Diseño e Implementación de Sensores Autónomos Inalámbricos para Sistemas Eléctricos de Protección Utilizando Microprocesadores de Bajo Consumo de Potencia

Este artículo presenta el diseño de un sensor autónomo para sistemas de protección eléctrica empleando tecnologías innovadoras que, para su operación, se abastecen de recursos energéticos del medio ambiente y además requieren de un bajo consumo de potencia. El prototipo posee tarjetas electrónicas que operan en cuatro etapas. La primera etapa se encarga de adquirir datos reales de corriente de un sistema eléctrico de prueba. En la segunda etapa, mediante el preprocesamiento y análisis de datos, se detectan perturbaciones en la señal de corriente del sistema eléctrico de prueba. La tercera etapa comprende la comunicación de datos por radiofrecuencia, la cual se ejecuta solo cuando su algoritmo de procesamiento ha detectado valores de corriente anormales, caso contrario, la transmisión de información se mantiene deshabilitada y con el dispositivo operando en modo de ultra bajo consumo de energía. La última etapa del sensor autónomo se encarga de proveerlo de energía mediante baterías de litio-polímero y paneles fotovoltaicos que aprovechan el uso y almacenamiento de la energía solar. Finalmente, para probar el sensor diseñado, se realizan varias pruebas de funcionamiento y se analizan los resultados obtenidos.

Implementación del Modelo Pss2b en Simulink

Este trabajo presenta un estudio de los diferentes tipos de estabilidad que están presentes en los Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP) atendiendo su naturaleza física, tamaño de la perturbación y escala de tiempo, con énfasis en los fenómenos oscilatorios de pequeña señal. Con el fin de mejorar la estabilidad de pequeñas señales, se implementa el ajuste del estabilizador de potencia 2B propuesto por la IEEE, y que no está implementado en la herramienta, utilizando la herramienta Simulink de Matlab versión R2017a, se toman como esquema base el propuesto en Kundur (1993). El comportamiento que presenta el modelo mostrado ante una perturbación es comparado con modelos ya implementados en la herramienta, observándose un mejor comportamiento y confiabilidad.

Análisis de la Correlación entre las Emisiones Gaseosas y el Desempeño Energético de Fuentes Fijas de Combustión en Ecuador

En esta investigación, se analizó la eficiencia de combustión de veinte hornos a gas y fuel oil de refinerías alrededor del Ecuador, y treinta calderos de diferentes industrias en la ciudad de Quito, así como las emisiones de gases generadas y la rentabilidad de la inserción de precalentadores de aire para mejorar los procesos de combustión. El estudio se realizó en un período de 6 meses, obteniéndose los factores de emisión en los hornos a gas de 4,5 kg de SO2/kg de gas quemado; 22,4 de NOX/kg de gas quemado y 44,5 kg de CO/ kg de gas quemado; mientras que los factores de emisión hallados para los hornos a fuel oil fueron de 93,9 kg de SO2/kg de fuel oil; 24,9 kg de NOX/kg de fuel oil y 2,5 kg de CO/kg de fuel oil. Por otra parte, los factores típicos de emisión de los calderos fueron de 1,7 kg de SO2 /kg de diésel quemado; 1,5 kg de NOX/kg de diésel quemado y 1,0 kg de CO/kg de diésel quemado. Finalmente, la implementación de un precalentador de aire aumenta la eficiencia del caldero analizado (CD20) en un 4,1%, lo cual implicó un valor actual neto (VAN) de USD 8 325,77 y un TIR del 31 %, con lo cual se determinó la factibilidad y rentabilidad del proyecto.

Secondary Lahars Triggered by Periglacial Melting at Chimborazo Volcano, Ecuador

Periglacial melting processes can provide the water source for secondary lahars triggered by volcanic and/or meteorological phenomena on volcanoes. Between December 2015 and April 2016, four major lahars were reported southeast of Chimborazo volcano (Ecuador). Fieldwork allowed determining the area (1.670.37 km2), volume (3E+05 to 7E+05 m3), peak discharge (100 - 150 m3/s) and mean speed (2 - 4 m/s) of these flows, which affected the local infrastructure and threatened several towns downstream (>1000 inhabitants). This case study suggests that anomalous periglacial melting could have been induced by: i) an increase in temperatures at periglacial altitudes partly ascribed to El Niño phenomenon, ii) albedo reduction of the glacier due to ash fallout from Tungurahua volcano (40 km east of Chimborazo) which erupted from 1999 to 2016 and, iii) a slight increase in internal activity at Chimborazo prior and during the lahars occurrence, as evidenced by more seismic events and thermal anomalies. These simultaneous factors could have led to the formation, outburst and/or overflow of superficial and intra-glacier ponds providing the water source to generate lahars on a dormant volcano.

Una Propuesta de Sistema de Diagnóstico de Fallos Robusto Ante la Presencia de Pérdida de Información y Ruido en Sistemas Mecánicos

Hoy en día, es un requisito de la industria moderna lograr elevados rendimientos económicos con un aumento continuo de la calidad de los productos finales, tener elevados niveles de seguridad industrial y reducir al mínimo las posibles afectaciones al medio ambiente; todo lo cual hace necesario la rápida detección e identificación de los fallos que se presenten en los sistemas industriales. La evolución de la Internet de las cosas y los avances tecnológicos en los medios técnicos de automatización, las redes industriales y las comunicaciones inalámbricas entre otros elementos, han permitido un crecimiento significativo del número de herramientas a usar para el tratamiento y gestión de la información obtenida por los sistemas de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) de los procesos industriales. Sin embargo, el desempeño de estas herramientas y en especial de los sistemas de diagnóstico de fallos se ve afectado por dos problemas concretos: la presencia de ruido en las mediciones y la pérdida de información de variables medidas. En el presente trabajo se propone una metodología para el diagnóstico de fallos en sistemas industriales mecánicos utilizando herramientas de inteligencia computacional que logra un comportamiento robusto ante la presencia de pérdida de información y el ruido logrando altos niveles de desempeño. La metodología propuesta se aplica al problema de prueba DAMADICS que representa a una válvula electro-neumática que es un tipo de actuador muy utilizado en los sistemas industriales modernos. Los resultados satisfactorios que se obtienen demuestran la efectividad y validez de la propuesta.

Análisis de Inundación por Rotura de Presa Utilizando el Modelo HEC-RAS 2D: Caso de Estudio de la Presa Mulacorral, Provincia de Tungurahua, Ecuador

Este estudio tiene como objetivo analizar la inundación causada por la falla hipotética de la Presa Mulacorral, cuyo embalse está localizado en la cuenca alta del río Ambato en la cota 3831 msnm. La presa está ubicada a 42 kilómetros en dirección noroeste de la ciudad de Ambato, capital de la Provincia de Tungurahua, Ecuador. Para el análisis, se consideró una longitud de cauce de 50 kilómetros aproximadamente, desde el pie de la presa hasta los límites de la ciudad de Ambato, en el sector de la planta de tratamiento de aguas residuales. Se ejecutó 10 planes de simulación considerando: el modo de la falla de la presa (tubificación y desborde), opciones de cómputo y tolerancias del programa. Los resultados fueron verificados con ecuaciones de regresión, desarrolladas con base en antecedentes históricos. Los escenarios de rotura presentan en todos los casos niveles de agua que alcanzan la estructura de la vía Flores e infraestructura que se encuentra en las riberas del río Ambato, en un margen promedio de 100 metros. De los escenarios de rotura planteados, se destaca el modelo que utiliza la Ecuación de Froehlich (2008) para falla por desborde, ya que presenta resultados conservadores, un caudal pico máximo de 1271 m3/s y un tiempo de llegada de 2 horas con 20 minutos a la ciudad de Ambato.

Integración de Sistemas Solares Fotovoltaicos en el Sector Camaronero Intensivo y Extensivo del Ecuador: Caso de Estudio en la Provincia de El Oro

Actualmente, la integración de sistemas solares fotovoltaicos en las redes de distribución para el suministro eléctrico directo a usuarios industriales permite reducir significativamente los costos de operación e incrementar la competitividad de los sectores productivos. En este sentido, los sistemas solares fotovoltaicos podrían suministrar un importante porcentaje de las necesidades eléctricas de las empresas camaroneras de forma económica y fiable. Las fincas camaroneras se localizan generalmente en sitios remotos, cerca de las costas e incluso en islas, sin conexión al sistema eléctrico nacional. La construcción de redes eléctricas de suministro eléctrico resultaría excesivamente costosa. Así, los motores diésel de combustión interna se encargan de garantizar el suministro de la demanda energética en esta industria. Los resultados del presente estudio demuestran que la integración de sistemas fotovoltaicos de generación solar puede satisfacer parcialmente la demanda eléctrica de los cultivos intensivos y extensivos de camarones de la provincia de El Oro. El estudio se lo realiza en Puerto Pitahaya perteneciente al cantón Arenillas, donde se comprueba la existencia de un excepcional recurso solar en promedio 133.02 kWh/m²- mes, el costo de inversión por cada kW de esta tecnología es de $415,8 lo cual representa un precio competitivo, así mismo la madurez de la tecnología solar garantizan una rápida recuperación de la inversión, un suministro eléctrico de elevada fiabilidad y una sustancial mejora de la eficiencia energética de la producción de las empresas del sector camaronero del Ecuador.

Caracterización y Evaluación de Tobas Puzolánicas en el Sur del Ecuador, Caso de Estudio “Yamana” Cantón Paltas, Provincia de Loja

En el presente artículo se presentan los resultados de la evaluación de la actividad puzolánica de tobas ubicadas en Barrial Blanco al sur del Ecuador. La metodología incluye ensayos físicos (módulo de finura, índice de puzolanidad, densidad de roca), químicos (pérdida por ignición, fluorescencia de rayos x y difracción de rayos x) y geofísicos (tomografía eléctrica vertical), La actividad puzolánica se determinó a partir de la resistencia a la compresión, según la norma ASTM C311 y C618. Dicho depósito tiene como recurso un total de 323 680 030 Tm de material aglomerante con un índice de puzolanidad promedio de 83,91%, determinado a partir de una resistencia media de 11,74 MPa de resistencia al corte tomando en cuenta la dosificación especificada para el desarrollo del ensayo. A su vez cuenta con una gran ventaja al poseer un 0,00109 m3/Ton de coeficiente de destape, ya que las rocas afloran en superficie. Finalmente, se categoriza el depósito a nivel de recurso indicado dentro de los márgenes de la clasificación JORC (1999) de recursos y reservas, ya que cuenta con un nivel de confianza razonable, pero no con un alto grado de certidumbre.

Análisis de la Tensión Interfacial Entre Dos Fluidos Inmiscibles con el Uso de Cuatro Surfactantes (Catiónico, No-Iónico), de la Arena Productora U Inferior del Campo Pindo

La aplicación de recuperación mejorada puede incrementar el factor de recobro en más de un 20% después de aplicar recuperación primaria y secundaria. Para recuperar ese petróleo remanente de los reservorios se puede inyectar fluidos con surfactantes, lo cual está dentro de la recuperación terciaria. En este trabajo, se examina las tensiones interfaciales y superficiales con el uso de cuatro surfactantes comerciales en diferentes concentraciones. Generando curvas para analizar la tensión interfacial entre dos fluidos inmiscibles (agua de inyección con surfactante y petróleo). La investigación se desarrolló en tres fases. En la primera, se analizaron las propiedades del agua (salinidad y concentración de sólidos disueltos), surfactante (pH y el análisis de espectrometría infrarroja) y petróleo (BSW y API). En la segunda fase se midieron las tensiones superficiales (TS) en una mezcla de agua de formación y surfactante a diferentes concentraciones para obtener la concentración micelar crítica (CMC), y en la tercera fase la medición de tensiones interfaciales (IFT) en los dos fluidos inmiscibles. Es decir, una mezcla de agua de inyección, surfactante y petróleo del campo Pindo. Las muestras de fluidos fueron proporcionadas por Petrosud Petroriva. Con los resultados, se procedió a generar curvas de Tensión superficial e interfacial Vs Concentración. El surfactante HALMX152805-2 de tipo no iónico con grupos funcionales de Alquil e Hidróxilo a una concentración del 0.3% en peso, tuvo la mayor reducción tanto en la CMC e IFT.