Maestría en Ingeniería Mecánico-Eléctrica
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Item Ahorro energético en el sistema eléctrico de la Universidad de Piura - Campus Piura(Universidad de Piura, 2014-06-06) Fiestas Farfán, Brian Eduardo; Ancajima Álamo, Alejandro; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico Eléctrica. Master en Ingeniería Mecánico EléctricaLa presente tesis busca explicar de manera genérica los conceptos y normativa fundamental del ahorro energético y de la gestión tarifaria y proveer un ejemplo práctico de la aplicación de estos conceptos. Para esto se ha desarrollado una auditoría energética de un sistema de utilización eléctrica de un campus universitario, en este caso del Campus Piura de la Universidad de Piura. Así mismo, con la finalidad de comprobar la rentabilidad del ahorro energético en un caso real, se ha realizado una evaluación económica de las medidas indicadas dentro del proyecto de ahorro energético.Item Análisis comparativo de indicadores de productividad y de eficiencia energética entre un secador de lecho fluidizado y un secador solar convectivo(Universidad de Piura, 2024-12) Espino Aguirre, Hebert Eduardo; Marcelo Aldana, Mario DanielLa tesis tiene como objetivo obtener datos específicos basados en los resultados de la comparación de los indicadores de productividad y eficiencia energética entre un secador de lecho fluidizado y un secador solar convectivo que permitan definir o elegir cuál tecnología utilizar u optar, en función a los requerimientos de producción o de ahorro energético ya que resulta esencial en el contexto actual de búsqueda de sostenibilidad y eficiencia en los procesos industriales. La industria del secado es un componente crítico en diversas áreas, como la agroindustria y la fabricación de materiales, donde el uso eficiente de energía puede significar una reducción significativa en costos y un menor impacto ambiental. La metodología para el desarrollo de este trabajo se organizó de la siguiente manera: en primer lugar, se planteó presentar un estado del arte sobre el secado y la teoría del café, así como la descripción de los equipos a utilizar para realizar pruebas y ensayos técnicos, a los dos tipos de secadores de café. En segundo lugar, se determinaron los indicadores de productividad sobre los cuales se evaluó la tesis, como eficiencia de secado, calidad de producto final, costo de instalación y mantenimiento, flexibilidad y control, tiempo de secado, capacidad de producción, requerimiento de espacio. Además, se trabajó evaluando los siguientes indicadores de eficiencia energética: consumo de energía, uso de energía renovable, impacto ambiental. En tercer lugar, se realizó la validación experimental para presentar los resultados obtenidos sobre los indicadores anteriormente descritos. Finalmente, en función a los resultados obtenidos de las ventajas y desventajas de cada tipo de secador, para determinar la elección entre ellos y se lista y documentan las conclusiones y recomendaciones en cuanto a los sistemas de tecnología solar desarrollados frente a los sistemas convencionales.Item Análisis comparativo de las tecnologías de modelación y control para sistemas de refrigeración(Universidad de Piura, 2023-05-09) Bobadilla Gastulo, Manuel Alejandro; Ponte Villanueva, Luz Karín; Ticona Paniagua, Edgar Martín; Manrique Silupú, José JoséEl trabajo realiza un estudio de la situación de sistemas de refrigeración en el mundo, desde el punto de vista de modelación matemática para la predicción de parámetros importantes en sistemas de refrigeración, así como también desde el punto de vista del grado de automatización en el que se encuentran este tipo de equipos en los diferentes sectores productivos, tales como el sector agro exportación, sector pesquero, productos procesados, transporte terrestre con frío, transporte marítimo, refrigeración comercial y refrigeración doméstica. Al tener información sobre las técnicas de modelación con mayor ponderación y las estrategias de control avanzado con mayores ventajas técnicas y sobre todo con alto grado de confiabilidad para las implementaciones en sistemas reales, se pretende dar un alcance de las tendencias futuras positivas para un mejor manejo de estos equipos con el fin de informar sobre los ahorros que pueden obtenerse si se llega a instalar metodologías de este tipo. Inicialmente se describe al sector agroexportador del Perú, su desarrollo y su tendencia de crecimiento en los próximos años, además de la importancia del frío para este sector. Así también, se presentan las características de los componentes principales que conforman un sistema de refrigeración por compresión de vapor, donde se explica el recorrido que realiza el refrigerante en dicho circuito hasta la extracción de calor de la habitación a refrigerar. Asimismo se ha desarrollado un estudio de las diferentes técnicas de modelación de procesos de refrigeración por compresión a vapor, así como también, la modelación del espacio a refrigerar ya sea una cámara de frío para el sector industrial, o una habitación doméstica/residencial. Seguidamente se describen tres técnicas de modelación matemática identificadas: modelación basada en primero principios, modelación basada en datos y modelación matemática híbrida, que es una combinación del primero y el segundo. Se ha podido analizar las revistas científicas que mayor cantidad de artículos científicos han publicado en cada técnica, en los últimos ocho años. Por otro lado, se ha realizado tablas comparativas en los que se puede apreciar las ventajas y desventajas de cada alternativa de modelación. Finalmente, se realiza un estudio exhaustivo de estrategias de control y automatización para el proceso de refrigeración, en las que se han estudiado las características del control de ON/OFF (encendido/apagado) que es la técnica clásica, se ha investigado sobre el control PID y sobre todo, las mejoras actuales que se han implementado a este tipo de control como PID Adaptativo, entre otros. Además, se ha realizado la investigación de técnicas de control avanzado, en la cual se ha encontrado al Model Predictive Control (MPC) como uno de sus principales representantes. Se concluye que el MPC supera a otros controladores convencionales como PID, RBC, PI, control heurístico, etc. En cuanto a ahorro energético, minimización de costes consumos, maximización del confort térmico, etc.Item Análisis computacional para mejorar operación de varado y desvarado de plataforma Syncrolift SIMA - Chimbote(Universidad de Piura, 2014-06-04) Churampi Román, Daniel; Castro Sánchez, Miguel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico Eléctrica. Master en Ingeniería Mecánico EléctricaLa presente investigación tiene como objetivo principal aumentar la capacidad de izaje de la plataforma del Syncrolift, empleada para varar/desvarar embarcaciones, de la empresa Servicios Industriales de la Marina (Perú) en Chimbote. Para ello se hicieron estudios computarizados usando software de modelación sólida que acompañados por un análisis de elementos finitos permite encontrar y recomendar reforzar las zonas críticas donde los esfuerzos y deformaciones elevados se presentaron. Finalmente, la investigación contribuye a mostrar como una metodología de análisis en ingeniería ayuda a tomar una decisión técnico-económica, es decir, mantenerlo, mejorarlo o cambiarlo.Item Análisis de estructura con MEF para la distancia mínima de seguridad en redes de media tensión(Universidad de Piura, 2014-06-06) Plasencia Saavedra, Henry; Machacuay, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico Eléctrica. Master en Ingeniería Mecánico EléctricaEl objetivo de este trabajo el análisis de estructuras, con la finalidad de prevenir un posible accidente en el funcionamiento y/o mantenimiento de éstas. Asi mismo, conseguir dimensiones de la estructura que garanticen un factor de seguridad adecuado.Item Análisis de la calidad del grano de cacao mediante imágenes hiperespectrales usando técnicas de visión artificial(Universidad de Piura, 2017-03-22) Mundaca Vidarte, George Antonio; Ipanaqué Alama, WilliamLa tesis propone la implementación de un sistema computacional que proporcione la identificación de características predominantes en el grano de cacao para determinar su calidad en comparación con las técnicas tradicionales que se utilizan actualmente, carentes de técnicas de automatización. Para lo cual, se propone una nueva metodología usando algoritmos de visión artificial en Matlab aplicado a imágenes hiperespectrales para el procesamiento digital de imágenes con enfoque en diversos campos como la agroindustrias, biomedicina, seguridad, entre otros. De este modo, se busca proporcionar al sector agroindustrial de una herramienta de bajo de costo de manera que brinde una solución objetiva y efectiva para determinar la calidad del grano de cacao durante la etapa de secado y post-secado.Item Análisis de la integridad mecánica de un tramo de oleoducto afectado por un fenómeno geodinámico(Universidad de Piura, 2014-06-04) Yaksetig Castillo, Jorge; Castro Sánchez, Miguel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico Eléctrica. Master en Ingeniería Mecánico EléctricaLa presente investigación tiene como objetivo principal establecer la metodología a seguir dentro del marco de un sistema de integridad de ductos transportadores de hidrocarburo. De este modo, las empresas podrán verificar su gestión y aplicar las mejores prácticas con el propósito de analizar la condición mecánica de un ducto. Para ello, se desarrollaron dos métodos de verificación, del tipo experimental y computacional respectivamente, dirigidos a establecer su integridad mecánica en la toma de decisiones en el reemplazo o mantenimiento de los mismos. Finalmente, el estudio demuestra que el uso de las técnicas experimentales y las técnicas computacionales, convenientemente utilizadas, ayudarán a solucionar problemas complejos de ingeniería.Item Análisis de la viabilidad de la instalación de un sistema fotovoltaico en el área de estacionamiento del edificio administrativo de la Refinería Talara(Universidad de Piura, 2023-06-07) Cotos Pérez, Ricolfi Germán; Antón Mogollón, Jhonny; Oyola Sánchez, Franklin Uber; Uriol Paulini, José LuisEl trabajo tiene como objetivo la implementación de un sistema de energía solar fotovoltaico aprovechando un área disponible (techado de estacionamiento de edificio administrativo de Refinería Talara), considerando que, en cualquier parte de sus estructuras planas o inclinadas existentes se puede dar un uso productivo para obtener una fuente renovable de energía eléctrica. Se ha considerado un estudio para determinar la cantidad de energía eléctrica que se podría obtener al reemplazar con paneles solares el cobertor existente que protege de los rayos solares a los automóviles que parquean debajo diariamente, con el fin de tener un estacionamiento vehicular con un valor agregado, lo cual sería una solución innovadora no implementada hasta el momento en las Unidades de Negocio de la empresa Petróleos del Perú PETROPERU S.A. Se evaluarán dos casos de estudio, el primer caso consiste en instalar el sistema fotovoltaico en la cubierta de los techos existentes del estacionamiento vehicular. El segundo caso consiste en instalar el sistema fotovoltaico en la totalidad del área destinada al estacionamiento, considerando que a corto o mediano plazo se va a remodelar. Los dos casos de estudio de los sistemas fotovoltaicos se han simulado utilizando el software PVSyst 7.2 para determinar el dimensionamiento de estos. Para el primer caso, se obtuvo una potencia de 211kWp mientras que, para el segundo caso, se obtuvo una potencia de 620 kWp, representando un ahorro anual de S/ 37,368.31 soles con una recuperación de la inversión en 22 años y S/ 109,817.46 soles con una recuperación de la inversión en 15 años, respectivamente. Técnica y económicamente el sistema fotovoltaico es rentable.Item Análisis estadístico del comportamiento de poblaciones de thrips en cultivos de banano(Universidad de Piura, 2022-08-11) Santoyo Cabrejos, Luis Daniel; Manrique Silupú, José JoséLa tesis tiene como objetivo estudiar el thrip de la mancha roja, principal plaga que afecta producción de banano y que ocasiona relevantes porcentajes de rechazos del fruto durante las cosechas que representan pérdidas en la producción, que disminuyen la cantidad de banano a exportar y en algunos casos genera el aumento de banano rechazado. Por otro lado, cuando se detecta esta plaga en la fruta hay sanciones drásticas para la asociación de productores. Por lo que se hace necesario realizar una evaluación del comportamiento de dicha plaga a lo largo del tiempo con variables de campo para identificar comportamientos distintos de los thrips de la mancha roja en distintas estaciones astronómicas del año. Esta investigación ha trabajado con datos reales de la parcela de Buenos Aires Morropón, Piura, como son la población de thrips en banano orgánico (datos de salida) y como datos de entrada se ha considerado los datos meteorológicos de una estación que ha instalado el Laboratorio de Sistemas Automáticos de Control de la Universidad de Piura, en el marco del Proyecto “Transformación Digital del Sector Agroindustrial aplicado al Banano Orgánico”. Asimismo, se ha empleado modelos de regresión que permitan predecir el comportamiento de la citada plaga en base la estación astronómica del año y datos meteorológicos de campo.Item Análisis y rediseño de la estrategia de mantenimiento para los equipos de compresión de las Plataformas CC#1 y LO7 en la zona de Lobitos Mar(Universidad de Piura, 2024-09) Castillo Merino, Darwin Alexander; Risco Ramos, RedyEl objetivo de la tesis es el análisis y rediseño de la estrategia de mantenimiento para los equipos de compresión de las Plataformas CC#1 y LO7 en la zona de Lobitos Mar. Para ello se elaboró el plan de mantenimiento para las unidades de compresión a gas de las plataformas CC#1 y LO7 en la zona de Lobitos Mar y se estableció una política de renovación de activos para los casos en donde es necesario hacer overhaul (mantenimiento mayor) a la unidad completa. Se trabajó con la información histórica relacionando las fallas con las pérdidas de producción para aplicar el análisis de modos y efectos de falla de las unidades de compresión de LO7 y CC#1, en esta matriz se analizaron los modos de fallas y se determinaron las acciones de mantenimiento que permiten reducir el impacto y consecuencias de las fallas o evitar que esta falla vuela a ocurrir. Es importante aclarar que las acciones de mantenimiento deben ser técnicamente viables y factibles desde el punto de vista económico. Las acciones de los mantenimientos preventivos se incluyeron en el plan integral de mantenimiento preventivo en la frecuencia recomendada. En las predictivas se modificaron la frecuencia de su ejecución para las existentes y se incluyeron nuevas técnicas. Las acciones de mantenimiento que consideran una reparación mayor de la unidad completa son analizadas económicamente mediante el costo de ciclo de vida del activo comparándolas con la compra de una unidad nueva. El análisis de los resultados demostró que existen acciones de mantenimiento no consideradas por el fabricante y que permiten disminuir las fallas funcionales de las unidades de compresión, así mismo para los casos de estudio vistos en esta tesis resulta técnica y económicamente factible el cambio de unidad antes que su reparación mayor. Por lo tanto, se concluye que es importante y necesario aplicar el análisis de modos y efectos de falla y el costo de ciclo de vida del activo para tomar decisiones que disminuyen las pérdidas de producción y los costos de operación y capital.Item Aplicación de la norma técnica para la coordinación de la operación en tiempo real a las centrales Curumuy y Poechos(Universidad de Piura, 2014-06-06) Risco Ramos, Redy; Ipanaqué Alama, William; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Programa Académico de Ingeniería Mecánico Eléctrica. Master en Ingeniería Mecánico EléctricaEl objetivo de este trabajo es establecer la metodología general para la adecuación de una central de generación a la NTCOTRSI. Igualmente, determinar cuál es la situación del Perú, en lo que a este tipo de normativa se refiere, respecto a otros países.Item Aplicación de la Transformada Wavelet a señal de baja Potencia en Entorno de Matlab(Universidad de Piura, 2017-02-22) Yamunaqué Chunga, Edward José; Chinchay Ulloa, Italo ArnaldoLa investigación nace como iniciativa del estudio de la transformada Wavelet, función matemática que permite obtener datos de una señal seccionándolos en pequeños componentes en escala frecuencia-tiempo y poder analizarlos en forma separada. De esta forma, se muestran las propiedades de la transformación Wavelet con una señal de baja potencia adquirida por un sistema de adquisición de datos, con el propósito de deducir la conveniencia de adoptarla para algunas aplicaciones posteriores descritas brevemente. Como parte del proyecto se utilizaron los software: Python, Vhdl, Verilog y Matlab; programas que hicieron posible mejorar la señal de captura y así utilizarla en otros estudios, por ejemplo, en el reconocimiento de patrones en las emanaciones de radiación de un microprocesador.Item Aplicación de procesamiento de imágenes para clasificación de granos de cacao según su color interno(Universidad de Piura, 2018-06-28) Viera Maza, Gabriela Isamar; Soto Bohórquez, Juan CarlosLa presente tesis investiga el desarrollo de un sistema que realice la clasificación de grano de cacao orgánico intacto según su color interno utilizando imágenes hiperespectrales. Se desarrolla un software para la adquisición y procesamiento de las imágenes de los granos de cacao en tiempo real, lo que incluye el desarrollo de algoritmos para la segmentación de las imágenes y determinación de índices espectrales. Para facilitar las pruebas de todo el sistema desarrolla una interfaz amigable que permita al usuario visualizar los resultados de la clasificación del grano de cacao según su color interno utilizando índices espectrales. El resultado de esta investigacón es un sistema para la clasificación de granos de cacao intactos según su color interno, utilizando técnicas de procesamiento de imágenes hiperespectrales y un clasificador Linear SVM, con un porcentaje de acierto de 85.7% en un total de 300 imágenes evaluadas.Item Comparación de modelos matemáticos y controladores PID vs LQR para un cuadricóptero(Universidad de Piura, 2016-11-18) Rodríguez Torres, Ricardo Gerardo; Ipanaqué Alama, William; Carrera Chinga, EliodoroLa tesis tiene como objetivo lograr un control óptimo, a partir del controlador LQR, que garantice una respuesta segura y suave de un cuadricóptero(vehículos aéreos no tripulados) para buscar un ahorro en el consumo energético. El estudio plantea una posible solución a través del uso de un controlador LQR aplicado a un simulador de vuelo y a una plataforma física para hacer una comparación de controladores respecto a la respuesta, señal de control, así como del desgaste de baterías. En la investigación se analiza el estado de la técnica con respecto a los vehículos aéreos no tripulados y, específicamente, de los cuadricópteros respecto a su diseño y comportamiento mecánico, el mismo que será utilizado para desarrollar una plataforma virtual de vuelo (PVV) donde se implementarán los controladores estudiados y desarrollados a partir del modelo matemático del cuadricóptero.Item Comparación entre técnicas de control predictivo no lineal aplicadas al control de un gasificador(Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería, 2017-09-13) Capcha Presentacion, Martin Alonso; Ipanaqué Alama, WilliamLa tesis tiene como objetivo el análisis y comparación en el desempeño de dos distintas técnicas de control predictivo no lineal aplicadas a un sistema gasificador. Dado que se tiene un sistema no lineal multivariable, dos técnicas distintas de control predictivo no lineal deben ser capaces de regular el sistema completamente, y por lo cual las diferencias encontradas en ambas implementaciones van a ser indicadores de cuál presenta una mejor performance. Por lo que, para realizar una comparación apropiada de los controladores, se ha escogido como sistema de prueba un sistema gasificador, un sistema multivariable no lineal. De esta forma, se comparan los controladores GS-EPSAC y NEPSAC en pruebas de control sobre el sistema que abarcan todo el rango de operación, tanto con cambios lentos en el punto de operación, así como en cambios más rápidos. Se concluye que para sistemas de suave no linealidad, la aproximación mediante un arreglo de controladores lineales es muy efectiva, y un modelamiento no lineal que incluye redes neuronales necesita de una mayor cantidad de data para un mejor modelado del sistema.Item Control avanzado sobre un sistema de aireación durante el cultivo de langostinos (Litopenaeus vannamei), usando modelos matemáticos para la predicción de oxígeno disuelto en acuicultura(Universidad de Piura, 2017-07-25) Sacasqui Huaito, Marcos Rogger; Vásquez Díaz, Edilberto; Sánchez Rodríguez-Morcillo, IsmaelLa investigación propone un nuevo tipo de control avanzado sobre los sistemas de aireación con la finalidad de mantener el nivel adecuado de oxígeno disuelto en los estanques de cultivo del langostino White Shrimp. Para este fin se implementó un sistema de mediciones y un sistema de control avanzado: NEPSAC, este algoritmo de control usa la información recolectada para poder minimizar el consumo energético de los motores eléctricos que usan los aireadores por medio del modelamiento teórico del estanque. La señal de control obtenida se valida observando la salida del sistema y el set point. En cuanto a Software se usan soluciones libres basadas en el sistema operativo Debian y especialmente ensayadas para microcomputadores.Item Control inteligente de sistemas e iluminación en edificios(Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería, 2017-06-22) Huamán Rojas, Jezzy James; Ipanaqué Alama, WilliamLa tesis desarrolla un controlador adaptativo para el control inteligente de la iluminación en cualquier ambiente, esto considera edificios, casas, oficinas, entre otros. Se presentan dos opciones de controlador y, para considerarlo un sistema inteligente, este se adapta al usuario haciendo uso de la tecnología de aprendizaje automático y regulable. Redes neuronales artificiales y árboles de decisión se emplean para adecuar la iluminación sin dejar de cumplir las normas que se establecen por función de los ambientes, en tanto se considera que la iluminación pueda verse afectada por muchos factores, incluyendo el color de las paredes y techos. Los controladores por tanto, no pueden ser del tipo estándar, es por ello que se ha desarrollado un controlador PID adaptativo, obteniéndose un sistema embebido como sistema de regulación y como controlador del nivel mínimo de iluminación un control PID adaptativo sin identificación.Item Desarrollo de modelación matemática y diseño de estrategia de control avanzado para túnel de enfriamiento empleado en el sector de conservación de productos agroindustriales(Universidad de Piura, 2020-02-24) Ramírez Vega, Iván; Manrique Silupú, José JoséLa tesis tiene como objetivo la implementación de un sistema de control avanzado tipo control predictivo basado en modelos, que mejore el funcionamiento del sistema de refrigeración. Con tal fin, se han realizado experimentos de recolección de datos para conocer el proceso, es así que se ha diseñado señales tipo escalón y de tipo PRBS (Ruido Binario Pseudo Aleatorio), para la señal de la frecuencia del compresor. Por otro lado, se ha recogido como señal de salida la temperatura del aire en la planta piloto. La información obtenida ha sido procesada en el software MATLAB para la obtención del modelo matemático que, a su vez, han sido validados con la data de funcionamiento de la planta piloto de UDEP, trabajando con mango, cuyo resultado fue favorable. En base a esto, se ha diseñado tres tipos de estrategias de control: el controlador tradicional ON/OFF, el controlador Proporcional, Integral y Derivativo PID, y el controlador Predictivo Basado en Modelo GPC. La comparación de estos controladores, muestra las bondades del control predictivo. Finalmente, del modelo matemático obtenido de las técnicas de control mencionadas, la de mejor prestación es la estrategia de control basado en modelo GPC, con tiempo de establecimiento conveniente y oscilaciones mínimas.Item Desarrollo de un controlador predictivo basado en modelo para plataforma industrial(Universidad de Piura, 2022-02-28) Oliden Semino, José Carlos; Manrique Silupú, José JoséLa tesis plantea la implementación de un controlador predictivo basado en modelos, en una plataforma industrial tomando como ejemplo de aplicación una planta piloto de cuatro tanques acoplados. En la investigación se ha realizado el control del modelo de un módulo de cuatro tanques y el control predictivo de un modelo de un secador de disco rotatorio usado en la industria de harina de pescado. El control predictivo ha sido exitosamente aplicado como controlador supervisor, la presente tesis plantea llevar las ventajas de este controlador a controladores de campo, esto mejoraría el desempeño del proceso. Una de las principales dificultades en la implementación de los controladores predictivo es la potencia de cálculo requerida, se plantea que es posible mediante el uso de algoritmos simplificados, resolver el problema de programación cuadrática que plantea el control predictivo en su formulación.Item Desarrollo de un modelo matemático para la fermentación del cacao criollo blanco(Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería, 2017-08-10) López Monzón, Robinson; Ipanaqué Alama, WilliamLa tesis plantea un modelo matemático no lineal que describa la interacción de los principales componentes químicos y los microorganismos predominantes durante la fermentación del cacao criollo blanco, el cual en Latinoamérica ha presentado un valor de exportación elevado y de alta demanda. La fermentación de los granos de cacao es esencial para remover la pulpa (mucílago) que envuelve a los granos y para el desarrollo de los precursores químicos del sabor del chocolate. El trabajo pretende además, identificar las principales relaciones predominantes durante la fermentación del cacao, identificar la influencia de la temperatura y la humedad para desarrollar un modelo paramétrico con el objetivo de estimar el tiempo límite de fermentación. Finalmente, se propone un enfoque bioquímico donde se identifican los principales componentes y familias microbianas que aportan significativamente a las propiedades organolépticas de este producto.