potencia en estado estacionario como transitorio. El cuarto capítulo detalla la metodología de análisis y diagnóstico que se desarrolla en el presente trabajo, mostrando la estructura de la composición que consta la implementación de esta metodología, donde se menciona los principales criterios técnicos para cada tipo de análisis, que sirven para evaluar y observar la operatividad de un sistema eléctrico de potencia en especial uno débilmente mallado. El quinto capítulo muestra los resultados obtenidos al implementar la metodología al caso de estudio (“Anillo Tingo María”), resaltando los problemas típicos de un sistema débilmente mallado. Finalmente, el sexto capítulo extrae las principales conclusiones como resultado de aplicar la metodología del presente trabajo. / The present work presents an ordered methodology to evaluate the operativity of a power electrical system, in special a weakly meshed network and the problems associated to the open of some critical link. This work mainly is directed to the people who begin to analyse an electrical network. For this evaluation, a set of procedures to the analysis in steady and transitory state are used. In that sense, the name of the work is "Methodology of Analysis and Diagnostic to the Study of Operativity of a Power Electrical System with the Rupture of some Electrical Link". The work is presented in six chapters plus the appendices. First chapter presents a brief introduction about the typical characteristics of a weakly meshed network and a description of a particular zone of the Peruvian electrical system where the developed methodology is applied. After that, the main objective is descript altogether with the specifics types of analyses that conform the methodology. Second chapter describes typical problems that generally occur in weakly meshed networks, showing particular evidences or antecedents that happened in the Peruvian network. In chapter third a theoretical description is done with regard of each particular analysis that composes the methodology. The description is split in steady state and transitory state. The methodology is present in chapter forth, showing the structure or sequence that the engineer should follow in order to evaluate and observe the operational characteristics of an electrical power system, especially weakly meshed network. Chapter fifth shows the methodology applied to a study case ("Tingo Maria ring"), emphasizing the typical problems of a weakly meshed network. Finally, in chapter sixth the main conclusions of the present work are given.

Actualmente existen diversas tecnologías de iluminación, pero ninguna tan versátil y eficiente como la de estado sólido, o LED (Diodo Emisor de Luz). Aparte de esto, los LEDs poseen un largo tiempo de vida y pueden ser controlados fácilmente con la finalidad de crear efectos de iluminación. En los países denominados del primer mundo esta tecnología se encuentra ampliamente difundida, en el nuestro, aún no es muy conocida, ni tomada en cuenta para las distintas aplicaciones que se puedan encontrar. Es por ello que se plantea el diseño de un sistema de iluminación con LEDs para el edificio McGregor, ubicado en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Con la finalidad de que éste asegure características tales como: alta eficiencia, ahorro de energía, largo tiempo de vida y la posibilidad de crear efectos de iluminación. Luego de un análisis, se ha pensado en distribuir este sistema de iluminación en cuatro subsistemas, los cuales son: subsistema de alimentación, subsistema de control (Incluye programación y comunicación), subsistema de circuitos de excitación de LEDs y subsistema de luminarias para LEDs. Los dos últimos subsistemas fueron diseñados y validados en una tesis previa, por lo tanto esta tesis abarcará el diseño de los dos primeros subsistemas: alimentación y control. Queda en evidencia que los objetivos de esta tesis serán el diseño de una fuente de alimentación y el diseño de un protocolo de comunicación y control que permita crear efectos de iluminación. En el capítulo 1 se encontrará información general e introductoria a la tecnología LED, así como un resumen de lo alcanzado en la tesis previa en la cual se desarrollaron los subsistemas de luminarias y circuitos de excitación. En el capítulo 2 se encontrará información más concisa y relevante de acuerdo a los objetivos de esta tesis, ya que en éste se trataran los temas de fuentes de alimentación, protocolos de comunicación y microcontroladores. En el capítulo 3 se podrá apreciar el diseño realizado tanto para el subsistema de alimentación como para el subsistema de control y comunicación. Finalmente en el capítulo 4 se encontrará el resultado de las simulaciones para el subsistema de control y comunicación mediante software y la implementación de un pequeño módulo de comunicación. / Tesis

En la actualidad la iluminación arquitectónica está tomando cada vez más cabida en el mundo de la iluminación decorativa; para tal fin existen en el mercado diferentes tecnologías de iluminación. Para que una tecnología de iluminación sea eficiente debe cumplir parámetros tales como: una alta eficiencia lumínica, bajo consumo de energía y una gran durabilidad. El reto entonces está en elegir una tecnología que sea capaz de cumplir con tales requisitos para que el sistema de iluminación sea eficiente y tenga una buena performance. Es por eso que se plantea la implementación de un sistema que use tecnología de iluminación en estado sólido, es decir, usando LEDs (diodos emisores de luz) de alta potencia, más conocidos como Power LEDs. Dichos dispositivos aseguran altos índices de eficiencia, ahorro de energía y duración, constituyéndose así como la tecnología de iluminación del futuro. El objetivo entonces es el de realizar el diseño de un sistema de iluminación exterior en el edificio Mac Gregor de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), iluminando el logo de la universidad mediante la tecnología de LEDs de potencia. El sistema completo consta de los siguientes subsistemas: subsistema de luminarias, subsistema de circuitos de excitación de los LEDs, subsistema de control (programación) y subsistema de la fuente de alimentación. La presente tesis sólo abarca el diseño de los dos primeros subsistemas, es decir, el subsistema de luminarias y el subsistema de circuitos de excitación de los LEDs de potencia. En el Capítulo 1 se trata el tema de sistemas de iluminación arquitectónica para edificios. Se ven las diferentes técnicas, estrategias y tecnologías actuales que los ingenieros de iluminación aplican en obras de iluminación en edificios modernos. En el Capítulo 2 se trata el tema de sistemas de iluminación con LEDs de potencia. Se ven las ventajas, áreas de aplicación, fabricantes actuales, ejemplos de edificios en el mundo y una teoría sobre circuitos de excitación de LEDs de potencia. En el Capítulo 3 se ve el diseño de los subsistemas mencionados y además se contempla la necesidad de incluir el subsistema de comunicación. En el Capítulo 4 se muestran los resultados del diseño en base a la implementación de un prototipo de luminaria. Se presenta también un estudio de costos y tiempos de ejecución del proyecto en general para una futura implementación. / Tesis

Promover la innovación es indispensable para fomentar el desarrollo académico de la institución. Si bien pareciera inherente a la labor del profesor la actualización permanente y el cuestionamiento constante sobre su práctica pedagógica, no siempre ocurre así, lo que sin duda dificulta el ejercicio de la reflexión y la creatividad sobre su labor educativa. El propósito de la presente investigación fue determinar la utilidad de la aplicación del módulo experimental de circuitos eléctricos elaborado con resina poliéster en el aprendizaje del curso de Física III en estudiantes universitarios. Se presenta un estudio cuasi experimental con dos grupos, experimental y de control que intenta determinar la influencia que tiene la aplicación del módulo citado. Se utiliza un cuestionario de evaluación del aprendizaje de capacidades educativas, elaborado para evaluar específicamente los contenidos conceptuales, procedimentales, actitudinales. Los análisis estadísticos a los que fue sometido, nos indican que la prueba es válida y confiable. Estas pruebas fueron aplicadas a 50 alumnos de dos aulas que llevaban el curso de Física III, que sirvieron de grupo experimental y de control. Los resultados estadísticos nos indican que en el Post-test efectuado, el grupo Experimental obtiene un mayor desempeño que el grupo de control, lo que significa que el módulo experimental de circuitos eléctricos elaborado con resina poliéster ha influido significativa y positivamente en el aprendizaje de capacidades educativas, expresadas en los contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales. Palabras claves: Módulo experimental, capacidades educativas, contenidos procedimentales, conceptuales y actitudinales.

El presente trabajo de tesis aborda el tema de cirugía robótica, una tecnología aplicada en países extranjeros y ausente en el Perú. Se busca aplicar la tecnología robótica a la técnica quirúrgica endoscópica en las ramas de laparoscopia y artroscopia. La endoscopia es una técnica que permite al cirujano ver al interior del paciente usando una microcámara que es insertada a través de una pequeña incisión hecha al paciente. Esta técnica puede aplicarse a diferentes partes del cuerpo, cuando se aplica al estómago es llamada laparoscopia y cuando se aplica a la rodilla se le conoce como artroscopia. En Lima, los cirujanos tienen experiencia en la aplicación de laparoscopia y artroscopia aunque su número es reducido debido a la complejidad de aprendizaje y realización de estas técnicas. Por otra parte la tecnología robótica no es aplicada en los hospitales de la capital, a pesar de ello existen nacientes líneas de investigación impulsadas por universidades de las principales ciudades del país. El propósito del presente trabajo de tesis es iniciar una línea de trabajo en cirugía robótica mediante el estudio de los asistentes robóticos para cirugía y el uso de la tecnología robótica disponible en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Se han planteado dos objetivos principales: el diseño de un circuito de control para un actuador de un asistente robótico para artroscopia y la simulación del control de un artroscopio usando un brazo robot industrial. El trabajo está dividido en tres partes: investigación de la problemática en robótica, laparoscopia y artroscopia de Lima, diseño del circuito de control de un actuador para un asistente robótico para artroscopia y simulación del control de un artroscopio usando un brazo robot usado en manufactura. La importancia del diseño del circuito de control radica en el control del movimiento de la cámara que explora la articulación de la rodilla, por otra parte la simulación busca obtener datos que muestren las ventajas de usar tecnología robótica para movimientos precisos de cirugía. / Tesis

En el primer piso del pabellón V de la PUCP, el cual alberga a la sección de Ing. Electrónica y algunos ambientes que pertenecen a la sección de Ing. de Telecomunicaciones, se continúa utilizando equipos convencionales de iluminación. Se utilizan interruptores manuales sin tener un control sobre el consumo ni las horas que se encuentran encendidas, ocasionando muchas veces consumo innecesario de energía eléctrica. Algunas tecnologías utilizadas para optimizar los sistemas de iluminación son los detectores de presencia, los cuales encienden las lámparas cuando se detectan personas en el ambiente; reguladores de luz artificial, los cuales verifican la cantidad de luz con la que cuenta el ambiente y finalmente sistemas centralizados en donde se puede programar el encendido ó apagado de las lámparas de acuerdo a los requerimientos del usuario. Un sistema de iluminación inteligente basado en el uso de los elementos antes mencionados permitirán la obtención de un sistema más eficiente que brinde iluminación de acuerdo a las condiciones del ambiente; además de reducir el gasto por consumo de energía eléctrica. Actualmente el primer piso del pabellón V está compuesto por 30 ambientes. Será necesario dividir el total en 5 redes a controlar, teniendo como circuito encargado de recibir las señales (provenientes del sensores de movimiento, sensores de luz, interruptores para elegir el modo de funcionamiento del sistema), y procesarlas al circuito denominado esclavo y desde éste, enviarlas las respuestas correspondientes hacia los circuitos de encendido/apagado de lámparas y los circuitos de regulación de intensidad luminosa para indicar las acciones a realizar para cada ambiente. Para poder verificar el estado del sistema completo, así como manipularlo, se requiere de un circuito denominado maestro, el cual estará conectado a todos los circuitos esclavo, mediante el estándar de comunicaciones RS-485, y mostrará los datos que tienen éstos respecto al tiempo de uso de las lámparas y el estado de los equipos conectados. En la parte de simulaciones, se presentará el funcionamiento del sistema utilizando un circuito maestro y un circuito esclavo con los sensores y actuadores para probar el correcto funcionamiento del sistema. Para conocer si el sistema es viable económicamente, se mostrará un presupuesto aproximado para la implementación de este sistema. / Tesis