Scielo RSS <![CDATA[Ingeniare. Revista chilena de ingeniería]]> http://www.scielo.cl/rss.php?pid=0718-330520120002&lang=es vol. 20 num. 2 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.cl/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.cl <![CDATA[<b>Ingeniare</b>: <b>Revista chilena de ingeniería</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200001&lng=es&nrm=iso&tlng=es <![CDATA[<b>Teoría generalizada de la potencia instantánea aplicada a la compensación de cargas polifásicas</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200002&lng=es&nrm=iso&tlng=es El interés creciente de utilizar filtros activos de potencia para compensar las corrientes no sinusoidales producidas por las cargas no lineales ha aumentado el uso de la teoría instantánea de potencia reactiva. Sin embargo, esta teoría se puede aplicar solamente a los sistemas trifásicos de tres o cuatro conductores. Este artículo presenta una nueva definición de la potencia instantánea que puede ser aplicada a todos los sistemas polifásicos. Así, el concepto de producto tensorial es introducido para definir el tensor instantáneo de potencia y también la descomposición de la corriente en las componentes activas y reactivas sin importar el número de fases del sistema eléctrico. Finalmente, un análisis exhaustivo de casos prácticos se ha realizado a nivel de simulación, los cuales han permitido que el enfoque propuesto sea verificado.<hr/>The use of the instantaneous reactive power theory is greater than before due to the increased interest to use active power filters to compensate the non-sinusoidal currents produced by nonlinear loads. However, this theory can only be applied to three-phase systems of three or four conductors. This paper presents a new definition of instantaneous power that can be applied to all multiphase systems. Thus, the concept of tensor product is introduced to define the instantaneous power tensor and also the current decomposition in active and reactive components regardless of the number of phases of the power system. Finally, an exhaustive analysis of practical cases has been carried out at a simulation level which verified the proposed approach. <![CDATA[<b>Modelación de los efectos de la compensación de potencia reactiva en sistemas de suministro eléctrico</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200003&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se presentan los inconvenientes de la potencia reactiva y a partir de allí se realiza la modelación matemática de los efectos económicos de ésta, aplicable a sistemas de suministro eléctrico. Los efectos tomados en cuenta son: los costos de inversión de los bancos de capacitores, los gastos de amortización de los bancos, los gastos de pérdidas de energía activa de los bancos, los beneficios por la mejora del factor de potencia, incluida la reducción de pérdidas de energía activa en el sistema, así como los beneficios por la liberación de la capacidad de carga, para el caso de empresas donde este aspecto pueda representar un atractivo económico. Para el análisis de los estados de carga antes y después de la compensación se utilizan algoritmos de flujos de potencia trifásicos, con el empleo de modelos de gráficos de carga ajustados, como aspecto novedoso. Estos efectos, de acuerdo con el sistema de tarifas eléctricas de Cuba, son integrados en una función de análisis económico, en este caso el Valor Actual Neto (VAN), la cual sirve de base para el planteamiento del problema de optimización, que puede derivar en la correcta selección de los dispositivos compensadores.<hr/>The inconveniences of the reactive power are presented and from this are carried out the mathematical models of its economic effects applicable to secondary power systems. The effects taken into account are: the costs of the capacitors banks, the expenses of paying-off to the banks, the expenses of power losses to the banks, the benefits for the improvement of the power factor, included the reduction of power loss in the system, as well as the benefits for the liberation of the load capacity, to the case of companies where the latest aspect can represent an economic attractiveness. For the analysis after and before compensation, are consider load flow algorithm witch load model adjust. According to electrical tariff structures in Cuba, these effects are integrated in a function of economic analysis, for this case the net actual value, which serves as base for the position of the optimization problem, which can derive in the correct selection of the devices compensators. <![CDATA[<b>Reubicación del parque de transformadores de los sistemas de distribución de Bogotá D.C. mediante algoritmos genéticos</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200004&lng=es&nrm=iso&tlng=es Este documento presenta una metodología basada en algoritmos genéticos que permite adelantar el reordenamiento del parque de transformadores existente en el nivel de tensión I de los sistemas de distribución de Bogotá D.C., Colombia, con el fin de maximizar el reconocimiento de activos que el ente regulador CREG (Comisión Reguladora de Energía y Gas) realiza a los distintos operadores de red, según lo establecido en la resolución 097 de 2008. Para la aplicación del algoritmo se obtuvieron mediciones de potencia activa máxima para cada hora del año 2009 en un conjunto de 94 transformadores de diferentes capacidades, escogidos de forma aleatoria, instalados en el sistema de distribución de CODENSA S.A. ESP, empresa encargada de prestar el servicio de energía eléctrica en la ciudad de Bogotá D.C. Con esta información se construyeron curvas de carga diarias representativas y se elaboró una base de datos que contiene los costos operativos del movimiento de los equipos y de las tarifas, a partir de los cuales fue posible modelar la función objetivo y las restricciones del problema, obteniéndose un elevado número de combinaciones posibles (alrededor de 1*10(134)) debido al gran número de nodos y de transformadores presentes en el sistema de distribución. La búsqueda convencional de una solución en la anterior situación implicaría el empleo de tiempos prohibitivos, por lo cual se implementó un algoritmo genético clásico, obteniéndose de esta manera una solución óptima que ofrece una ganancia económica en el primer año, asociada al incremento en el cargo por uso, de $ 253.446.362,47 (COP), ganancias que podrían verse incrementadas considerablemente al ejecutar el algoritmo en parques de transformadores más grandes.<hr/>This paper presents a methodology based on genetic algorithms that allows the reordering of the existing park transformers voltage level I of the distribution systems of Bogotá city, Colombia, in order to maximize the recognition of assets that the regulator CREG (Comisión Reguladora de Energía y Gas) made to the various network operators, as set out in resolution 097 of 2008. For the application of the algorithm, we obtained maximum active power measurements for each hour of the year 2009 in a number of transformers of different capacities, chosen at random, installed in the distribution system CODENSA SA ESP, the company that provides electric service in the Bogotá city. With this information we built representative daily load curves and developed a database that contains the operating costs of moving equipment and tariffs, from which it was possible to model the objective function and constraints of the problem, obtaining a high number of possible combinations (about 1*10(134)) due to the large number of nodes and processors present in the distribution system. Conventional search of a solution in the above situation implies the use of prohibitive times. For this reason we implemented a classical genetic algorithm, thus obtaining an optimal solution that offers a financial gain in the first year, associated with the increase in the usage charge, of $ 253.446.362,47 (COP), profits that could be increased considerably when running the algorithm on larger transformers parks. <![CDATA[<strong><i>Evaluación del uso de un aceite vegetal en transformadores de distribución</i></strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200005&lng=es&nrm=iso&tlng=es Desde los inicios de los transformadores inmersos en líquido refrigerante, el fluido empleado por tradición ha sido el aceite de origen mineral. Sin embargo, en las últimas décadas se han unido esfuerzos en la búsqueda de alternativas que tengan un menor impacto en el medio ambiente y que a su vez satisfagan los requerimientos técnicos de aislamiento y refrigeración en los transformadores. Actualmente se encuentran en el mercado aceites aislantes de origen vegetal que pueden tener un menor impacto ambiental durante su uso y disposición final; no obstante, su elevado costo y su poco tiempo de uso han limitado su aplicación masiva. En este trabajo se presenta la evaluación del comportamiento térmico de dos transformadores de distribución de diferente potencia inmersos en aceite dieléctrico de origen vegetal y se compara su desempeño con el de dos transformadores constructivamente iguales inmersos en aceite mineral. Los resultados obtenidos revelan que los transformadores cumplen con los requerimientos de la normatividad existente.<hr/>Since the start of transformers immersed in refrigerating liquid, the fluid traditionally used has been mineral oil. However, in recent decades, efforts have been joined in the search for alternatives with a lower environmental impact and which also satisfy the technical requirements of insulation and refrigeration in the transformers. Currently, insulating vegetable oils are available in the market, which may have lower environmental impact during their use and final disposition; nevertheless, their high cost and short time of use have limited their massive application. This work presents the thermal behavior evaluation of two distribution transformers at different powers immersed in dielectric vegetable oil, comparing their performance with that of two constructively equal transformers immersed in mineral oil. The results obtained reveal that the transformers comply with the requirements of existing standards. <![CDATA[<b>Diseño de un duplexor de gran ancho de banda en tecnología de guía de onda para aplicaciones de satélite</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200006&lng=es&nrm=iso&tlng=es En este trabajo se presenta el diseño teórico de un duplexor de gran ancho de banda usado en tecnología de guía de onda basado en uniones con varios pasos. El dispositivo está formado por un filtro pasa banda, un filtro pasa bajo y una unión T plano-E. Para validar el diseño propuesto, un duplexor en banda C fue construido y medido utilizando las técnicas clásicas de fresado. El ancho de banda relativo logrado es de aproximadamente de un 64%. Las pérdidas de retorno en los puertos de entrada y de salida están por debajo de los 23 dB, el aislamiento es mayor que 60 dB y las pérdidas de inserción son de 0,1 dB. Además se consideraron las tolerancias mecánicas de fabricación en la etapa del diseño, que probaron que el duplexor no necesita ajustes adicionales después de ser construido.<hr/>A wideband diplexer in waveguide technology is designed to demonstrate the feasibility of using stepped waveguide junctions for diplexer designs. It consists of a channel filter, a low pass filter and a T E-plane junction. To validate the previous concepts, a C-band diplexer was constructed and tested using conventional milling techniques. The relative bandwidth of the whole diplexer is about 64%. The inputs and outputs return losses were less than 23dB, the isolation is better than 60dB and the transmission loss was 0,1dB. Moreover, a manufacturing tolerance has been taken into account at the design step, and therefore, the designed diplexer need not be tuned after manufacture. <![CDATA[<b>Detección de espectro para radio cognitiva</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200007&lng=es&nrm=iso&tlng=es Este artículo centra su atención en la capa física de las redes de radio cognitiva (CR), es decir, en las técnicas que se utilizan para detectar la presencia o ausencia de usuarios licenciados en las diferentes bandas del espectro electromagnético. Las técnicas presentadas, con sus ventajas y desventajas, están organizadas jerárquicamente como: técnicas fundamentales (detección de energía, filtro adaptado y características ciclo-estacionarias), técnicas basadas en las fundamentales o evolución (detección de forma de onda, identificación del radiotransmisor, detección de la potencia de fuga en el receptor) y técnicas alternativas típicas del análisis de imágenes (transformada Hough y Wavelet). Adicionalmente se describen los retos principales en la detección de usuarios licenciados junto con las diferentes dimensiones en las que se pueden hallar oportunidades de uso espectral eficiente por parte de los dispositivos de radio cognitiva.<hr/>This survey article focuses on the physical layer for cognitive radio (CR) networks, namely the techniques to detect the presence/absence of licensed users in the different spectrum bands. The techniques presented in this article, including their advantages and disadvantages, are organized in a hierarchical fashion as follows: fundamental detection techniques (energy-based detection, matched filter, and cyclostationarity features), fundamental-detection-based techniques (waveform detection, radio identification, local-oscillator leakage power), and alternative techniques that are typical of the image analysis domain (Hough and Wavelet transforms). Additionally, the main challenges associated to licensed user detection are described together with the various spectral dimensions where cognitive radio devices can find new spectrum opportunities. <![CDATA[<strong><i>Diseño de un codec de imágenes basado en la transformada Bandelet utilizando un procesador NIOSII</i></strong>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200008&lng=es&nrm=iso&tlng=es Este trabajo presenta el diseño e implementación de un codec de imágenes en escalas de gris basado en la transformada Bandelet. Las funciones base para la transformada Bandelet se implementan a partir de vectores de flujo geométrico que indican la dirección en la que una región de la imagen tiene variaciones regulares de los niveles de gris. El codec se diseñó como un sistema SoPC con un procesador NIOS II embebido en el FPGA Cyclone II EP2C70, con una pantalla táctil, y una SD-Card, usando el 13% de elementos lógicos y el 27% de bits de memoria del FPGA. Los filtros Wavelet fueron acelerados en hardware con NIOS II C2H Compiler, logrando una reducción en el tiempo de ejecución del 8,8%. Las pruebas realizadas muestran que la compresión con funciones Bandelet llega a ser hasta 2 dB superior a la compresión realizada con funciones Wavelet 2D cuando la imagen tiene componentes geométricos con alto contraste.<hr/>This paper presents the design and implementation of a compression system for grayscale images based on the Bandelet transform. The basis functions of the Bandelet transform are constructed as a set of vectors that indicate the directions in which the image has regular variations of gray. The compression system was designed as a SoPC and was composed of a NIOSII processor with a Cyclone IIEP2C70, a touch-panel, and a SD-Card, using 13% of the logic elements and 27% of the memory bits of the FPGA. The Wavelet filters were accelerated in hardware with NIOS II C2H Compiler, obtaining an execution time reduction of 8.8%. Experimental results show that Bandelet compression has an improvement of up to 2 dB over a Wavelet compression when the image has geometric components with high contrast. <![CDATA[<b>Comportamiento de corrosión-erosión en recubrimientos de NbN depositados mediante sputtering magnetrón</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200009&lng=es&nrm=iso&tlng=es En la nueva generación de recubrimientos de uso industrial se incluye el nitruro de niobio (NbN) debido a sus propiedades fisicoquímicas tales como: alta conductividad eléctrica, buenas propiedades mecánicas, alto punto de fusión e inercia química y además por ser un superconductor con temperatura crítica de 16 K. En este trabajo se reporta el efecto del sinergismo corrosión y erosión sobre recubrimientos de NbN depositados sobre acero inoxidable 304 y silicio usando los sistemas de sputtering con magnetrón balanceado y desbalanceado. Los experimentos de erosión-corrosión se estudiaron en un sistema que varió la velocidad y el ángulo de impacto de las partículas de erosión. Para ello se utilizó un lodo de partículas de SiO2 en una solución de 0,5M de H2SO4 + 3,5% NaCl y una concentración de 30% en peso de partículas de SiO2. La microestructura, morfología y composición química de las películas fueron analizadas con difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB) y espectroscopia de fotoelectrones generados por rayos X (EFRX), respectivamente. Los resultados muestran que la resistencia a la erosión-corrosión de los recubiertos de NbN fue superior al sustrato y los mecanismos de desgaste sobre el recubrimiento dependen del ángulo de impacto y la velocidad de las partículas de erosión. Posibles razones de este comportamiento son discutidas en este trabajo.<hr/>New generation PVD coatings for industrial applications include the niobium nitride (NbN) due to its excellent properties such as high chemical inertness, excellent mechanical properties, high electrical conductivity, high melting point, and a superconducting transition temperature around 16 K. In this work we reported the results the study of corrosion and erosion effect on niobium nitride coatings deposited on AISI304 stainless steel using unbalanced and balanced magnetron sputtering and then it were compared to the uncoated tool steel substrate. The corrosion-erosion experiments were studied in a test machine varied the different velocities and impact angles of the erodent particles. The slurry used consists of quartz particles suspended in a mixture of 0.5 M sulphuric acid solution and 3.5% NaCl, whit cathodic protection. The film microstructure and chemical composition were analyzed by X-ray diffraction (XRD), cross-section scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results indicated that the erosion-corrosion resistance of the coated samples was found to be superior to that of the uncoated sample and the wearing mechanisms on the coating and the steel depending on the impact angle and the impact velocity of erodent particles. Possible reasons for such behavior are described in this paper. <![CDATA[<b>Una formulación matemática y de solución para programar cirugías con restricciones de recursos humanos en el hospital público</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200010&lng=es&nrm=iso&tlng=es Actualmente, los hospitales públicos nacionales e internacionales presentan demandas que sobrepasan la capacidad de atención, lo que ha provocado un creciente interés por usar herramientas de gestión en los centros clínicos que les permita realizar de forma eficiente y eficaz la entrega de servicios a los distintos pacientes. El presente estudio aporta una nueva forma de abordar el problema de programación de cirugías, desde la programación matemática, presentando un modelo de optimización multiobjetivo y un algoritmo metaheurístico implementado computacionalmente, que permite la programación semanal de intervenciones quirúrgicas, cumpliendo con los requerimientos de pabellones y personal especializado necesario para su realización. Se utiliza una instancia de prueba, donde el tiempo de ejecución del algoritmo, implementado en C++, fue de siete minutos para 191 cirugías en lista de espera. El tiempo alcanzado es considerablemente menor a la programación realizada con un sistema manual, como los actualmente usados en hospitales públicos.<hr/>Currently, national and international public hospitals have demands that exceed their service capacity, which has caused a growing interest in management sciences to deliver these medical centers the tools that will enable them to perform efficiently and effectively, delivering services to different patients. This study provides a new way of approaching the problem of surgical scheduling using mathematical programming, presenting a multi-objective optimization model and a metaheuristic algorithm implemented computationall. The solution allows weekly schedule of surgical procedure and complying with the requirements of the flag and expertise necessary for realization. We ordered test instances where the execution time of the algorithm, coded in C++, was 7 minutes for a 191 surgeries waiting list, which is a considerable less amount of time to this schedule than using a manual approach. The latest is the case of public hospitals. <![CDATA[<b>Un procedimiento para evaluar el riesgo de la innovación en la gestión del mantenimiento industrial</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200011&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se presenta un estudio sobre las posibles causas de riesgo en un proceso de innovación de la gestión del mantenimiento industrial, las cuales podrían llevar a que la implementación de las mejorías en la gestión no entregue el resultado esperado. Se describe el proceso de innovación y se identifican las fuentes de riesgos en el desarrollo del proyecto de innovación, finalizando con una matriz de valoración y jerarquización de las acciones que minimizan la posibilidad de que el riesgo sea realidad.<hr/>This study shows the possible causes of risk in a management innovation process of the industrial maintenance, which could take to that the improvements implementation in the management does not give the expected result. The innovation process is described and the risks sources in the innovation project are identified finalizing with an evaluation matrix and hierarchical classify for the actions that diminish the possibility that the risk will be certainty. <![CDATA[<b>Contraste empírico del CAPM en el mercado accionario chileno</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200012&lng=es&nrm=iso&tlng=es El modelo de valoración de activos de capital (Capital Asset Pricing Model - CAPM) es uno de los modelos más utilizados en la práctica para determinar el premio por riesgo de un activo individual o cartera. El presente trabajo realiza un contraste empírico del CAPM en el mercado accionario chileno, empleando las metodologías de serie temporal y de eficiencia media-varianza, basada en la estimación por el método generalizado de momentos (MGM). El contraste se llevó a cabo usando rentabilidades mensuales de títulos individuales para el periodo 1997-2007 y usando una cartera de igual ponderación como proxy para la cartera de mercado. Los resultados de todas las metodologías empleadas muestran que el CAPM explica satisfactoriamente el corte transversal de retornos esperados en Chile.<hr/>The capital asset pricing model (CAPM) is one of the most used models in practice to determine the risk premium of an individual asset or portfolio. This paper tests the CAPM in the Chilean stock market using the time series methodology and the generalized method of moments to test mean-variance efficiency. This work uses monthly returns of individual stocks between 1997 and 2007 and considers an equally weighted portfolio as a proxy for the market portfolio. The results show that the CAPM explains successfully the cross section of expected stock returns in Chile. <![CDATA[<b>Diseño de programas de asignaturas basados en competencias y su aplicación en la Universidad del Bío-Bío, Chile</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-33052012000200013&lng=es&nrm=iso&tlng=es La Universidad del Bío-Bío está en proceso de implantación de un modelo educativo basado en competencias. En este contexto, los programas de asignaturas deben migrar para adecuarse a este modelo educativo. Este trabajo muestra que el cambio del modelo educativo se refleja en los programas de asignatura proveyendo en forma consistente y coherente la información necesaria y clara sobre lo que el alumno aprenderá: competencias o aprendizajes esperados, las estrategias formativas que se utilizarán, las actividades que se realizarán y la forma en que se le evaluará: estrategias, criterios e indicadores. Se indican algunos aspectos a considerar mostrando un ejemplo de aplicación, constituyéndose en uno de los primeros esfuerzos en la implementación del modelo educativo institucional dentro del departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad del Bío-Bío.<hr/>The Universidad del Bío-Bío is in process of establishment of an educational model based on competences. In this context, the course programs should be adapted to the new educational model. This paper shows that the change of the educational model is manifested in course programs providing consistent, coherent and clearly the necessary information that the student will learn: competences or expected learning, formative strategies that will be used, activities that are carried out, and the way the students will be evaluated: strategies, criteria and indicators. Some guides are given for the design of a course program and an application example is shown. This work is one of the first efforts in the establishment of the institutional educational model at the Department of Electric and Electronic Engineering at the Universidad del Bío-Bío.