A nivel mundial, las reservas de hidrocarburos han ido reduciéndose por la acelerada explotación de los yacimientos tradicionales para el consumo industrial, lo que ha generado la búsqueda de nuevas formas de explotar recursos. El Fracking resulta ser un controversial instrumento para lograr maximizar la explotación de esos recursos a nivel mundial. El Perú, es un país importador de crudo y gas, por no poder satisfacer su demanda nacional tras la mínima producción que tiene. Lo cual, genera la imperiosa necesidad de buscar nuevas formas de equilibrar esta deficiencia. Es por ello, que debemos poner en discusión la modificación del ordenamiento jurídico que permita la utilización de nuevas técnicas para maximizar los índices de producción actuales, para ello, revisaremos la viabilidad que tiene el proyecto de ley 2145/2017 que pretende modificar la Ley Orgánica de Hidrocarburos. Sin embargo, al ser técnicas invasivas al ambiente y el no tener certeza de los daños que puede ocasionar estos procedimientos, se tienen que regular adecuadamente, y, por lo tanto, se tiene que recurrir a experiencias de otros países, que ya vienen utilizando el Fracking. Además, conoceremos cuáles son esos posibles efectos en el ambiente, que han originado su rechazo en muchos otros países, para finalmente conocer los beneficios de ampliar el ámbito de la Ley Orgánica de Hidrocarburos.

Las represas son una de las grandes construcciones que se hacen tanto en el Perú como en el mundo. Estas grandes construcciones de concreto cumplen funciones como retener el agua para generar energía, para irrigación y para abastecer de agua para la población. Como uno de los componentes principales de la represa se encuentra la válvula reguladora de caudal de chorro hueco, también conocida como válvula Howell Bunger, la cual está situada en la parte baja o media de la represa. Esta válvula cumple funciones tales como: descargar agua de las represas en situaciones de emergencia, abastecer de agua para el consumo humano y regular el caudal de agua abajo de las represas para mantener el equilibrio ecológico. El objetivo principal de la presente tesis es diseñar y analizar el comportamiento y los parámetros óptimos de la válvula Howell Bunger para que pueda operar con un caudal máximo de 15 m3/s y un salto neto máximo de 20 m. El objetivo específico es elaborar toda la documentación para la fabricación de la válvula lo cual incluye: diseño conceptual, cálculos de diseño, planos y estimación de costos de fabricación. Con esta documentación se podrá tener pleno conocimiento de la tecnología usada para la válvula. En consecuencia, se podrá construir esta válvula y existirá la posibilidad de que se manufacturen los repuestos correspondientes. Además, esta documentación puede ser usada para diseñar válvulas de chorro hueco para diferentes condiciones de caudal y salto neto. En la primera parte de la tesis se muestra la tecnología existente y aspectos de fundamentos teóricos. En la segunda parte se procede a diseñar la válvula de manera conceptual y preliminar. En la tercera parte se proceden a presentar los cálculos de diseño. Finalmente, en el capítulo 4 se muestra la estimación de costo total.

El plan de negocio consiste en la implementación de un área de hidráulica para la empresa Laboratorio Diesel Senatinos S.A, en el que la empresa pueda brindar de forma eficiente servicios para sistemas hidráulicos. Actualmente la empresa cuenta con un prototipo de banco de pruebas oleo-hidráulico, producto del desarrollo de un proyecto de innovación financiado por el Ministerio de Producción a través de los fondos para la innovación del programa INNOVATE Perú. El área de hidráulica estará conformada por un equipo altamente capacitado enfocado en brindar servicios hidráulicos de calidad, conjuntamente con ello se implementará un laboratorio hidráulico totalmente equipado para la realización de pruebas. El área enfocará sus esfuerzos en atender a las pequeñas y medianas empresas mineras, del rubro construcción y del rubro industrial; para ello se realizó un análisis del mercado y entrevistas a expertos que determinaron que existe una alta demanda desatendida. Esta puede ser aprovechada por la empresa, teniendo en consideración que la organización cuenta con la ventaja competitiva frente a sus competidores toda vez que es fabricante de su propio banco de pruebas oleo-hidráulico. Como resultado de la evaluación económica en un horizonte de cinco años realizada al área de hidráulica, se obtiene una tasa interna de retorno de 45% y un valor presente neto de 351,348.09 los mismos que terminan viabilizando financieramente la implementación del plan de negocio.

En la actualidad, la mayor parte de las pymes que brindan servicios de cincado electrolítico en el Perú tienen un proceso manual y artesanal, en el que se depende directamente de los operarios para llevarlos a cabo. Esto trae como consecuencia la aparición de cuellos de botella durante el proceso, errores en el producto final, y accidentes laborales de los operarios producto de la fatiga, esfuerzo físico o exposición al líquido electrolítico de zinc, el cual es altamente peligroso. Por otro lado, conforme la industrialización y las aplicaciones de la hidráulica en nuestro país aumentan, la demanda de conectores hidráulicos con recubrimiento de zinc crece y se requieren procesos que optimicen el proceso de cincado electrolítico de estos, de tal manera que se pueda cumplir con los requerimientos de los clientes. Bajo este contexto, el tema de la presente tesis plantea el diseño de una máquina automatizada para la carga y descarga de conectores hidráulicos en un baño de zinc electrolítico, con la finalidad de recubrirlos con una capa de zinc sin depender de un operario para esta tarea. Este trabajo describe a detalle el sistema mecánico y electrónico de la máquina propuesta y los pasos previos que se siguieron para poder obtenerlos, cumpliendo con la metodología alemana VDI 2225. El diseño brinda una solución a la problemática presentada; además tiene la estructura y componentes mecánicos y electrónicos necesarios para permitir al operario la carga, descarga y sumergimiento de conectores hidráulicos en el líquido de zinc, así como el control del peso deseado de conectores a cincar, de la temperatura deseada del líquido electrolítico y del tiempo deseado de cincado. Para validar este diseño, se realizan cálculos mecánicos y electrónicos para poder seleccionar diversos componentes de acuerdo a sus respectivas hojas de datos, además de ciertas simulaciones por elementos finitos para realizar análisis de fallas. Adicionalmente, se estima un presupuesto total para la fabricación de un primer prototipo, considerando cotizaciones de proveedores y distintos gastos. Los resultados obtenidos son satisfactorios, concluyendo que se obtiene el diseño de un sistema que permite recubrir conectores hidráulicos con una capa de zinc de manera automática.

Los estudios avanzados en hidráulica de puentes reflejan que es vital disminuir el riesgo de estas importantes estructuras. La mayoría de los colapsos de puentes que han sucedido se debe a la carencia del amplio conocimiento del fenómeno mecánico conocido como erosión local. Como se sabe los puentes forman parte de una red de comunicación, son estructuras hidráulicas que interactúan con el rio por lo tanto deben ser proyectados y diseñado baja la iteración cauce - estructura, tal que así se provoque la mínima perturbación posible con el lecho fluvial, con bajo costo y cumplan su servicio. En este trabajo se analiza la evolución temporal del fenómeno de erosión local, socavación alrededor de las pilas y estribos de puentes, además los sistemas de protección existentes que ayudan a mitigar estos efectos.

El movimiento de objetos con gran tamaño o peso es una acción que se encuentra presente en la construcción, minería, industria maderera, trasbordadores espaciales, en la extracción de hidrocarburos, entre otros rubros. Esta acción no sería posible solo con fuerza humana, sino también con el apoyo de mecanismos hidráulicos. Los elementos principales de un mecanismo hidráulico son el pistón o actuador y el cilindro. El primero es quien se encarga de transmitir la fuerza proveniente de la presión ejercida dentro del cilindro hidráulico. Se representa el diseño de un módulo oleohidráulico de laboratorio que permita al usuario estudiar a la oeohidráulica a fin de buscar mayor eficiencia en los distintos procesos industriales. Como mayor durabilidad de los equipos, precisión, velocidad y seguridad. El sistema oleohidráulico consiste en un cilindro hidráulico cuyo pistón se encarga de desplazar una carga compuesta por pesas de metal hasta la posición ingresada por el usuario. Esta posición es verificada mediante un sensor de proximidad El sistema cuenta con dos tipos de sensores los cuales son los encargados de registrar datos en tiempo real. El recorrido del pistón se mide por medio de un sensor ultrasónico ubicado cerca del cilindro y en el mismo plano que el de la base del pistón. La temperatura se mide gracias a un sensor PT100 instalado dentro del tanque hidráulico en contacto directo con el aceite. El ensayo de laboratorio es automatizado y controlado por el software LABVIEW y por el microcontrolador ARDUINO UNO; ambos trabajan en conjunto. A través del software se pueden ingresar valores como el recorrido deseado y las constantes del control PID (Kp, Ki y Kd). El software gobernará el funcionamiento del ensayo haciendo que las electroválvulas hidráulicas de 24VDC se activen o desactiven. Así como también lo hará el intercambiador de calor si la temperatura en el tanque llega a los 80 grados Celsius con el fin de evitar cambios en la viscosidad, lo cual podría traer consigo problemas en el sistema. El costo aproximado del módulo oleohidráulico es de S/.12,000.00. Siendo los conceptos más elevados la adquisición de los componentes mecánicos y el diseño del sistema oleohidráulico.

El departamento de Huancavelica dispone de gran inversión en el sector minero, en el distrito de Córdova (provincia de Huaytará) se ubica la mina Pumacahua cuyo mineral principal es el oro, concretamente en la Quebrada de Huinchulla en la cabecera del Río Grande. La minera COSTEÑA S:A. planea extraer dicho mineral, produciendo durante 10 años de vida útil 945 toneladas de relaves al día. La técnica que se va a emplear de extracción emplea cianuro, un componente altamente contaminante que va a estar mezclado con el relave obligando a tener un especial cuidado con estos residuos. El relave podría contaminar el subsuelo, el aire, la vegetación, la fauna y el agua. Para ayudar al almacenamiento de los deshechos mineros, se va a diseñar una presa de material de préstamo en dos fases con la metodología hacia aguas abajo. La presa de relaves es la alternativa óptima económica y técnicamente y con menos impacto en el entorno. Las actividades mineras suelen llevarse a cabo en el curso alto de los ríos, igual que ocurre en este caso, el agua provoca numerosos impactos en el ecosistema desde el nacimiento de los cursos hídricos y durante todo su cauce hasta la desembocadura en el mar, y esta mina no es la excepción. Para minimizar los daños al entorno se diseña una derivación del cauce del río hasta aguas abajo de la presa, y además, debido al contenido de cianuro hay obligación de implantar una membrana impermeable en la presa y en el terreno. En caso de no disponer de un emplazamiento controlado de almacén, se provocaría un impacto contaminante en el entorno y más este relave con cianuro (Argota et al., 2015). Impactos contaminantes altos suponen que el Estado sancionaría a la empresa minera con multas e incluso con clausurar la planta. Para evitar esta situación, este proyecto se diseñó una presa con un cálculo hidráulico y de estabilidad estática, puesto que la principal causa de colapso de estas obras es el deslizamiento de sus taludes (Oldecop y Rodríguez, 2007).

El Perú es un país con un potencial hídrico elevado y cadenas montañosas de gran elevación, sin embargo, existen sectores de la población que no cuentan con o cuentan con un acceso limitado al servicio de electricidad. Debido a esto, la realización de la presente tesis tiene como principal objetivo realizar un estudio a nivel de perfil de un proyecto de generación hidroeléctrica para explotar el potencial hídrico en una microrregión de la provincia de Corongo en Áncash. En forma de una central hidroeléctrica de potencia menor a 20MW que suministre energía directamente a la red de electrificación nacional y compararlo con un proyecto existente y actualmente en desarrollo. En este trabajo de investigación se establece el contexto actual de la electrificación rural en el Perú, los lineamientos para proyectos de inversión pública de la plataforma Invierte.pe, y se presentan los conceptos y fundamentos pertinentes en el marco teórico. Se realiza la recopilación de datos y estudios preliminares de topografía, geología e hidrología a detalle sobre la base de imágenes satelitales, cartas geológicas, datos de precipitación máxima y media mensual, y datos expuestos en el expediente técnico del proyecto existente mencionado. Como resultados de dichos estudios se determina que el caudal de diseño óptimo para la central hidroeléctrica es de 6 m3/s, el salto neto de 400 metros y una potencia nominal de 19.35 MW. De la misma forma, se realiza el diseño hidráulico de las obras civiles que conforman la central hidroeléctrica planteada garantizando la funcionalidad de la infraestructura. Y finalmente, se realiza el estudio económico del diseño y se establece el presupuesto y rentabilidad del proyecto. Para los cuales resulta un presupuesto total, después de aplicar el IGV, de 22.8 millones de dólares y una TIR de 27.01% lo que indica que el proyecto posee una rentabilidad alta y es viable económicamente.

La presente tesis comprende la evaluación del riesgo por inundación debido al desborde del río corral del medio en los centros poblados Ingenio y Pampa flores del distrito de Buenos Aires provincia de Morropón, departamento de Piura, por lo que para dicha evaluación se ha realizado un reconocimiento topográfico del terreno con el pequeño vehículo aéreo no tripulado Dron Phantom 4 pro a una altura máxima de 120 m, realizando un recorrido de 386.9 hectáreas de terreno como zona de estudio, de las cuales 29,4 hectáreas corresponden al río Corral del Medio el mismo que tiene una extensión de 4.150 km de longitud. Habiendo realizado el procesamiento de la información, como parte del análisis geomorfológico se tiene una extensión de 357.402 km2 de cuenca, subdividida en sus cuatro microcuencas tributarias, posteriormente con las precipitaciones obtenidas y analizadas estadísticamente se obtuvo las curvas IDF y hietogramas para los diferentes periodos de retorno, siendo estos datos los que se exportaron al software HEC-HMS para la evaluación hidrológica, teniendo así los caudales de 596.30 m3/s, 690.80 m3/s, 796.10 m3/s y 953.60 m3/s para los periodos de retorno de; 50,100,200 y 500 años respectivamente. Al realizar el análisis hidráulico en el modelo matemático Iber se obtuvieron diferentes mapas de inundación, permitiendo así realizar las recomendaciones de las estructuras de defensas como Espigones en los km (0+160 – 0+620) debido a las altas velocidades , En los km (0+640 – 1+300) se dispone la colocación de Gaviones dada a la cercanía del pueblo con el río y la erosión en las riberas que el agua genera y Para el C.P Ingenio se determina colocar Diques como defensa ribereña para contener el paso del agua. Finalmente se realiza el análisis de riesgo teniendo que; para el C.P Pampa Flores existe un riesgo por erosión muy alto en un 55%, riesgo alto en un 38% y dentro de un 3% y 4% de las viviendas están en un nivel de riesgo medio y bajo respectivamente. Se prevé inundaciones en el C.P Ingenio para lo cual; el 14% y 72% de las edificaciones se encuentran en un nivel muy alto y alto, además del 7% en un nivel medio y bajo.

La implicancia de la propuesta de una turbina adecuada para un nuevo diseño de microhidrogenerador en el poblado de Alican Bajo que aproveche la energía hidráulica, Región Lambayeque con un diseño eficiente que genere energía renovable y sostenible.