Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / Uno de los principales desafíos en el desarrollo futuro de los sistemas eléctricos es la incorporación costo efectiva de recursos renovables. En ese sentido, Latinoamérica cuenta con un alto potencial renovable; sin embargo, las metas esperadas por cada uno de los países de la región son aún conservadoras. La hipótesis de este trabajo es que la integración eléctrica entre los países de la región Latinoamericana puede permitir una mayor participación de generación renovable sin incrementar los costos totales. Este estudio incluye una revisión de otros estudios enfocados en Latinoamérica en relación con la integración eléctrica, con el objetivo de incluir enfoques metodológicos o elementos utilizados. Estos trabajos han sido también considerados como referencias para definir candidatos de interconexión. Por otro lado, para tener una mejor comprensión de la realidad en Latinoamérica, se ha llevado a cabo una revisión de los sistemas eléctricos actuales y proyecciones para cada país de la región. Adicionalmente, esta revisión es utilizada para completar la base de datos de cada país. Para validar la hipótesis planteada, este trabajo propone una metodología de escenarios incrementales donde puede ser comparado el costo total de cada caso. En todos los casos, es aplicado un modelo que minimiza el costo de inversión en generación y transmisión y el costo de operación del sistema eléctrico en un horizonte de 15 años. Para este propósito, se llevó a cabo e procesamiento de parámetros de entrada, la confección de series sintéticas de caudales hidráulicas y definición de su topología hidrográfica, definiciones de nuevas restricciones, y un marco de validación para cada país; los que fueron integrados a la herramienta de planificación. El escenario de referencia considera una proyección bussiness as usual, sin un mayor desarrollo en energías renovables y considerando las interconexiones actuales y planificadas. El segundo escenario es intensivo en generación renovable. Se establece una meta de generación renovable a cumplir para el final del horizonte, pero sólo las interconexiones actuales y planificadas son consideradas. Finalmente, el tercer escenario es un caso renovable integrado, donde, además de la meta renovable, se permite el desarrollo de nuevos candidatos de interconexión en la región. Con estos escenarios, es posible comparar el costo total de inversión y operación para concluir si el escenario renovable integrado permite una mayor participación renovable con un menor costo total para la región. Este trabajo permite concluir, en primer lugar, que la metodología de escenarios incrementales es apropiada para cuantificar los beneficios de una red integrada para alcanzar una matriz eléctrica altamente renovable en Latinoamérica. De acuerdo con los resultados obtenidos, es posible afirmar que un escenario con alta integración puede alcanzar una alta participación renovable sin incrementar el costo total. Este trabajo es parte de un proyecto financiado por el Banco Interamericano del Desarrollo, y desarrollado por un consorcio de cuatro consultoras: Energy Exemplar, AWS Truepower, Quantum America y el Centro de Energía de la Universidad de Chile. El autor de este documento es el ingeniero que desarrolló las principales tareas del proyecto como miembro del Centro de Energía. Todos los comentarios presentados en este documento son exclusiva responsabilidad del autor, y no representan necesariamente la opinión de las instituciones involucradas en este proyecto.

La energía, como base que soporta en forma sustentable el desarrollo de las naciones, se ha convertido cada vez más en un insumo extremadamente preciado, dado que interviene en todas las actividades que desarrolla el ser humano. Obviamente, la energía utilizada para la producción de bienes y servicios procede de fuentes muy variadas. / Tesis

Los sistemas de protección contra fallas de origen atmosféricos; provocados principalmente por los rayos deben ser diseñados para evitar daños a las personas y sus propiedades. Estos sistemas de protección también tienen mucha importancia debido al incremento en el uso de equipos que son cada vez mas sofisticados, de alto costo y gran valor intrínseco. Equipos de cómputo, sistemas de voz y datos, que no pueden dejar de funcionar porque esto redundaría en grandes pérdidas tanto económicos como de confiabilidad para sus usuarios. La idea de protección contra fallos de origen atmosférico esta comúnmente asociada a colocar un pararrayo con su propia puesta a tierra. Generalmente la idea de puesta a tierra la asociamos a una barra conductora de la electricidad colocada en un hoyo, a donde se deben conectar las "carcasas" de los equipos a proteger. / Tesis

El presente trabajo de tesis aborda el estudio de distintas soluciones de TI que tienen un impacto en la optimización del consumo eléctrico de edificios empresariales en el Perú. Se plantea el uso de una arquitectura de red ambientalmente sostenible, basada en el protocolo de comunicación IP, denominada Green-IP. Esta arquitectura estará compuesta por un conjunto de soluciones especialmente seleccionadas, que permitirán optimizar el consumo energético en un Edificio Inteligente. En el primer capítulo se expone el Planteamiento del Problema, en el cual se hace hincapié que el consumo masivo de energía en las ciudades genera un impacto perjudicial al medio ambiente, lo que ocasiona efectos negativos al planeta y a sus habitantes como variaciones drásticas del clima, destrucción de ecosistemas, desaparición de glaciares, enfermedades, inestabilidad económica, entre otros. Se identifica que una de las industrias que realiza mayor consumo energético es Bienes Raíces, especialmente los edificios y que el equipamiento de TI representa un consumo muy representativo en cada uno de estos edificios. En el segundo capítulo se describe el Estado del Arte y la definición de los Edificios Inteligentes. Además se especifica cómo generan valor y aumentan los beneficios de una organización. Los principales beneficios se categorizan dentro de los social, económico y tecnológico. Cada uno de estos beneficios se desarrolla en detalle. Adicionalmente, se describen las características del edificio que servirá de estudio en el presente trabajo, en base a estudio de edificios localizados en Perú, Canadá, Ecuador, Venezuela, Argentina, Panamá y Uruguay. En el tercer capítulo se realiza el Diseño la Arquitectura Green-IP en base a soluciones específicamente seleccionadas y que utilizan el protocolo de comunicación IP. Aquí se detalla cómo se pueden integrar múltiples sistemas empresariales y propios del edificio (sistemas de control, automatización y climatización) para optimizar el consumo energético. Esta arquitectura se basa en una única red IP convergente que sea capaz de interconectar y energizar todos los componentes del edificio, optimizando el consumo energético y reduciendo costos de equipamiento e implementación. En el cuarto capítulo se detalla la aplicación de la Arquitectura Green-IP y Optimización Energética, donde se muestra en un diagrama esquemático el alcance de conectividad, y consecuente ahorro energético, de la red LAN/MAN/WAN. Además, se detalla el ahorro energético logrado por cada una de las soluciones del edificio caracterizado para el estudio y la estimación del ahorro total en todo el edificio desde la perspectiva Inteligente en comparación de la tradicional. En el quinto capítulo se describe el Análisis de Rentabilidad de la implementación de un Edificio Inteligente y Convergente. Aquí se detallan los resultados sobre la conveniencia, o no, de realizar una implementación de este tipo en el Perú. Finalmente, se brindan las conclusiones y recomendaciones que han sido resultado del presente trabajo de tesis. Adicionalmente, se incluyen el Anexo 1, donde se detalla la información que se recabó en el estudio de campo realizado a dos edificios corporativos en San Isidro y San Borja en Lima, Perú. / Tesis

Scientists and engineers feel motivated in the presence of new elements or materials they cannot comprehend. That is why when a material with a new properties or behavior arises, they do the best to investigate on them until understand them and give some applications. One of these kind of moderns materials are the ferrofluids, which have a special and very different behavior when are induced under magnetic field and when not. These materials have plenty of applications nowadays. Due to their smart behaviour they are used on dampers for automobile suspensions, for measurement of fluid’s viscosities, acoustics and several more tasks. Magneto sensible elastomers (MSE) are materials that own similar properties to ferrofluids, with the substantial difference of being in solid state independently of the presence or absence of magnetic field. MSE are composed on a polymer matrix that has magnetic particles that provide them a smart behaviour under magnetic fields. For this project the magnetic particles were iron powder and certain amounts of graphite were also added to give electrical conductivity. In the current work it was fabricated several samples of MSE to study the behaviour of their electrical and mechanical properties under the effect of a magnetic field. Permanent magnets were used to induce the magnetic field on the probes and this field was changed by moving the magnets away and close to the probes through a motorized positioning machine. The results obtained from the experiments are summarized on conclusions that can be used in future to the design and building of sensors and actuators. / Tesis

La calidad del servicio brindado por las empresas de transmisión de energía eléctrica en el Perú puede reducir o limitar la posibilidad de lograr un mejor desempeño del sector de energía; como consecuencia la disponibilidad u oferta de energía podría reducirse, el costo de producción tendería a aumentar y la matriz productiva nacional se vería afectada. El estudio, que asume una estrategia cualitativa de naturaleza inductiva y descriptiva; sobre información recopilada a través de encuestas a profundidad semiestructuradas, buscó describir la percepción de estas empresas con respecto a los motivos, factores de éxito y barreras para la implementación del sistema de gestión de calidad y del sistema integrado de gestión; así cómo estos han influido en el desarrollo de cada organización y el cumplimiento de los requisitos normativos y operacionales / The quality of the service provided by the electric power transmission companies in Peru can reduce or limit the possibility of achieving a better performance of the energy sector; as a consequence the availability or supply of energy could be reduced, the cost of production would tend to increase and the national productive matrix would be affected. The study, which assumes a qualitative strategy of inductive and descriptive nature; on information collected through semi-structured depth surveys, sought to describe the perception of these companies regarding the reasons, success factors and barriers to the implementation of the quality management system and the integrated management system; and how these have influenced the development of each organization and compliance with regulatory and operational requirements / Tesis

The flux cored arc welding process has some characteristic features and is therefore established in the industry to fabricate hardfacing. One advantage of the process is the possibility to vary the alloy content of the weld metal by manipulating the chemical composition of the filler material. Moreover, it is possible to produce self shielding electrodes, which show advantages for outdoor applications. One the other hand this process creates high dilution rates. One possibility to avoid this effect is to apply a magnetic field in order to deflect the welding arc. In this thesis, the influence of a transversal magnetic field on the weld seam formation during FCAW was investigated. An increase of the weld width and a simultaneous decrease of the penetration depth was achieved at a certain deflection. The influence of the magnetic oscillation was found to be stronger for short circuit mode than for pulsed mode. Furthermore, high frequencies in combination with a high magnetic flux density caused a reduced process stability and consequently a worsening of the weld bead appearance. Apart from that, the drop detachment was inhibited, when a strong magnetic field was applied during pulsed and spray mode. / Das Metallschutzgasschweißen mit Fülldrahtelektrode ist ein in der Industrie verbreitetes Verfahren zur Herstellung von Hartpanzerungen. Charakteristisch ist die gezielte Beeinflussung des Schweißprozesses und der chemischen Zusammensetzung des Schweißguts durch die Auswahl der Füllstoffe. Des Weiteren können dem Fülldraht Stoffe hinzugegeben werden, wodurch das Schweißen ohne Schutzgas durchgeführt werden kann. Nachteilig ist jedoch der hohe Aufmischungsgrad bei diesem Verfahren. Eine Möglichkeit, diesem Effekt entgegenzuwirken, besteht darin, den Lichtbogen durch das Anlegen eines Magnetfelds in eine oszillierende Bewegung zu versetzen. Der Einfluss eines oszillierenden transversalen Magnetfeldes auf die Nahtausbildung beim MSG-Schweißen mit Fülldraht wurde untersucht. Es zeigt sich dabei, dass der Einbrand verbreitert und die Einbrandtiefe durch die gezielte Auslenkung verringert werden konnte. Der Einfluss des magnetischen Pendelns ist beim Kurzschlusslichtbogen kleiner als beim Impulslichtbogen. Bei hohen Frequenzen und hoher Flussdichte wurde außerdem eine Verringerung der Prozessstabilität und eine daraus resultierende Verschlechterung der Schweißnahtausbildung festgestellt. Außerdem führte ein starker Einfluss des Magnetfelds zu einer erschwerten Tropfenablösung beim Impluls- und Sprühlichtbogen. / Tesis

El Sector Eléctrico en Perú presenta condiciones favorables para el desarrollo de los subsector de generación de energía, transmisión y distribución, siendo sus principales ventajas la diversidad de recursos naturales y la posición geográfica estratégica para el intercambio internacional de energía. El logro de esta visión planteada al 2024 permitirá un incremento de la potencia efectiva de energía de 7,116 MW actualmente a 20,000 MW, la ejecución del 100% de la proyectos de repotenciación de la red del sistema eléctrico interconectado nacional, 100% de cobertura de acceso a electricidad de los hogares peruanos, reducción de la compensaciones a usuarios por fallas del sistema especialmente en el subsector de distribución, el incremento del retorno sobre patrimonio del Sector Eléctrico y la firma de convenios de intercambio de energía con la totalidad de países fronterizos. Se concluye que los intercambios internacionales de energía son un escenario propicio para la consolidación de un clúster regional de energía eléctrica cuyo centro debe ser el Perú, haciendo más atractivo el Sector Eléctrico para grandes inversiones por parte de empresas transnacionales y facilitando el fortalecimiento tecnológico y del recurso humano mediante el flujo permanente de información, experiencias, investigaciones y formación. A través de la coordinación entre los subsectores de generación, transmisión y distribución, el liderazgo del Ministerio de Minas y Energías y Pro inversión, el fortalecimiento de los Gobiernos Regionales y la oficina de Gestión Social, y el compromiso financiero del sector privado será posible la implementación exitosa de este plan estratégico traduciéndose en desarrollo social y económico para el país. / The Electrical Sector in Peru presents favorable conditions for the development of the subsector of generation of energy, transmission and distribution, being its principal advantages the diversity of natural resources and the geographical strategic position for the international exchange of energy. The achievement of this vision for 2024 will allow up an increase of promoting effective energy from 7,116 MW to 20,000 MW, the execution of 100% of the projects of revolution of the network of the electrical interconnected national system, 100% of coverage of access to electricity of the Peruvian homes, reduction of the compensations to users for faults of the system specially in the subsector of distribution, increase of the return on heritage of the Electrical Sector and the signature of agreements of exchange of energy with the totality of frontier countries. In conclusion, the international exchanges of energy are a propitious scene for the consolidation of a regional cluster of electric power which center must be Peru, making Electrical Sector the most attractive for big investments on the part of transnational companies and facilitating the technological strengthening and of the human resource by means of the permanent flow of information, experiences, investigations and formation. Through the coordination between the subsectors of generation, transmission and distribution, the leadership of the Department of Mines and Energies and Pro investment, the strengthening of the Regional Governments and the office of Social Management, and the financial commitment of the private sector will be possible the successful implementation of this strategic plan being translated in social and economic development for the country. / Tesis

El sector energético es uno de los sectores clave para el desarrollo nacional, siendo indispensable garantizar el abastecimiento de energía para hacerlo posible. El Perú cuenta con un importante potencial de generación fluvial de electricidad por aprovechar, sin embargo es importante no dejar de lado el desarrollo de las otras fuentes alternativas. El Ministerio de Energía y Minas, tiene como misión promover el desarrollo sostenible y competitivo de las actividades energéticas y mineras asegurando el suministro de energía de forma eficaz y eficiente. Adicionalmente se encarga de velar por el cumplimiento del marco legal vigente (Ley de Concesiones Eléctricas), de conducir las políticas energéticas orientadas al aprovechamiento óptimo de los recursos sin perjudicar el medio ambiente, y de promover la inversión privada en dicho sector para la modernización de la infraestructura. La Ley de Concesiones Eléctricas aprobada mediante Decreto Ley 25844 en diciembre del año 1992, dividió la industria en tres segmentos (generación, transmisión y distribución), permitiendo el ingreso de empresas privadas al sistema. La presente tesis plantea un planeamiento estratégico para la Generación Fluvial de Electricidad en el Perú, que permitirá aprovechar el potencial de los ríos con lo cual se logrará que la generación fluvial de electricidad se incremente al 2022 y se mantenga como la tercera fuente de generación de electricidad en el Sector Eléctrico Interconectado Nacional del Perú. / The energy sector is one of the key sectors for national development, being essential to ensure the supply of energy to make it happen. Perú has a significant potential to harness hydropower generation, however it is important aside disallow the development of alternative sources. The Ministry of Energy and Mines, is to promote sustainable and competitive energy and mining activities ensuring energy supply effectively and efficiently. Additionally responsible for ensuring compliance with the existing legal framework (Electricity Concessions Law), driver-oriented energy policies optimal use of resources without harming the environment, and to promote private investment in the sector to modernize infrastructure. Electricity Concessions Law Decree Law 25844 approved in December of 1992, the industry divided into three segments (generation, transmission and distribution), allowing the entry of private companies into the system. This thesis presents a strategic plan for the River Generating Electricity in Perú, which will harness the power of rivers which will ensure that electricity generation to increase river to 2022 and remains as the third generation source electricity in the National Interconnected Electric Sector of Perú. / Tesis

En el presente trabajo se analiza el comportamiento de los grupos económicos de generación eléctrica que toman decisiones sobre inversión y producción en un escenario de mercado liberalizado introduciendo contratos de largo plazo, en un contexto donde la concentración de mercado no permite desarrollar una eficiencia productiva y adecuación óptima, a través de las decisiones de inversión, lo que ha fomentado contar con un parque generador que no está bien diversificado en tecnologías más económicas y eficientes. Para modelizar las decisiones óptimas de inversión y producción en la actividad de generación eléctrica a futuro, e introducir características económicas de estructura de mercado, se emplea un modelo de oligopolio dinámico determinístico bajo el enfoque de teoría de juegos, desarrollado en GAMS, que caracteriza el sector eléctrico en empresas con tecnologías hidráulicas y térmicas (diésel, gas natural) que abastecen dos bloques de horario (base y pico), con datos del año base 2011 para un horizonte temporal de 10 años. En ese sentido, se mide el efecto de los contratos de largo plazo sobre la inversión en capacidad, la producción por tecnología, y precios por bloque de horario, cuyos resultados muestran que a pesar de que en los diferentes escenarios de análisis puedan existir indicios de poder de mercado, existe un efecto importante sobre las variables descritas previamente. Para un mercado oligopólico con franja competitiva, se observa que contratando el 70% de energía hidráulica y el 66% de energía térmica en el año base, la inversión en capacidad con tecnología hidráulica incrementa en 7,18% (sobreinversión) y con tecnología térmica disminuye en 2,27% (subinversión); mientras que la producción, con tecnología hidráulica incrementa en 3,67%, mientras que bajo tecnología térmica, 4,58%. El precio en hora base disminuye en 9,83% y en hora pico, 4,45%. / Tesis