En este trabajo se desarrolló un modelo que permite estudiar mediante simulaciones computacionales, las variables electromagnéticas, térmicas e hidráulicas involucradas en la operación de un equipo para calentamiento de fluidos utilizando el principio de inducción magnética. Esta tecnología presenta ciertas ventajas en comparación a los métodos actuales de calentamiento de fluidos, como por ejemplo que requiere de menos espacio y posee menores costos de mantenimiento. Sin embargo, es necesario tener la certeza de que el campo magnético generado por el equipo en su entorno no exceda los valores máximos recomendados por organismos internacionales. Estas recomendaciones surgieron a partir de diversos estudios relativos al tema, que han definido como seguros valores de intensidad de campo magnético que no producirán efectos sobre los seres vivos expuestos a ellos. Para el desarrollo de esta tesis se realizó, en primer lugar, una revisión bibliográfica del estado del arte sobre la investigación de efectos de campos electromagnéticos sobre seres vivos y las normas internacionales relacionadas con los límites máximos de exposición a estos campos. A continuación se desarrolló un modelo en COMSOL Multiphysics, que permite simular, desde el punto de vista eléctrico, térmico e hidráulico, un sistema de calentamiento por inducción magnética (CIM) para una configuración dada. Luego, en una planta de CIM piloto de 15 kW de potencia, se realizaron mediciones experimentales de la temperatura del agua y de los campos alrededor del equipo, con el fin de validar el modelo de simulación desarrollado, el cual, por limitaciones de capacidad computacional se desarrolló en un escenario bidimensional, encontrándose una muy buena concordancia entre ambos tipos de resultados. Una vez evaluado y validado el modelo, fue posible extender la metodología para predecir los valores que se obtendrían para las variables en una planta semi-industrial de 500 kW, con una determinada configuración. En relación a la generación de campos en torno al equipo, se pudo comprobar que los valores de los campos alrededor de la planta piloto de 15 kW cumplen con lo exigido por las normas internacionales, mientras que para la planta semi-industrial de 500 kW, se determinó que esto comienza a cumplirse a partir de cierta distancia desde el equipo. El trabajo fue desarrollado en el marco del proyecto Fondef D05I-10098 “Mejoramiento de Operaciones de Biolixiviación de Minerales de Cobre y Electro-Obtención en Plantas a Gran Altura Mediante Calentamiento de Soluciones por Inducción Magnética”, en el que participan la Universidad de Chile, Universidad Técnica Federico Santa María y las empresas IDT S.A. y Anglo American Chile.

Unidad de práctica para optar al título de Químico Farmacéutico / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo en el Portal de Tesis Electrónicas / En el presente trabajo se llevó a cabo la calificación de los camiones de transporte refrigerado pertenecientes a la Droguería Perilogistics con la finalidad de obtener evidencia objetiva y documentada de que los sistemas de refrigeración instalados funcionan correctamente, siendo seguro y eficaz su uso para el despacho y/o retiro de productos que requieren conservación a temperatura controlada. Se elaboró un protocolo de calificación donde se hace una descripción de los camiones y de sus unidades de refrigeración en base a los manuales de los proveedores. Luego, se realizó la calificación de instalación (en inglés Installation Qualification, IQ), calificación de operación (en inglés Operational Qualification, OQ) y calificación de desempeño (en inglés Performance Qualification, PQ). Con los resultados se redactaron los informes finales, dando por aprobado con base documentada la calificación de los camiones. Por otro lado, se realizó la revalidación del proceso de embalaje de productos refrigerados usado para despacho de productos dentro de Santiago y en regiones. Todo esto en época estival, como lo indica el plan maestro de validación. Durante este proceso se reconfiguró la forma de embalar para hacer más eficiente el proceso y la duración de la mantención de la cadena de frío. Para probar su eficacia los embalajes fueron enviados a ruta dentro de la ciudad de Santiago y a regiones, usando distintos tipos de embalajes: Ostra, Erizo y Laboratorio. Todos ellos con sensores TempTale 4 en su interior para observar el comportamiento real, bajo condiciones normales. De los resultados obtenidos, queda establecido que las cajas usadas dentro de Santiago aseguran una hora de mantención de la cadena de frío para los medicamentos que son despachados con urgencia en caja Ostra, y, en el caso de los embalajes para despachos normales usando la caja Erizo, se asegura por tres horas la mantención de la cadena de frío. Para el envío de productos a regiones, utilizando cajas Laboratorio, se asegura 24 horas de mantención de la cadena

Unidad de Práctica Prolongada para optar al título de Químico Farmacéutico / En esta práctica se realizó la calificación de una cámara de frío y la consecuente validación del embalaje para la distribución de productos refrigerados. Se calificó una cámara de frío marca Inema destinada al almacenamiento de productos en cuarentena, para esto se reunió información con respecto a su funcionamiento, se elaboró un Protocolo de Calificación y con respecto a él, se ejecutaron pruebas para medir la calidad de su instalación, su operación y su desempeño; finalizando con un informe de resultados. La validación del embalaje para distribución de productos refrigerados durante el periodo primavera verano, se llevó a cabo estableciendo una configuración interna de los materiales que se usarían (papel kraft, gelpacks y caja de aislapol) y ya obtenida la configuración, se enviaron bultos de prueba en triplicado con un termógrafo en su interior vía aérea a Arica y Punta Arenas, y vía terrestre por Santiago y hacia Copiapó; se analizaron los gráficos de temperatura y se elaboró un informe de validación. De acuerdo con esto, se encontró que la cámara de frío estaba calificada para cumplir su función dentro del laboratorio, porque pudo superar las pruebas de operación y las de desempeño, mientras que el embalaje de productos refrigerados fue validado para Arica, Santiago y Copiapó, no así para Punta Arenas, debido a un significativo desvío de temperatura

La presente tesis parte de la revisión de un prototipo de agitador electromecánico (equipo ampliamente utilizado en laboratorios clínicos y hospitales) con movimiento orbital y control de temperatura, velocidad y tiempo, la cual otorgó la información necesaria para el diseño de sus mejoras. La misma abarca desde el respaldo teórico necesario que fundamenta la investigación hasta el completo desarrollo del tema planteado. La investigación tuvo como objetivo principal dar una completa revisión a un prototipo de agitador ubicado en el laboratorio de electrónica de la PUCP, el cual fue construido dentro de las actividades del Grupo de Desarrollo de Equipos para Laboratorios Biológicos (EquiLaB) varios años atrás (del cual no se poseía información alguna). La revisión buscó otorgar las bases necesarias para proceder a realizar observaciones, recomendaciones y diseños necesarios para que, al ser implementados, mejoren el funcionamiento del prototipo con miras a convertirse en un producto terminado que pueda competir en funcionamiento y costo contra los equipos agitadores comerciales. Tras la realización del marco teórico y problemático que acompañan la investigación se procede a realizar la revisión del prototipo. Esta fue dividida en las diferentes partes a revisar que contenía el equipo, siendo estas, la electrónica, el motor DC, la mecánica, el control de temperatura y la programación. Cada una de las secciones revisadas va acompañada de las correspondientes observaciones, recomendaciones y/o diseños necesarios según la sección que se revisa. En el caso de los diseños propuestos para la sección del control de temperatura, estos fueron simulados a fin de observar su correcto funcionamiento. Asimismo, cada recomendación y/o observación realizada se basa en el estudio y en los ensayos realizados como parte de la revisión del prototipo y se respaldan en estos. Una vez finalizada la revisión e investigación de las posibles mejoras los resultados se compararon con los objetivos iniciales propuestos, llegando a la conclusión que de implementar los diseños realizados y de seguir las recomendaciones propuestas, será posible, tras las pruebas y estudios correspondientes, obtener un producto que posea funcionalidades comparables a las de un agitador comercial con un posible menor costo, como se muestra en el presupuesto presentado en el presente documento. / Tesis

La implementación de un sistema HVAC aplicado un centro de datos y telefonía, donde operan distintos equipos electrónicos que en conjunto son el medio principal de comunicación en determinada empresa, es un tema de suma importancia, ya que se hace uso de equipos de aire acondicionado obsoletos que operan ininterrumpidamente, lo que trae como consecuencia un alto consumo de energía y alto riesgo de fallo. Esta central está ubicada en una ciudad donde se presentan temperaturas elevadas de día y temperaturas adecuadas para el funcionamiento de los equipos de noche, característica del clima de este lugar que podría ser aprovechada para reducir costes en el consumo de energía. / Tesis

El presente documento consta de cuatro capítulos los cuales se exponen a continuación: 1. En el primer capítulo se presenta la problemática del proceso de control de variables ambientales bajo invernadero, los factores del cultivo en ausencia de un sistema de control de variables ambientales y el análisis de la problemática. 2. En el segundo capítulo se presenta el estado de arte de la investigación, la metodología empleada en el control climático bajo invernadero y los conceptos generales del sistema de control. Finalmente, en este capítulo se presenta el modelo teórico de la investigación y las definiciones operativas del sistema de control. 3. En el tercer capítulo se plantea la hipótesis y se definen los objetivos. También se expone la metodología de la investigación y las consideraciones de base para el diseño. Finalmente se muestran los diagramas de bloques, diagramas de esquemáticos de los circuitos del sistema de control, así como también el diagrama de flujo y el esquema del sistema de control. 4. En el cuarto capítulo se muestran los resultados de las pruebas realizadas con los diferentes circuitos diseñados y simulaciones del programa de control. También se exponen los resultados obtenidos de las simulaciones realizadas y el costo de diseño del sistema de control. Finalmente se presentan las conclusiones obtenidas a lo largo del desarrollo de la investigación del sistema de control ON/OFF de temperatura. También se provee de las recomendaciones para un mejor desempeño del sistema de control. / Tesis

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / Medir y controlar variables ambientales para optimizar procesos productivos es un desafío continuo y complejo dentro de la industria alimentaria. Más aún, si se pretende implementar una red de sensores in situ, los costos económicos pueden llegar a transformarse en un factor limitante para la creación de dichas redes. El objetivo de este estudio fue la creación e implementación de una red automatizada, para el monitoreo de temperaturas en ambientes controlados mediante tecnología de bajo costo. Para ello, se procedió a: 1) configurar y evaluar un sistema de monitoreo de temperatura ambiental de bajo costo y 2) analizar la variación espacial de la temperatura a partir de diferentes situaciones configuradas en un ambiente cerrado.

Ingeniero Civil / El presente estudio tiene como principal objetivo comparar los aislantes de masa con la pintura aislante reflectiva, de manera de conocer los aportes y contraindicaciones para cada uno de ellos. En primer lugar, para estudiar la pintura, se realizaron ensayos de conductividad térmica según la norma chilena NCh850 of.2008 a probetas de MDF con y sin pintura, de manera de obtener el diferencial aportado por esta. Luego se realizaron ensayos de reflectividad de la pintura según la norma americana ASTM E1918-06, que nos permite cuantificar que fracción de la radiación solar incidente sobre una superficie con esta pintura es reflejada, y su variación debido al envejecimiento de la pintura. La modelación computacional nos permite comparar los gastos energéticos en la obtención de temperaturas de confort para una vivienda base, bajo distintas envolventes. Se obtuvieron reducciones de hasta un 85% en los gastos de refrigeración para la ciudad de Santiago, y de un 96% para la ciudad de Antofagasta al cambiar los aislantes de masa por la pintura reflectiva. Sin embargo, bajo estos mismos supuestos, se aumentaban los gastos en calefacción en un 270% y un 500% respectivamente. Debido a esto es que se estudiaron distintas envolventes combinando ambos tipos de aislación. El análisis de los resultados obtenidos nos permite concluir que la implementación de aislantes de tipo reflectivo debe estar justificada en base a un análisis anual de gastos energéticos en la obtención de temperaturas de confort.

En esta tesis se aplican los algoritmos de computación evolutiva como una eficiente herramienta de resolución del problema de control predictivo difuso basado en modelos de Takagi – Sugeno (T&S). Se plantea la metodología de formulación general en tiempo discreto del problema predictivo difuso basado en los siguientes algoritmos evolutivos: algoritmo genético simple (SGA), Deterministic Crowding (DC) y Particle Swarm Optimization(PSO). Estas formulaciones basadas en algoritmos evolutivos se implementan en MATLAB SIMULINK y son aplicadas a una serie de problemas benchmark que muestran las ventajas y desventajas de cada uno de los mencionados algoritmos. Se realiza una sensibilización de los parámetros relevantes de cada uno de los algoritmos y se selecciona la mejor estrategia según sus parámetros. El desafío principal de la tesis es la implementación de la mejor solución basada en algoritmos de computación evolutiva en la Caldera o Generadora de Vapor por Recuperación de Calor de una Planta Termoeléctrica de Ciclo Combinado. Este tipo de plantas termoeléctricas mejoran la eficiencia energética de un combustible fósil por medio de la recuperación del calor de la fuente fría de una turbina a gas y su utilización para generar vapor para el funcionamiento de una turbina a vapor. Este problema es de alta complejidad y no linealidad. La implementación de la solución basada en algoritmos evolutivos es comparada con las tradicionales para evaluar su funcionamiento. Por último, se destaca que el aporte de esta tesis radica en el análisis de los algoritmos de computación evolutiva (GAs y PSO) aplicado a un problema altamente no lineal dado por la optimización de plantas termoeléctricas, que debe ser resuelto en tiempo real.

El presente proyecto consiste en un sistema de refrigeración que trabaja con dos temperaturas de evaporación (Ta = 0ºC, alta, y Tb =-15ºC, baja) y un solo compresor. Las capacidades frigoríficas solicitadas son de 400 W y 200 W en los ambientes de alta y baja temperatura correspondientemente. Con la configuración empleada, el sistema cuenta con un COP de 2.78. Para obtener el diseño final, primero se realizó un estudio, en catálogos y manuales de refrigeración, de los componentes principales y los accesorios de los sistemas de refrigeración por compresión de vapor para obtener un esquema del sistema con los componentes necesarios. A continuación se realizaron los cálculos energéticos en base al Ashrae Handbook-Refrigeration, para poder seleccionar los componentes con las capacidades adecuadas. Luego se realizó el dimensionado y cálculo de la parte estructural de acuerdo a libros de resistencia de materiales, un cálculo básico de la parte eléctrica para definir conductores, dispositivos de protección, y un sistema de arranque adecuado. El sistema, que opera con R134A como sustancia refrigerante, tiene dentro de sus componentes principales: un compresor reciprocante de dos cilindros, un motor asíncrono trifásico de 0.75 kW, dos evaporadores con capacidades de 418 W y 578 W, dos válvulas de expansión termostáticas con capacidades de 22 kg/h u 11.74 kg/h. Como dispositivos de protección se tienen presostatos de alta y baja presión y válvulas de solenoide, mientras que para el control se seleccionaron termostatos para ambas temperaturas de trabajo. Como aislamiento se escogieron paneles de poliuretano de 100 mm de espesor, y finalmente para la estructura se optó por usar perfiles angulares y canales C de acero estructural A36, y ruedas para poder transportar el módulo entero. Las dimensiones generales de todo el sistema resultantes son de 1.7m x 1m x 1.6 m. Los materiales, el diseño y el ensamblaje en conjunto resultaron en un costo total estimado de S/.17,268.25 El trabajo realizado abarcó el diseño térmico, la selección de los componentes; el diseño mecánico de la estructura, y el diseño del sistema de mando y fuerza del sistema. Adicionalmente se realizó un listado con especificaciones técnicas y un presupuesto del costo total de fabricación del módulo. Se adjunta una guía para la experiencia de laboratorio en los anexos.