vol. 21 núm. 42 (2018)

En este trabajo se estimó el potencial de producción de energía eléctrica desde residuos sólidos urbanos. Para lograrlo, se estudiaron dos tecnologías de conversión: incineración (conversión térmica) y digestión anaerobia (conversión biológica). Los municipios colombianos de Pasto (Nariño), Andes (Antioquia) y Guayatá (Boyacá) fueron seleccionados como poblaciones representativas del contexto nacional, debido a sus características socioeconómicas y demográficas, además de la disponibilidad pública de sus planes de gestión de residuos. Los resultados muestran que la incineración es viable en la ciudad de Pasto y Andes, mientras que la digestión anaerobia es posible en los tres escenarios.

En los sistemas fotovoltaicos (PV) aislados, los cargadores de baterías son importantes para garantizar el suministro de energía cuando la luz solar no está disponible. Dichos cargadores necesitan realizar el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) y limitar la derivada de corriente de carga de las baterías para extender su vida útil. Este artículo propone un sistema cargador de baterías compuesto por un convertidor Buck, un control en cascada de la corriente de las baterías y la tensión del panel PV, y la técnica de MPPT Perturbar y Observar (P&O). El P&O genera la referencia de tensión del panel para el lazo externo del control en cascada, implementado con un regulador P, cuya acción de control es la referencia de la corriente de carga de las baterías. Dicha referencia de corriente pasa por un limitador de derivada antes de llegar al lazo interno de control de corriente de las baterías, el cual es implementado con un control por modos deslizantes (SMC). El artículo incluye el análisis de transversalidad y alcanzabilidad del SMC, así como el procedimiento de diseño del regulador P. El sistema propuesto se valida por medio de simulaciones en el software PSIM mostrando la capacidad de realizar el MPPT y limitar la derivada de corriente de carga de las baterías al mismo tiempo.

En este trabajo se realiza una comparación entre un esquema convencional de Regulación de Voltaje Secundario (RVS) que se basa en nodos piloto y un RVS propuesto, que toma en cuenta los voltajes promedio de las zonas de control. La importancia del control de voltaje para la operación de los sistemas de potencia ha promovido varias estrategias para enfrentar este problema. Sin embargo, el Sistema de Control de Voltaje Jerárquico (SCVJ) es el único esquema efectivamente implementado con algunas aplicaciones relevantes en sistemas de potencia reales.El SCVJ divide el problema de control de voltaje en tres etapas reconocidas. Entre ellas, la RVS es la encargada de gestionar los recursos de potencia reactiva para mejorar el perfil de tensión de la red. La RVS Convencional se basa en la división del sistema en algunas zonas eléctricamente distantes y en controlar los niveles de tensión de algunos nodos específicos del sistema denominados nodos piloto, cuyos niveles de tensión se aceptan como indicadores adecuados del perfil de tensión de la red.La RVS propuesta en este trabajo no solo considera el voltaje en los nodos piloto, sino que también toma los voltajes promedio de las zonas definidas para llevar a cabo sus respectivas acciones de control. Además, este nuevo enfoque permite integrar más recursos de potencia reactiva en cada zona de acuerdo con algunos factores de participación previamente definidos. La comparación entre estas dos estrategias muestra que la RVS propuesta logra una mejor asignación de la potencia reactiva en el sistema con respecto a la SVR convencional y que es capaz de mantener un perfil de voltaje deseado, el cual ha sido expresado en términos de la tensión media de la red.

El modelado de una lámpara fluorescente compacta para análisis armónico bajo la variación del voltaje en terminales es presentado en este artículo. La lámpara fluorescente compacta es representada con el modelo de un rectificador tipo puente de diodos, el cual es comúnmente usado para análisis armónico. El conjunto de parámetros es estimado para diferentes valores del voltaje en terminales aplicado a la lámpara. Las ecuaciones para estimar los parámetros y las medidas requeridas para calcularlos son presentadas. Para caracterizar la lámpara un experimento es llevado a cabo variando el voltaje en terminales RMS desde 10 V hasta 131.6 V y para cada valor del voltaje en terminales las potencias aparente, real y reactiva, el factor de potencia, la corriente y el voltaje aplicado son registrados. Para validar el modelo en el rango del voltaje en terminales, la distorsión armónica total de corriente calculada con la señal experimental y la distorsión armónica total de corriente calculada con un software de simulación son comparadas. Los resultados muestran que la lámpara fluorescente compacta puede ser representada por un conjunto de parámetros en el rango de operación del voltaje en terminales sugerido por el fabricante.

Este artículo presenta la implementación de una formulación analítica para calcular el campo electromagnético producido por rayo (LEMP), asumiendo una forma de onda de la corriente tipo rampa plana y un modelo de línea de transmisión (TL) para la descarga de retorno. Se presenta el desarrollo de las expresiones para los dipolos imágenes necesarios para calcular el campo eléctrico vertical, el campo magnético azimutal y especialmente el campo eléctrico horizontal. Las expresiones para calcular la contribución de los dipolos fuentes se presentaron en una publicación previa de otros autores. La formulación completa se usó para calcular los campos electromagnéticos y las tensiones inducidas por rayo en una línea de distribución aérea típica. Los resultados fueron comparados con las fórmulas tradicionales para calcular el LEMP como la fórmula de Rubinstein y para calcular tensiones inducidas como la fórmula de Rusck mostrando errores menores al 1%. Si una forma de onda más compleja se usa como la fórmula de Heidler, se encuentran errores menores al 5%. Adicionalmente, la fórmula se empleó para calcular la tasa de fallas de una línea de distribución aérea para terrenos con conductividad finita. Se encontraron errores menores al 5% comparados con las obtenidas en el estándar IEEE 1410. De otro lado, el tiempo de cómputo requerido para la evaluación del desempeño ante rayos de líneas de distribución se reduce a la mitad cuando se usa la fórmula analítica.

Este trabajo analiza un prototipo para un inversor elevador cuasi-conmutado (qSBI) alimentando una carga resistiva aislada desde una fuente de CC. Se propone el uso de una modulación de ancho de pulso de vectores espaciales (SPWM) con comparación triangular que genera un incremento en el factor de ganancia del qSBI, y se contrasta su desempeño con otro tipo de modulaciones de vectores espaciales, tales como las modulaciones discontinuas. Para verificar la validez de la extensión de rango de tensión en el convertidor qSBI, se desarrolló una plataforma de pruebas semi-personalizada. Esta plataforma utiliza una tarjeta DSP de punto flotante (Analog Devices ADSP-21369) para el procesamiento de las estrategias de control, y una tarjeta de interfaz que incluye un arreglo lógico programable (FPGA) de Xilinx (Spartan-3), que permite desarrollar la modulación sincronizada que el qSBI necesita. Los resultados experimentales demuestran mejoras en el desempeño del convertidor qSBI en cuanto al factor de ganancia, reducción del estrés de voltaje en el capacitor y los perfiles de corriente de entrada. Las estrategias discontinuas de modulación del vector espacial no presentan un buen desempeño cuando se compara con las modulaciones continuas SVPWM o SPWM, ya que los niveles de rizado en las corrientes tomadas del módulo PV son de aproximadamente el doble que en el caso de las técnicas de modulación continuas. Finalmente, el uso del convertidor qSBI como microinversor es puesto en evidencia por dos casos experimentales prácticos de un sistema fotovoltaico PV con un algoritmo de ajuste del máximo punto de potencia (MPPT).

Este artículo presenta una revisión de metodologías comúnmente citadas en la literatura para la estimación de la incertidumbre, como es la metodología no estocástica de la Guía para la Expresión de la Incertidumbre de Medida (GUM), la cual provee una estructura de estimación con limitaciones en su implementación, como son: cálculo de derivadas parciales, suposición de linealidad de los modelos e identificación de las fuentes de incertidumbre y sus distribuciones de probabilidad. Por otro lado, se discuten otros métodos para estimar la incertidumbre, como son: Monte Carlo, Conjuntos Difusos, Intervalo Generalizado, Inferencia Bayesiana, Caos Polinomial y Bootstrap, que a diferencia de la GUM, presentan limitaciones de costo computacional y requieren de conocimientos más especializados para su implementación. El objetivo de este artículo es reportar el grado de aplicación y difusión de los métodos de estimación de la incertidumbre en las emisiones de fuentes fijas, encontrándose que la mayoría se enfoca en estudios usados para la elaboración de inventarios de gases de efecto invernadero (GHG), y son escasos los orientados a la medición de las emisiones de fuentes fijas usando monitoreos de lectura directa, como también los métodos definidos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA). Se discute finalmente las fortalezas y debilidades que dan lugar al fomento de nuevas investigaciones en esta área del conocimiento.

En este artículo se presenta un modelo y método de solución para el problema de la expansión de la red de transmisión, que integra restricciones de seguridad dadas a través de los índices nodales ponderados de alivio de carga en transmisión. Estos índices integran factores de inyección y distribución de potencia que permiten estimar la severidad de sobrecargas en condiciones normales y bajo contingencias simples. Adicionalmente, se ha considerado la inclusión de generación a pequeña escala, como complementaria a las soluciones del problema de expansión de la red de transmisión. El modelo propuesto es solucionado mediante la metaheurística NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II), permitiendo encontrar un conjunto de soluciones que representan un compromiso entre el costo del plan de expansión y su nivel de seguridad. Se encontró que la inclusión de generación a pequeña escala en nodos estratégicos permite reducir los costos de los planes de expansión y aumenta sus niveles de seguridad ante contingencias simples.

La electrificación de áreas rurales o aisladas, junto con las crecientes preocupaciones ambientales, han promovido la aparición de Recursos Energéticos Distribuidos (DER), y la operación por microrredes aisladas. Sin embargo, la integración de dichos recursos trae consigo problemas técnicos relacionados con la confiabilidad y la continuidad del suministro de electricidad. De hecho, la variabilidad e incertidumbre del recurso primario de las fuentes de generación renovables y la poca inercia de las microrredes aisladas son desafíos que se enfrentan en la operación de estos sistemas de distribución. Una forma de responder a estos desafíos es brindando servicios complementarios a través de todos los recursos inmersos en el funcionamiento del sistema (activos de generación, participación de la demanda y sistemas de almacenamiento). Este artículo muestra una revisión de los desafíos y beneficios potenciales de la Integración de DER, en la operación del sistema de distribución reportados en la literatura, junto con algunas estrategias comunes para mitigar la vulnerabilidad de la introducción de estas tecnologías en microrredes. Asimismo, realiza una evaluación del estado actual de cada recurso en Colombia; finalmente, se describen algunas estrategias para aumentar del impacto de los beneficios de la Integración de DER y la superación de algunos desafíos planteados en la operación por microredes en Colombia. Para ello, se considera a las regiones aisladas de Colombia como un laboratorio natural, donde sería posible analizar los efectos de la Integración de DER, así como los requisitos para la operación por parte de las unidades de producción locales.

La valoración de textos escritos es una tarea que considera principalmente dos aspectos: el sintáctico y el semántico. El primero de ellos, se enfoca en la forma del texto y el segundo en el significado. La puesta en marcha de dicha tarea realizada en forma manual implica un esfuerzo en tiempo y recursos, que se puede reducir si parte del proceso se lleva a cabo de forma automática. De acuerdo con los antecedentes revisados en la corrección automática de textos, se identifican diferentes técnicas, entre ellas la lingüística, la cual se centra en los elementos sintácticos, semánticos y pragmáticos. Así, la investigación en curso se orienta a la revisión automática de textos escritos en español desde el punto de vista de la sintaxis, como punto de partida para garantizar la coherencia y la cohesión en la composición de textos, lo que puede ser de utilidad e impacto en el medio académico.Con el propósito de llevar a cabo este estudio se recolectó y analizó un conjunto de textos de estudiantes de un programa académico, al cual se le aplicó técnicas de procesamiento de lenguaje natural y aprendizaje de máquina. Adicionalmente, se realizó una corrección manual con la finalidad de comparar ambos resultados. De esta manera, se determinó que hay correspondencia entre ellos, lo cual permitió concluir que el método automático sirve de apoyo en el proceso de corrección sintáctica de un texto escrito en español.

La contaminación ambiental causada por la generación de desechos peligrosos es un problema creciente y globalizado. Los residuos peligrosos, una vez emitidos, pueden permanecer en el ambiente durante cientos de años. En diversos laboratorios universitarios se trabaja con distintas sustancias químicas y se efectúan una serie de operaciones que conllevan a la generación de residuos que, en la mayoría de los casos, son peligrosos para la salud y el ambiente; dentro de estos residuos están los generados en los procedimientos de la coloración de Gram.En este trabajo, se presenta una alternativa para el tratamiento de los residuos de la tinción de Gram vía Fotocatálisis Heterogénea (FH). Se utilizó TiO2 P-25 de la casa comer-cial Evonik® y como fuente de radiación una lámpara germicida; además, se usaron como técnicas de análisis la espectroscopia UV – Vis acompañada de mediciones de DQO.Dada la naturaleza de estos residuos, se determinó tratarlos en concentraciones menores a las reales (diluidas al 10 %), con dosificaciones de TiO2 según la literatura en procesos con colorantes; alcanzando en 2 horas una degradación alrededor del 70 % y una reducción de la DQO del 40 %, mostrando la viabilidad de la posible implementación de este proceso en su eliminación.

En el área del procesamiento digital de imágenes, es frecuente encontrar diferentes tipos de degradaciones, como lo es la difuminación por movimiento (motion blur), la cual es causada por el movimiento relativo entre la cámara y el objeto observado. Esto produce sobre la imagen una estela de bajo contraste que sigue la trayectoria del movimiento. Si la velocidad relativa es constante y el desenfoque es invariante sobre toda la imagen, la difuminación causada puede ser modelada por medio de la Función de Dispersión de Punto (PSF) usando los parámetros de longitud y ángulo de la estela dejada. Este trabajo evaluó la exactitud en la estimación de dichos parámetros y la robustez al Ruido Aditivo Blanco Gaussiano de un grupo de estrategias espaciales y en frecuencia para la reconstrucción de la PSF, además se consideró el tiempo de ejecución de los algoritmos presentados. Se usaron 20 imágenes de 512x512 píxeles degradadas sintéticamente. Se evaluaron cinco de las técnicas más conocidas para la estimación del ángulo y tres para la longitud. Los resultados experimentales revelaron que las técnicas con los errores absolutos promedio más bajos para la estimación del ángulo y la longitud de la PSF en imágenes sin ruido son la Transformada Cepstrum 2D y la Transformada Cepstrum 1D, respectivamente.

Este artículo presenta un análisis de estabilidad del convertidor buck usando la técnica de control de promediado cero (ZAD) y el control por inducción de punto fijo (FPIC), cuando se cambian el parámetro de control

Hoy en día, la mayoría de los generadores distribuidos no están diseñados para operar bajo condiciones de isla. El servicio complementario de capacidad de operación por islas se presenta como un servicio de soporte técnico con la capacidad de aumentar la resiliencia, confiabilidad, seguridad y flexibilidad de un sistema eléctrico de distribución. Sin embargo, la operación por islas presenta unos desafíos técnicos, económicos y sociales que deben discutirse y analizarse durante la etapa de planificación.En este artículo, se presenta una comparación entre una operación intencional por islas y una isla planificada previamente, así como una descripción de los principales desafíos y beneficios de la operación por islas. Además, se realiza una evaluación económica de la confiabilidad del servicio de energía eléctrica al implementar la capacidad de operación por islas como un servicio complementario. Dicha evaluación muestra que la operación por islas tiene el potencial de minimizar la energía no suministrada hasta en un 50%. Además, se muestra un análisis técnico para la implementación del servicio complementario de capacidad de operación por islas. Luego, se estudia un sistema eléctrico de distribución existente con pequeñas centrales hidroeléctricas como un estudio de caso, con el fin de identificar los requisitos técnicos establecidos tanto para el sistema de distribución como para la fuente de generación. Finalmente, y teniendo en cuenta las normativas y regulaciones vigentes, se esboza una propuesta para la implementación del servicio complementario de capacidad de operación por islas en el sistema eléctrico colombiano.

Processing electrical energy is one of the most important research fields in our society. So far, tremendous efforts have been made to improve the efficiency of each step in electrical systems: generation systems have been enhanced by introducing renewable energy sources and new control systems for conventional generators, losses have been reduced, the power quality of distribution and transmission systems has been increased, the life-time and state-of-health of energy storage devices have been extended, and sections of the power grid have been isolated for intelligent energy management.