vol. 13 núm. 26 (2017)

En este articulo se presenta un control de retroalimentación a un modelo lineal generalizado basados en LMI con seguimiento de acción integral para sistemas de almacenamiento de energía eléctrica (SESS) tales como: a almacenamiento de energía magnética por superconducción (SMES) y almacenamiento de energía eléctrica por supercondensador (SCES). Un compacto de modelo lineal general en la representación del espacio de estado para representar el comportamiento dinámico entre el SESS y el sistema de distribución es presentado. Para integrar los sistemas SCES y SMES al sistema de distribución se utilizan un convertidor de fuente de tensión (VSC) y un convertidor de fuente de corriente modulada por ancho de pulso (PWM-CSC), respectivamente. La estrategia de control propuesta permite el control bidireccional de la potencia activa y reactiva entre el EESS y la red ac de manera independiente. Los resultados de las simulaciones demuestran el desempeño robusto y eciente del control propuesto para operar EESS como compensadores de potencia activa y reactiva, con el n de mejorar las condiciones operativas en el sistema de distribución. Además, todos los casos propuestos se compararon con el controlador PI convencional para vericar su validez.

La solución numérica de problemas de estabilidad transitoria es un elemento clave para la operacion de sistemas eléctricos. El modelo clásico para sistemas multi-máquina se define como un conjunto de ecuaciones diferenciales no lineales para la velocidad del rotor y el ángulo del generador paracada máquina eléctrica, este modelo matemático se conoce generalmente como las ecuaciones de oscilación. Este artículo presenta la forma de utilizar la extrapolación directa de Richardson de varios órdenes para lasolución numérica de las ecuaciones de oscilación y la compara con otros métodos implícitos y explícitos de uso común como los métodos Runge-Kutta, Trapezoidal, Shampine y Radau. Se presenta un estudio numérico sobre un sistema simple de tres máquinas para ilustrar el desempeño y la implementación algebráica de la extrapolación de Richardson. El orden de exactitud de cualquier solución numérica puede aumentarse cuando se utiliza la extrapolación de Richardson. Se proporciona un ejemplo numérico para una red eléctrica que consta de tres máquinas y nueve buses que sufren una perturbación. Se demuestra que en este caso la extrapolación de Richardson aumenta efectivamente el orden de exactitud de los métodos explícitos haciéndolos competitivos con los métodos implícitos. 

En este artículo se presenta una estrategia para modelar y resolver problemas no lineales de optimización con estudiantes de pregrado en ingeniería eléctrica empleando el Sistema de Modelado Algebraico General (GAMS). El problema clásico conocido como despacho económico ha sido seleccionado para mostrar la necesidad de usar herramientas matemáticas para resolver problemas de gran tamaño relacionados con ingeniería. El despacho económico es un problema clásico de optimización en operación de sistemas termoeléctricos, cuya idea principal es encontrar la operación más económica para los generadores térmicos. Esta operación está basada en una curva cuadrática de costos con algunas restricciones operativas, como por ejemplo, balance de potencia y capacidades de generación. La simulación numérica es implementada en GAMS usando una versión de prueba. Esta investigación ha sido desarrollada con la ayuda de 36 estudiantes del curso de Regulación y Operación de Sistemas Eléctricos (ROES) del programa de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Tecnológica de Pereira (UTP).

Este artículo presenta los resultados finales de una investigación adelantada en el distrito de riego Usochicamocha del Departamento de Boyacá - Colombia, el cual enfrenta un problema a causa de la no devolución y recolección de la totalidad de los envases y empaques vacíos de plaguicidas que generan los agricultores. Debido a lo anterior, con la investigación se propone una configuración y funcionamiento de la red de logística inversa (LI) para la recolección, acopio y disposición final de los residuos de plaguicidas en dicha zona, para lo cual se desarrolla un modelo de programación lineal entera mixta con el fin de definir tanto las cantidades a recolectar y transportar a disposición final y evaluar la posibilidad de abrir nuevos centros de acopio. Los resultados del modelo matemático evidencian que, en promedio, se recolectan en cada finca 5 kg de residuos y que se envían 1106.58 kg a eliminación segura y 1292.31 kg a reciclaje. 

Los movimientos en masa se caracterizan por su capacidad de generar pérdidas. En Colombia, un considerable porcentaje de pérdidas está asociado a proyectos lineales; tan solo entre los años 2010-2011, 575 municipios fueron afectados por daños en la infraestructura de agua potable y saneamiento. Considerando la grave problemática de los proyectos lineales, el presente trabajo propone la combinación de métodos heurísticos, estadísticos y con base física para evaluar la susceptibilidad y amenaza por movimientos en masa, bajo diferentes escalas de análisis. Además de la construcción del mapa de unidades de criticidad, utilizando como unidad de análisis la Unidad Morfodinámica Independiente. El modelo obtenido es validado utilizando las curvas de éxito y el área bajo la curva (AUC, por su sigla en inglés). La metodología propuesta se implementó en el trayecto de la tubería del acueducto municipal del municipio de Fredonia en el departamento de Antioquia. Se identificó un 6% de zonas tanto inestables como de muy alta y alta susceptibilidad; y un 13% de zonas correspondientes tanto a cataclinales de menor buzamiento a la ladera y de igual buzamiento a la pendiente, como zonas de muy alta y alta susceptibilidad. El AUC para el análisis condicional y el mapa de criticidad arrojó un valor de 0.81 y 0.73 señalando un muy buen ajuste y desempeño de los modelos.

Las fuentes no convencionales de energía renovable (FNCER) son fuentes de energía consideradas como una alternativa limpia para el suministro de electricidad frente a generación eléctrica a base de combustible fósiles. Además, son un medio por el cual se reduce el nivel de concentración en el mercado y la participación de la demanda se pueden dar. En este artículo se presenta diferentes mecanismos de integración de estas fuentes en el mercado, y se analiza su efecto sobre el precio de la electricidad en Colombia. Bajo las condiciones de simulación definidas, los resultados indican que una participación del 20% de las FNCER en el cubrimiento de la demanda de forma distribuida genera una reducción del 22% en el precio de la electricidad en el largo plazo

Este artículo presenta una revisión de las características químicas, físicas y morfológicas, así como las aplicaciones y mecanismos existentes para la producción de poli(3-hidroxibutirato). Este biopolímero, que se obtiene a partir de fuentes renovables, se degrada cuando se expone en ambientes biológicamente activos y es biocompatible, es decir, no es rechazado por el cuerpo humano en aplicaciones de salud. Sin embargo, a pesar de presentar propiedades similares con algunos plásticos convencionales, el PHB exhibe comportamiento frágil e inestabilidad térmica cuando se procesa. La literatura propone el uso de mezclas, el desarrollo de copolímeros o la inserción de aditivos en un intento por mejorar las propiedades mecánicasy térmicas del PHB. 

El problema de Kirsch publicado en 1898, es utilizado como base para corroborar la precisión relativa de los métodos numéricos desarrollados en la mecánica de sólidos. Por esta razón se utiliza la solución de este problema para evaluar la precisión del método numérico Mfree con una función de forma utilizando los puntos radiales de interpolación, en el método numérico libre de malla. El método de puntos radiales de interpolación es una técnica de interpolación utilizada para construir funciones de forma con nodos distribuidos localmente en una formulación débil la cual permite representar el problema como un sistema de ecuaciones. El tipo de funciones más usuales son las funciones polinomiales o funciones de base radial MQ (RBF, radio basis functions), la cual fue utilizada por la estabilidad que presenta al momento de solucionar el problema numéricamente. Para hacer la comparación se usó la solución analítica dada por Kirsch y la solución numérica desarrollada en el presente trabajo, obtenido un error del 0.00899% lo que muestra que la técnica Mfree con bases radiales de interpolación MQ son precisas y confiables al momento de ser utilizadas como método numérico de análisis. 

En este artículo de revisión, examinamos el papel de la mitocondria en el buen funcionamiento del corazón, y en la generación de diversas afecciones cardíacas, las cuales están caracterizadas por una baja producciónde energía por parte de las mitocondrias y, por ende, hay un aumento en la pérdida de cardiomiocitos que conlleva al mal funcionamiento del corazón. Se ha determinado, que ciertas disfunciones mitocondriales asociadas a trastornos cardíacos se relacionan con alteraciones del sistema de fosforilación oxidativa, así como, con la disminución de ciertos componentes estructurales como la cardiolipina y la formación de supercomplejos. Se estima que cerca del 2.3% de la población colombiana puede presentar una prevalencia a la falla cardíaca. La presente revisión tiene como objetivo dar a conocer los avances investigativos relacionados con enfermedades cardíacas ocasionadas por disfunción mitocondrial, así como, la identificación de diferentes investigaciones dirigidas en la creación de alternativas de tratamiento para dichas patologías, todo esto con el fin de contribuir a la construcción de líneas de trabajo que tomen a la mitocondria como blanco terapéutico.

En esta segunda parte del artículo, se abordará el tema de la caracterización de nanopartículas magnéticas, haciendo énfasis en la interpretación de estas propiedades para definir la aplicación biomédica de los nanosistemas en estudio. Para el caso de nanopartículas de óxidos de hierro, se analizará como estas propiedades influyen en la disipación de calor de las nanopartículas cuando son sometidas a campos de radiofrecuencia, respuesta útil en el tratamiento del cáncer por hipertermia magética. En la hipertermia magnética, las partículas absorben energía de un campo de radio frecuenciay la disipan en forma de calor, los rangos de frecuencia típicamente usados para pruebas in-vivo y en humanos están entre 50 y 1000 kHz y amplitudes entre 5 y 50 kA/m. Las propiedades de interés como magnetización, interacciones entre partículas y su ordenamiento, se estudian a partir de simulaciones computacionales y datos experimentales utilizando modelos de análisis adecuados para cada caso, ya planteados en la primera parte de este artículo. Finalmente se hace una correlación de estas propiedades con la disipación de calor, determinada por métodos calorimétricos, la cual se considera como parámetro de mérito para cuantificar la transducción de energía electromagnética a térmica.