Repositorio Institucional Universidad Nacional de Ingeniería
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Movimiento de un dipolo eléctrico real en la presencia de un campo eléctrico externo
No full textEn los cursos de antegrado se estudia con detalle el movimiento de una partícula sometida a fuerzas centrales, el movimiento de un cuerpo rígido (como el trompo) o se calcula los campos eléctricos (magnéticos) producidos por dipolos eléctricos (magnéticos) en puntos lejanos. El aná lisis de la interacción entre dos dipolos eléctricos es siempre estudiado desde un punto de vista cuántico y para un estudio clásico se tiene como problemas estáticos.
El objetivo del presente trabajo es estudiar el movimiento de un dipolo eléctrico real (es decir se considera las dimensiones de las cargas que definen el dipolo) en un campo eléctrico generado por un dipolo elemental fijo, que a diferencia de los problemas que existen sobre este sistema de cargas el dipolo elemental fijo no está necesariamente en el eje Z, está en una dirección arbitraria. Con el objetivo de simplificar las ecuaciones se va a considerar en la mayoría de los casos que el centro de masa del dipolo eléctrico real está fijo y el movimiento es de un cuerpo rígido. Consideramos la dinámica de Lagrange y los ángulos de Euler para describir el movimiento.
En el presente trabajo usaremos también la ley de conservación de la energía y se demuestra que cuando el dipolo elemental coincide con el eje Z el movimiento es parecido al de un trompo simétrico, pero cuando el dipolo móvil está en el plano YZ este tendrá dos posiciones de equilibrio. Como es evidente estos resultados fueron comprobados efectuando simulaciones numéricas. En las conclusiones se presenta la validez de los cálculos numéricos.
Para analizar la estabilidad de las posiciones de equilibrio se aplica la teoría de estabilidad de Lyapunov.In undergraduate courses, the motion of a particle subjected to central forces, the motion of a rigid body (such as a top) or the calculation of electric (magnetic) fields produced by electric (magnetic) dipoles at distant points are studied in detail. The analysis of the interaction between two electric dipoles is always studied from a quantum point of view and for a classical study, static problems are considered.
The objective of this work is to study the motion of a real electric dipole (that is, the dimensions of the charges that define the dipole are considered) in an electric field generated by a fixed elementary dipole, which, unlike the problems that exist on this system of charges, the fixed elementary dipole is not necessarily on the Z axis, it is on the Z axis. an arbitrary address. In order to simplify the equations, in most cases the center of mass of the real electric dipole will be considered to be fixed and the motion is that of a rigid body. We consider Lagrange dynamics and Euler angles to describe the motion.
In this work we will also use the law of conservation of energy, and it is shown that when the elementary dipole coincides with the Z axis the motion is similar to that of a symmetrical top, but when the mobile dipole is in the YZ plane it will have two equilibrium positions.
As is evident, these results were verified by carrying out numerical simulations. In the conclusions, the validity of the numerical calculations is presented.
To analyze the stability of the equilibrium positions, the theory is applied. Lyapunov stability.Tesi
Análisis de confiabilidad en la evaluación de potencial de licuación en arenas eólicas a partir del análisis dinámico unidimensional no-lineal
No full textEn la presente tesis se analiza de manera paramétrica el potencial de licuación de arenas eólicas basado en ensayos CPTu, esta evaluación se realiza con un enfoque determinístico y probabilístico variando el cálculo de la relación de esfuerzo cíclico (CSR) a través de una metodología empírica y dinámica unidimensional no-lineal. El análisis de potencial de licuación se aplicó para tres tipos de sismos. En el enfoque determinístico se calculó los CSR empíricos, dinámicos y en base a ello se comparó los factores de seguridad (FS) planteando dos propuestas PBMR y PBMBI para realizar el análisis de confiabilidad del potencial de licuación. En el enfoque probabilístico se incluyó dos evaluaciones de confiabilidad, el primero basado en la función de probabilidad de densidad (PDF) y la segunda en el método de Montecarlo, estos análisis de confiabilidad se compararon con los coeficientes de ajuste de la metodología Bayesiana planteada por Juang et al. (2002), posterior a ello se obtuvieron coeficientes de ajustes para la PDF y Montecarlo para las propuestas de PBMR y PBMBI. Finalmente se aplicaron estos coeficientes de ajuste en casos de aplicación de procesos licuación ocurridos en Niigata y Wenchuan, en ese mismo sentido se analizaron casos de aplicación de estos coeficientes de ajuste en el Perú.In this thesis, the liquefaction potential of eolic sands based on CPTu tests was analyzed parametrically. This evaluation was developed with a deterministic and probabilistic approach, varying the calculation of the cyclical stress ratio (CSR) through an empirical methodology and one-dimensional non-linear dynamic. The liquefaction potential analysis was applied for three types of earthquakes. In the deterministic approach, the empirical, dynamic CSRs were calculated and based on this, the safety factors (FS) were compared, proposing two proposals PBMR and PBMBI to develop the reliability analysis for the potential liquefaction assessment. In the probabilistic approach, two reliability evaluations were included, the first based on the probability density function (PDF) and the second on the Montecarlo method, these reliability analyzes were compared with the adjustment coefficients of the Bayesian methodology proposed by Juang et al. (2002), after that adjustment coefficients were obtained for the PDF and Montecarlo for the PBMR and PBMBI proposals. Finally, these adjustment coefficients were applied in cases of application of liquefaction processes that occurred in Niigata y Wenchuan, in the same sense, cases of application of these adjustment coefficients in Peru were analyzed.Tesi
Modelo analítico basado en programación lineal para mejorar la planificación en una empresa de servicios
Get PDFLa presente tesis tiene como objetivo desarrollar un Modelo analítico basado en programación lineal para mejorar la planificación en una empresa de servicios.
El objetivo principal es determinar en qué medida un modelo analítico basado en programación lineal mejora la planificación en una empresa de servicios, por lo cual, se buscará mejorar la eficiencia operacional, carga trabajo y experiencia del cliente. Para realizar el trabajo se desarrolla una metodología compuesta de 4 etapas para implementar el modelo propuesto. La primera consiste en la fase de desarrollo del modelo analítico, se analiza el tráfico de llamadas, se elabora el forecast, se analiza el dimensionamiento, se elabora los turnos de trabajo, se formula el modelo de programación y se calcula el capacity. La segunda fase consiste en la aplicación, elaborando el modelo to-be del proceso de programación y el cronograma de actividades de implementación a realizar. La tercera fase consiste en la propuesta de control mediante indicadores claves. Finalmente, la cuarta fase consiste en elaborar un plan de riesgo asociado al proceso para obtener el capacity donde se detalla las acciones a tomar frente a la ocurrencia de los riesgos identificados; asimismo, se elabora un cuadro de mando que facilite el seguimiento de desempeño.
Con la implementación de este Modelo analítico basado en programación lineal se logrará mejorar la eficiencia operacional, la carga de trabajo del área y la experiencia del cliente.The objective of this thesis is to develop an analytical model based on linear programming to improve planning in a service company.
The main objective is to determine to what extent an analytical model based on linear programming improves resource planning in a service company, therefore, it will seek to improve operational efficiency, workload and customer experience.
To carry out the work, a methodology composed of 4 stages is developed to implement the proposed model. The first consists of the development phase of the analytical model, the call traffic is analyzed, the forecast is prepared, the sizing is analyzed, the work shifts are prepared, the programming model is formulated and the capacity is calculated. The second phase consists of the application, developing the to-be model of the programming process and the schedule of implementation activities to be carried out. The third phase consists of the control proposal using key indicators. Finally, the fourth phase consists of developing a risk plan associated with the process to obtain the capacity, which details the actions to be taken in the event of the identified risks; Likewise, a dashboard is prepared to facilitate performance monitoring.
With the implementation of this analytical model based on linear programming, operational efficiency, the area's workload and customer experience will be improved.Tesi
Diseño de un Sistema Scada para la mejora del indicador Overall Equipment Effectiveness (OEE) en fábricas de tubos de acero
Get PDFEl presente trabajo analiza el efecto de la utilización del aceite sintético comparado con la utilización del aceite mineral en uno de los componentes críticos como lo es el Diferencial del camión minero. El parámetro para monitorear es la tasa de desgaste metálico en el tiempo como un factor principal en la disminución del desgaste mecánico de los componentes internos del Diferencial del camión minero modelo 797F en una minera de tajo abierto. Se aplicó en el diseño el método experimental, en 2 camiones mineros, como prueba piloto debido a la política interna de pruebas de la empresa, de un total de 24 unidades para que se haga la prueba de utilización con aceite sintético y al mismo tiempo se continuó utilizando el aceite mineral en los camiones restantes. La recolección de datos se llevó a cabo utilizando equipos analíticos de laboratorio, los cuales se encargaron del procesamiento analítico de las muestras de aceite sintético y aceite mineral. Dicha data se recolectó en tablas y se realizó un tratamiento estadístico; el cual, según la extrapolación o proyección de la tendencia en el tiempo generó una interpretación real de la condición actual del desgaste mecánico interno. Finalmente se concluye que la utilización de un aceite sintético no necesariamente es mejor que la utilización de un aceite mineral para este caso en particular ya que en el apartado de resultados se puede apreciar que en ambos casos los resultados de extrapolación permanecen similares en cuanto a efectividad para el cuidado de la maquinaria pesada.The present research work analyzes the effect of the use of synthetic oil compared to the use of mineral oíl in one of the critica! components such as the truck differential of the mining truck. The parameter to monitor is the metal wear rate over time as a main factor in reducing the mechanical wear of the interna! components of the rear power train or Differential of the model 797F mining truck in an open pit mining facility. An experimental design was applied, in which 2 mining trucks were used, as a pilot test, of a total of 24 units so that the use test was carried out with synthetic oíl and at the same time mineral oil continued to be used in the remaining trucks. Data collection was carried out using analytical laboratory equipment, which was responsible far the analytical processing of the synthetic oil and mineral oíl samples. These data were collected in tables and a statistical treatment was carried out, which, according to the extrapolation or projection of the trend over time, generated a real interpretation of the current condition of interna! mechanical wear. Finally, it is concluded that the use of a synthetic oil is not necessarily better than the use of a mineral oil far this particular case since in the results section it can be seen that in both cases the extrapolation results remain similar in terms of effectiveness. Far the care of heavy machinery. Therefare, both oils "take care" of the mechanical component in a similar way, and the best way to select an oil, for this case, is to compare the price of both.Trabajo de suficiencia profesiona
Selección del suministro electromecánico principal para la futura línea de transmisión 500 kV de la CSF Sumac Nina I
Get PDFPara cubrir la potencia suministrada de la futura Central Solar Fotovoltaica Sumac Nina I, se prevé la implementación de una nueva línea 500 kV, que iniciará en el parque de generación de la futura central, mediante la nueva SE Sumac Nina, y teniendo como punto de conexión la Ampliación de la SE Ocoña.
El proyecto se encontrará en la región de Arequipa, provincia de Camaná, distrito Ocoña, en la zona UTM WGS84 - 18K, tendrá un recorrido de 38.5 km aproximadamente.
La implementación de esta nueva línea de transmisión cumplirá con lo indicado en el Código Nacional de Electricidad (CNE), Procedimiento N° 20 del Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado (PR-20), así mismo de las normativas y estándares nacionales e internaciones vigentes.To cover the power supplied by the future Sumac Nina I Solar Photovoltaic Plant, the implementation of a new 500 kV line is planned, which will begin in the generation park of the future plant, through the new SE Sumac Nina, and having as its point of connection to the Expansion of SE Ocoña.
The project will be located in the Arequipa region, province of Camana, Ocoña district, in UTM zone WGS84, 18K, and will have a total length of approximately 38.5 km.
The implementation of this new transmission line will comply with the National Electricity Code (CNE), Procedure No. 20 of the Economic Operation Committee of the Interconnected System (PR-20), as well as with national and international regulations and standards in force.Trabajo de suficiencia profesiona
Uso de gases alternativos al SF6 para aplicaciones en equipos de alta tensión
Get PDFDurante muchos años los fabricantes de equipamiento eléctrico en alta tensión han venido utilizando el gas SF6 que tiene excelentes características dieléctricas y casi nulos niveles de toxicidad, lo cual ha permitido que desarrollen importantes soluciones para el sector. Se ha reemplazado los grandes interruptores de aceite o en aire por interruptores más pequeños y maniobrables que utilizan SF6. De igual manera se ha podido reemplazar subestaciones en aire conformada por diferentes equipos y componentes, por subestaciones totalmente encapsuladas en gas, que reducen enormemente los espacios y labores relacionadas a este tipo de instalaciones. Luego encontrado soluciones intermedias como los equipos híbridos para aplicaciones puntuales en las que sus prestaciones son útiles como por ejemplo en subestaciones móviles. Pero todo este desarrollo tecnológico ahora se ve amenazado debido a que este gas dieléctrico ha sido catalogado como un gas de efecto invernadero y con un gran potencial de daño a la capa de ozono. Entonces es momento de hacer un cambio importante en el desarrollo de esta tecnología porque debemos buscar alternativas para reemplazar el uso del SF6 con soluciones amigables con el medio ambiente y que permitan un desarrollo sostenible. Este trabajo busca analizar los gases alternativos existentes en el mercado ante esta problemática.For many years, the manufacturers of high voltage electrical equipment have been using SF6 gas, which has excellent dielectric characteristics and almost zero levels of toxicity, characteristics allowed them to develop important solutions for the electrical industry. Large oil or air circuit breakers have been replaced by smaller ones, more maneuverable. In the same way, it has been possible to replace air substations composed by different equipment and components, by gas insulated substations, which reduce the spaces and work related to this type of installation. Later, intermediate solutions were found, such as hybrid equipment for specific applications in which its features are useful, such mobile substations. But all this technological development is now threatened because this dielectric gas has been classified as a greenhouse gas with a great potential for damaging the ozone layer. Then it is time to make an important change in the development of this technology because we must look for alternatives to replace the use of SF6 with solutions that are friendly to the environment and that allow sustainable development. This work looks for to analyze the existing alternatives gases in the market to the face this problem.Trabajo de suficiencia profesiona
Mejora de la eficiencia en la producción en pozos horizontales, mediante el uso de la técnica de tamizado para el control de arenas en la selva peruana
Get PDFEn la industria petrolera, los pozos horizontales de alta producción en la selva peruana enfrentan desafíos particulares relacionados con la presencia de arenas no consolidadas. El control efectivo de estas arenas es crucial para evitar obstrucciones, daños a los equipos y disminución de la producción. En este contexto, se examinan detenidamente los diferentes métodos de control de arenas, poniendo especial atención en la técnica de tamizado.
Además, se recopilan y se analizan datos de pozos horizontales de alta producción en la selva peruana que han implementado la técnica de tamizado para controlar las arenas. Estos datos se utilizan para realizar un análisis detallado desde una perspectiva técnico-económica, considerando factores como, la tasa de producción de petróleo, la eficiencia de retención de arenas de los tamices utilizados y los costos asociados. Los resultados obtenidos permiten optimizar la producción en los pozos horizontales de alta producción en la selva peruana mediante la aplicación efectiva de la técnica de tamizado para el control de arenas.
Este proyecto de investigación tiene como objetivo principal es optimizar la producción de petróleo en los pozos horizontales de alta producción en la Selva Peruana. Se propone el uso de la técnica de tamizado como método de control de arenas para prevenir problemas relacionados con la erosión, el desgaste de equipos y la obstrucción de conductos. A través del estudio realizado en superficie con los tamizados, se busca recomendar el tipo de malla adecuada para la completación de los pozos.In the oil industry, high production horizontal wells in the Peruvian jungle face particular challenges related to the presence of unconsolidated sands. Effective control of these sands is crucial to avoid clogging, equipment damage, and decreased production. In this context, the different methods of sand control are carefully examined, paying special attention to the sieving technique.
In addition, data is collected and analyzed from high production horizontal wells in the Peruvian jungle that have implemented the screening technique to control sands. These data are used to carry out a detailed analysis from a technical-economic perspective, considering factors such as the rate of oil production, the sand retention efficiency of the sieves used and the associated costs. The results obtained allow optimizing production in high-production horizontal wells in the Peruvian jungle through the effective application of the screening technique for sand control.
This research project's main objective is to optimize oil production in high production horizontal wells in the Peruvian Jungle. The use of the sieving technique is proposed as a sand control method to prevent problems related to erosion, equipment wear and duct obstruction. Through the study carried out on the surface with the sieves, the aim is to recommend the type of mesh suitable for the completion of the wells.Tesi
Mejora del sistema productivo del cacao basado en el diseño e implementación de una estación climática automática y vehículo aéreo no tripulado
Get PDFEn esta tesis se aborda los desafíos enfrentados por el cultivo del cacao en el contexto del cambio climático y la prevalencia de la moniliasis, una enfermedad que puede ocasionar pérdidas significativas. En respuesta a estos problemas, se propone una solución integral y económica.
En primer lugar, se diseñó y desarrolló una Estación Climática Automática utilizando un ESP8266 y un Arduino Nano, que recopila datos de 10 sensores. Estos datos son transmitidos a una plataforma IoT creada desde cero en Django, permitiendo a agricultores y especialistas acceder a información en tiempo real para tomar decisiones informadas sobre la adaptabilidad climática del cultivo. La propuesta presenta una alternativa más asequible en comparación con opciones comerciales disponibles.
Adicionalmente, se aborda la amenaza de la moniliasis mediante la construcción de un Vehículo Aéreo No Tripulado basado en una Raspberry Pi. Este dron integra un algoritmo de inteligencia artificial entrenado para reconocer la moniliasis en los frutos de cacao, siendo capaz de funcionar en diversas variedades de plantaciones. El control del dron se realiza a través de una aplicación Android programada en Java, que también presenta el análisis del reconocimiento de la infección. Esta solución brinda a los agricultores la capacidad de analizar la moniliasis sin necesidad de desplazarse por toda la plantación ni depender de equipos especializados, ya que todo está integrado en un dispositivo accesible desde cualquier dispositivo Android. La propuesta no solo es más económica, sino que también ofrece la funcionalidad adicional de reconocimiento, mejorando la eficiencia y la toma de decisiones en la gestión del cultivo de cacao.This thesis addresses the challenges faced by cocoa cultivation in the context of climate change and the prevalence of moniliasis, a disease that can cause significant losses. In response to these issues, a comprehensive and cost-effective solution is proposed.
Firstly, an Automatic Weather Station was designed and developed using an ESP8266 and an Arduino Nano, collecting data from 10 sensors. These data are transmitted to an IoT platform built from scratch in Django, enabling farmers and specialists to access real-time information for informed decision-making regarding the crop's climate adaptability. The proposal presents a more affordable alternative compared to available commercial options. Additionally, the threat of moniliasis is addressed through the construction of an Unmanned Aerial Vehicle based on a Raspberry Pi. This drone integrates an artificial intelligence algorithm trained to recognize moniliasis in cocoa fruits, capable of functioning in various plantation varieties. Drone control is done through an Android application programmed in Java, which also provides analysis of infection recognition. This solution gives farmers the ability to analyze moniliasis without the need to traverse the entire plantation or rely on specialized equipment, as everything is integrated into a device accessible from any Android device. The proposal is not only more cost-effective but also offers the additional functionality of recognition, improving efficiency and decision-making in cocoa crop management.Tesi
Rediseño de una prensa de pulpa de pescado de doble tornillo para incrementar su capacidad original de 40 a 50 tm/h
Get PDFEste trabajo tiene como objetivo esencial el rediseño de una prensa de pulpa de pescado de doble tornillo helicoidal existente para aumentar su capacidad de 40 tm/h a 50 tm/h.
Los indicadores por considerar en relación con el rediseño son: Capacidad de la prensa, humedad de pasta de pescado en la entrada y salida de la prensa, volumen y densidad de la pasta a través de la prensa, presión interna, coeficiente de rozamiento, ratio de velocidad del reductor de potencia y potencia del motor eléctrico.
Para lograr el objetivo nos centraremos en el mejoramiento del diseño de los tornillos helicoidales. Por último, se realiza el análisis de costos de fabricación de la prensa, compararlos con equipos similares fabricados en el extranjero y ver si es más rentable fabricarlos en el Perú.
En el cálculo y diseño de esta prensa se utilizan herramientas en CAD programas como son Autodesk Inventor, Solidworks y herramientas de cálculo computacional, como es SCILAB para la realización de diseños, planos, análisis de esfuerzos, análisis de dilatación térmica. Con el rediseño y los cálculos se comprobará el aumento de capacidad y el mejoramiento de la prensa de pescado a 50 tm/h.This work has as objective the redesign of an existing double helical screw fish Pulp press to increase its capacity from 40 tm/h to 50 tm/h.
The indicators to be considered in relation to the redesign are: Press capacity in tm/hr, fish paste moisture at the entrance and exit of the press, volume and density of the paste through the press, internal pressure, coefficient of friction, speed ratio of the power reducer and electric motor power.
To achieve the objective we will focus on improving the design of helical screws.
Finally the manufacturing cost analysis of the press is carried out, costs to be compared them with foreign equipment and see if it is more profitable its manufacturing in Peru.
In the calculation and design of this press, CAD tools are used, programs such as Autodesk Inventor, Solidworks and computational calculation tools such as SCILAB to carry out designs, planes, stress análisis and thermal expansion analysis. With the redesign and calculations, the increase in capacity and the improvement of the fish press to 50 tm/h Will be verified.Tesi
Efecto del uso de revestimientos híbridos en la mejora del rendimiento operativo en un molino de bolas de mineral
Get PDFLa molienda de mineral es una etapa en el procesamiento de minerales cuya finalidad es la de reducir las partículas de mineral al tamaño requerido para la siguiente etapa del proceso. Por otro lado, el proceso de molienda constituye la etapa de mayores costos de operación de una planta concentradora, debido fundamentalmente a los altos consumos de energía en los molinos.
Tanto en la molienda semi-autógena (molienda SAG) como en la molienda convencional, los revestimientos en los molinos, además de recubrir y proteger la coraza del molino, influyen en el desempeño de la operación, identificándose como los factores principales: la geometría de diseño para el movimiento de la carga de los medios de molienda y los materiales de fabricación para la duración de este.
En el presente trabajo de suficiencia, se ha evaluado un factor adicional de influencia en la operación, el peso del revestimiento y su efecto en el consumo de energía con la finalidad de reducirla, para lo cual se estudió la operación de un molino de bolas, primero en la etapa con revestimientos de acero y luego con revestimientos híbridos (de caucho y acero). De esta manera, el estudio está orientado a medir este efecto, mediante el análisis de la función selección específica en ambos escenarios.Ore grinding is a stage in mineral processing whose purpose is to reduce the particle size to the size required for the next stage of the process. On the other hand, the grinding process is the stage with the highest operating costs in a concentrator plant, mainly due to the high energy consumption in the mills.
In both semi-autogenous grinding (SAG milling) and conventional grinding, the liners in the mills, besides coating and protecting the mill shell, influence the performance of the operation, being identified as the main factors: the design geometry for the movement of the grinding media charge and the manufacturing materials for the duration of the same.
In the present work of sufficiency, an additional factor of influence in the operation has been evaluated, the weight of the liner and its effect on the energy consumption with the purpose of reducing it, for which the operation of a ball mill was studied, first in the stage with steel liners and then with hybrid liners (rubber and steel). Thus, the study is oriented to measure this effect by analyzing the specific selection function in both scenarios.Trabajo de suficiencia profesiona