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Nexo agua - energía: Análisis del flujo hídrico del Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair
Get PDFThis article analyzes the interrelation between water and energy, taking as a case the analysis of the water flow of the Coca Codo Sinclair Hydroelectric Project. Investigate the case of this emblematic project, where the water uses of consumption would decrease the inflow to the driving tunnel, which would risk its power generation capacity. Bibliographic research is used for this purpose. It is concluded that the Chalpi Grande project and the following phases of the Rios Orientales; and the Cayambe Pedro Moncayo irrigation projects and the Pesillo Imbabura potable water would affect the flow of inputs of the hydroelectric project by up to 11% and, therefore, their energy production, demonstrating the need to plan the use of these resources considering their nexus.Este artículo analiza la interrelación existente entre el agua y la energía, tomando como caso el análisis del flujo hídrico del Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair. Investiga el caso de este proyecto emblemático, donde los usos consuntivos del agua disminuirían el caudal de entrada al túnel de conducción, arriesgando con esto su capacidad de generación eléctrica. Se utiliza para ello una investigación de tipo bibliográfica. Se concluye que el proyecto Chalpi Grande y las fases siguientes de ríos orientales; y los proyectos de riego Cayambe-Pedro Moncayo y de agua potable Pesillo-Imbabura afectarían el caudal de entrada hasta en un 11 % y con ello su producción de energía, con lo cual queda en evidencia la necesidad de planificar el aprovechamiento de estos recursos considerando su nexo
Estimación empírica del pretensado de una banda trapezoidal mediante el deslizamiento de las poleas
Get PDFInspecting the pre-tension of belts is an essential preventive maintenance activity, which requires that the machine is powered off to be carried out. This generates an economic impact of lesser or greater degree depending on the operational context of each machine. The objective of this experimental investigation is to determine a mathematical model, for calculating the pre-tension of v-belts of classic profile and high performance as a function of the slip. To achieve this objective, a test module was built to establish the difference between the theoretical and real rotation frequencies of the driven pulley, as the pre-tension of the belt was increased. Then, an inverse exponential function was adjusted to the data obtained, resulting in two equations for v-belts of classic profile and of high throughput, respectively; these equations were validated using Pearson\u27s r correlation coefficient. The proposed mathematical model can be used to minimize the economic impact of checking the pre-tension of the belts, since it allows carrying out this activity with the machine operating on full load, requiring only the measurement of the rotation frequencies of the pulleys.La inspección de la pretensión de las bandas es una actividad de mantenimiento preventivo imprescindible; que, para poder ser realizada, requiere que la máquina esté apagada, generando un impacto económico en menor o mayor grado dependiendo del contexto operacional de cada máquina. El objetivo de esta investigación experimental es determinar un modelo matemático para el cálculo del pretensado de las bandas trapezoidales de perfil clásico y de alto rendimiento en función del deslizamiento; para lo cual se construyó un módulo de prueba, en el que se estableció la diferencia de las frecuencias de rotación entre la teórica y la real de la polea conducida, a medida que se incrementó el pretensado de la banda. Los datos arrojados se ajustaron a una función exponencial inversa, dando como resultado dos ecuaciones, una para las correas trapezoidales de perfil clásico y otra para las de alto rendimiento. La validación de estas ecuaciones se realizó mediante el coeficiente de correlación r de Pearson. Con la utilización del modelo matemático propuesto, se podrá minimizar el impacto económico de las actividades preventivas de revisión del pretensado de las bandas; puesto que, estas ecuaciones posibilitan la realización de esta actividad con la máquina encendida y a plena carga, requiriendo para ello únicamente la medición de las frecuencias de rotación de las poleas
Análisis termodinámico de un chiller de absorción de 1 y 2 etapas de una planta de cogeneración
Get PDFThermodynamics models of a single and a non-common double stage ammonia-water absorption chiller that use waste heat (from three reciprocating engines of 8.7 MW each one) are developed to analyze the performance of the chiller for different operative conditions. A comparison of a single stage refrigeration system with the two stages proposed system is performed in this paper. The coefficient of performance (COP) obtained for both systems are the same, but the heat flux removed from the cooling media with the two-stage system increase from 1.3MW (single stage) until 1.6 MW due to the heat recovered increased with the second generator. The heat recovered used by the chiller was 3.8 MW, and the utilization factor of the cogeneration plant was 58.11%, and the cooling capacity of the equipment was 1,623 kW. Finally, the estimated economics savings for electric power due to the implementation of the absorption chiller that uses exhaust gases in place of a common refrigeration system by vapor compression with the same cooling capacity was 142,000.00 USD/year.Se han desarrollado modelos termodinámicos de enfriadores de agua por absorción de una etapa y ciclo no común de dos etapas que usan calor de desecho (de motores de combustión interna de 8,7 MW cada uno) para analizar las condiciones de operación de los equipos. Se ha realizado la comparación del sistema de una etapa con el sistema propuesto (2 etapas) en esta investigación. El coeficiente de desempeño (COP) obtenido para ambos sistemas fue el mismo, pero el calor removido del espacio refrigerado aumento de 1,3 MW (una etapa) a 1,6 MW (dos etapas) debido a que se recupera más energía residual utilizando un segundo generador. El calor residual aprovechado por el equipo de refrigeración fue de 3,8 MW y el factor de planta del proceso de cogeneración fue de 58,11 % y la capacidad de refrigeración del equipo fue de 1,623 kW. Finalmente, los ahorros económicos estimados por concepto de energía eléctrica que se tienen por poner en marcha el sistema de refrigeración por absorción que utiliza gases de escape como fuente de energía en lugar de un equipo común de refrigeración por compresión de la misma capacidad son 142 000,00 USD/año
Métodos multicriterio aplicados en la selección de un material para discos de freno
Get PDFThe selection of material for an automotive com-ponent is a complex process, because it involves an exploration of the main criteria according to the properties required by the component to be designed. The use of multi-criteria methods (MCDM) allows the development of a fast and efficient selection methodology, based on the analysis of the properties and the optimization indexes of the criteria to assign importance to each alternative in the selection of the best option for the manufacture of a brake disc. This study uses five candidate materials for the desired application. The MCDM methods used are multidisc-ciplinary optimization and compromise solution (VIKOR), elimination and options that reflect reality (ELECTRE I), proportional complex evaluation (COPRAS), additive ratio evaluation (ARAS), multipurpose optimization based on radius analysis (MOORA) and the ENTROPIA method is used for weighting the criteria. After the analysis of the proposed MCDM methods, the ranking of all the MCDM methods, with the observation that the COPRAS and ARAS method have the same values. The material with the best results in the COPRAS, ELECTRE I, and ARAS methods is ASTM A536, due to its low density, high elastic limit and good compressive strength.La selección de material para un componente automotor es un proceso complejo, porque implica una exploración de los principales criterios de acuerdo con las propiedades exigidas por el componente a diseñar. El presente estudio tiene como objetivo evaluar un material alterno en la fabricación de un disco de freno en vehículos livianos tipo SUV, a partir de los métodos multicriterio; para lo cual se toman en consideración cinco materiales candidatos para la aplicación deseada (Ti6Al4V, Al10Si C, AISI 304L, ASTM A 536 y ASTM A48). Los métodos multicriterio (MCDM) empleados son: VIKOR – la optimización multidisciplinar y solución de compromiso; ELECTRE I – eliminación y opciones que reflejan la realidad; COPRAS – evaluación compleja proporcional; ARAS – evaluación de relación de aditivos; MOORA – optimización multiobjetivo basado en el análisis de radios y el método ENTROPÍA que se emplea para la ponderación de los criterios. Se obtiene que la mejor alternativa es el material ASTM A536 según los métodos COPRAS, ELECTRE I, y ARAS por su baja densidad, un alto límite elástico y una buena resistencia a la compresión; en segunda opción es el ASTM A48 según VIKOR y MOORA
PREDICCIÓN DE LA REDUCCIÓN DEL IMPACTO TÉRMICO EN UN EDIFICIO CON DOBLE PARED
Get PDFAt Santa Fe de la Vera Cruz city, Argentina, a building that includes elements of sustainable architecture, energy efficiency and comfort based on the use of natural resources is built. Particularly, a double facade design on the front walls is meant to achieve an air chamber that prevents heat transfer from the outside to the inside in summer and vice versa in winter.
In This work, a numerical study is presented for the evaluation of the thermal performance of a cavity (air chamber) interposed in a double facade of the building for different climatic conditions, considering two air chambers alternatives: connected and non connected to the outside. Both cases are energetically compared with the standard facade design without chamber.
The results show that for summer conditions, a chamber connected to the outside would be the most efficient design, while for winter, the closed cavity is the best saving-energy alternative.En la ciudad de Santa Fe de la Vera Cruz, Argentina, se está construyendo un edificio de altura que incluye elementos de arquitectura sustentable, eficiencia energética y confort logrado en base a la utilización de recursos naturales. Particularmente, un diseño de doble fachada en los frentes que dan al exterior para lograr una cámara de aire que impida la transferencia térmica desde el exterior al interior en verano y al revés en invierno. Este trabajo presenta un estudio numérico de la evaluación de la performance térmica de la cavidad interpuesta en la doble fachada del edificio, para distintas condiciones climáticas, considerando dos alternativas de diseño: cámara de aire cerrada y cámara de aire conectada con el exterior. Ambos casos se comparan con la situación de inexistencia de la cámara, cuya transferencia de energía térmica se constituye en el caso patrón. Los resultados muestran que para las condiciones de verano, la cavidad con conexión al exterior sería la más recomendable, mientras que para el invierno, la cavidad cerrada es más apta para el ahorro de energía
Aplicación de una red neuronal feed-forward backpropagation para el diagnóstico de fallas mecánicas en motores de encendido provocado
Get PDFThis research explains the methodology for the creation of a diagnostic system applied to the detection of mechanical failures in vehicles with gasoline engines through artificial neural networks. The system is based on the study of the intake phase of the Otto cycle, which is recorded through the physical implementation of a MAP sensor (Manifold Absolute Pressure). A strict sampling protocol and its corresponding statistical analysis are applied. Statistical values of the MAP sensor signal such as, area, energy, entropy, maximum, mean, minimum, power and RMS, were selected according to the greater amount of information and significant difference. The data were obtained with the application of 3 statistical methods (ANOVA, correlation matrix and Random Forest) to create a database that allows the training of a neural network feed-forward backpropagation, with which a classification error of 1.89 e-11 was achieved. The validation of the diagnostic system was carried out by the generating supervised failures in different engines with provoked ignition.En la presente investigación se explica la metodología para la creación de un sistema de diagnóstico aplicado a la detección de fallas mecánicas en vehículos con motores a gasolina mediante redes neuronales artificiales, el sistema se basa en el estudio de la fase de admisión del ciclo Otto, el cual es registrado a través de la implementación física de un sensor MAP (Manifold Absolute Pressure). Se emplea un estricto protocolo de muestreo y su correspondiente análisis estadístico. Los valores estadísticos de la señal del sensor MAP: área, energía, entropía, máximo, media, mínimo, potencia y RMS se seleccionaron en función al mayor aporte de información y diferencia significativa. Los datos se obtuvieron con la aplicación de 3 métodos estadísticos (ANOVA, matriz de correlación y Random Forest) para tener una base de datos que permita el entrenamiento de una red neuronal feed-forward backpropagation, con la cual se obtiene un error de clasificación de 1.89e-11. La validación del sistema de diagnóstico se llevó a cabo mediante la provocación de fallas supervisadas en diferentes motores de encendido provocado
Caracterización, modelado y análisis de factibilidad técnica de un sistema de acondicionamiento de aire por adsorción, utilizando colectores solares térmicos como fuente energética principal
Get PDFThis article presents the development of a theoretical-experimental investigation work which consisted in the characterization, modelling and feasibility analysis of the adsorption cooling systems with solar energy source, using the installed system in the Industry, Mechanical and Electrical Innovation Center (CINEMI), at the Technological University of Panama. The study began with the analysis of the adsorption system, its characterization and the mathematical modelling, which allowed us to obtain useful expressions in order to evaluate some parameters, such as COP, SCP and thermal efficiency of this system. Using the acquired experimental data it was obtained different curves of interest, which were compared with curves obtained through numerical simulation. It was concluded that the adsorption air-conditioning systems could be technically feasible under some controllable operation and installation conditions; and it is necessary to consider the future perspectives of this technology and the currently successful applications in the world.En este artículo se presenta el desarrollo de un trabajo de investigación teórico-experimental de caracterización, modelado y análisis de factibilidad técnica de los sistemas de acondicionamiento de aire por adsorción con fuente de energía solar, utilizando el sistema instalado en el Centro de Innovación Eléctrica, Mecánica y de la Industria (CINEMI) de la Universidad Tecnológica de Panamá. El estudio parte del análisis del sistema de adsorción, su caracterización y modelado matemático, el cual permitió la obtención de expresiones útiles para evaluar parámetros tales como el COP, SCP y la eficiencia térmica del mismo. Utilizando data experimental recabada, se obtuvieron curvas de interés las cuales fueron comparadas con curvas obtenidas mediante simulación numérica. Se concluye que los sistemas de adsorción pueden ser técnicamente viables bajo ciertas condiciones de operación e instalación controlables y ha de tomarse en cuenta las perspectivas para el futuro de esta tecnología y actuales aplicaciones exitosas a nivel mundial
Robot salamandra anfibio con locomoción bioinspirada
Get PDFThis paper presents the development of an amphibious robot with a motion dynamics bioinspired on the locomotion of the salamander (Cryptobranchidae). The robot is teleoperated by an application for handled devices. We propose a structure to perform two different motions: walk and swim. We extract the movements from a real salamander by a zenith camera, and a locomotion control algorithm is designed to reply this movements. We evaluate the performance of the robot in comparison with the real animal movements using the RMSE (Root Mean Square Error) as metric of evaluation. We obtain errors less than 5 % in the angles of backbone movement.En este artículo se presenta el desarrollo de un robot anfibio con una dinámica de movimiento bioinspirada en la locomoción de la salamandra (Cryptobranchidae). El robot es teleoperado mediante una aplicación para dispositivos móviles (Smartphones, tablets, etc.). Se propone una estructura que permita al robot llevar a cabo dos acciones: caminar y nadar. Los movimientos de una salamandra real se han estimado basándose en una cámara cenital y se ha diseñado un algoritmo de control de locomoción que replique esos movimientos. El desempeño del robot se ha evaluado utilizando como métrica el error cuadrático medio entre el movimiento del robot y de la salamandra obteniendo errores menores al 5 % en los ángulos de movimiento de la espina dorsal
Análisis cuantitativo de los elementos aleantes principales precipitados en billets de aluminio de aleación 6063 en equipo de fundición de colada continua horizontal para el proceso de extrusión
Get PDFLack of in situ studies about horizontal continuous casting process applied in production of aluminum alloy 6063 cast billets, promotes to investigate the direct influence of: temperature, velocity and raw material. Applying spectrometric tests to quantify the weight percent of main alloying elements such as Magnesium and Silicon. These elements precipitate to form magnesium silicide (Mg2Si) during homogenization process. For this study it was necessary to produce billets with normal and experimental alloy levels to demonstrate an inverse relation between magnesium silicide and Brinell hardness. Equally important, the effect of reduction of the material tensile strength due to low levels of magnesium silicide.La escasez de estudios in situ sobre procesos de colada continua horizontal en aleaciones de aluminio, impulsa la necesidad de investigar la influencia de temperatura, velocidad y materia prima en billets de aluminio homogenizados AA6063. Aplicando ensayos de espectrometría, permiten cuantificar el porcentaje en peso de aleantes principales magnesio y silicio. Estos elementos al precipitar forman siliciuro de magnesio (Mg2Si) durante el proceso de homogenizado. Para este estudio se produjo billets de aleación normal y experimental, demostrando una relación inversa entre los niveles de siliciuro de magnesio y dureza Brinell; así también la influencia de bajos niveles de porcentaje en peso de Mg2Si en la reducción de la resistencia a la tracción en el material