Revista Investigación & Desarrollo

ANÁLISIS PARAMÉTRICO DE LA INTERACCIÓN SUELO-ESTRUCTURA EN UNA CIMENTACIÓN AISLADA POR EL MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

Marco Achá — 2024-07-31

La interacción estática suelo-estructura puede considerarse como la mutua transmisión de esfuerzos y deformaciones entre ambos, en este entendido se ha realizado el análisis paramétrico de la interacción suelo-estructura en una cimentación superficial aislada por el método de elementos finitos, con el objetivo de determinar los principales esfuerzos actuantes en estado de servicio, establecer cuáles son las variables con mayor relevancia y proponer valores que garanticen mayor eficiencia en el desempeño de la cimentación. Por medio de los modelos numéricos, elaborados con la versión estudiantil del software ABAQUS CAE, se ha analizado la incidencia del tipo de suelo y forma de la cimentación en los esfuerzos producidos por la interacción suelo-estructura, donde se ha determinado la importancia del área de la cimentación en el cálculo de la capacidad portante del suelo; asimismo, se ha establecido como la estructura de cimentación retiene dentro de sí una parte de los esfuerzos producidos por la estructura per sé, transmitiendo menores esfuerzos al suelo que lo calculado teóricamente.

ANÁLISIS NUMÉRICO Y EXPERIMENTAL DEL TORQUE Y FUERZA AL FRENO DE UNA TURBINA PELTON MEDIANTE LOS MODELOS DE TURBULENCIAS k-ε Y SST

Yessica Salazar Marval — 2024-07-31

En este artículo se presenta la simulación numérica y experimental del torque y la fuerza al freno de una turbina Pelton Armfield FM-32 para diferentes aperturas de la boquilla del inyector que regula el caudal de entrada, con la finalidad de estudiar el comportamiento de la turbina en base a las prestaciones de salida. La metodología consistió en construir la geometría de la turbina Pelton con un software CAD, se elaboraron los modelos físicos con distintos porcentajes de aperturas de la boquilla del inyector (100, 85, 75, 50, 25 y 15 %), se discretizaron los dominios de cálculos aplicando la técnica de mallado no estructurado y se realizaron las simulaciones en estado transitorio aplicando los modelos de turbulencias k-ε y SST. Los resultados numéricos mostraron las curvas de convergencia numérica, el comportamiento experimental y numérico del torque y la fuerza al freno de la turbina Pelton, y el porcentaje de error de los resultados numéricos. Se concluyó que el modelo de turbulencia que mejor se adapta para la estimación de las variables estudiadas fue el modelo SST, lo que representa una mayor confiabilidad y exactitud en los resultados.

EVALUACIÓN DE CALIDAD DE AGUA RESIDUAL TRATADA PARA RIEGO EN EL VALLE ALTO DE LA CIUDAD DE COCHABAMBA

Ivette Echeverría — 2024-07-31

El presente estudio se enfoca en analizar la calidad fisicoquímica de los efluentes generados por un grupo de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) situadas en el Valle Alto de Cochabamba para determinar su aptitud de reúso agrícola. Los principales parámetros analizados fueron (SO4)-2, (Cl)-1, (Na)+1, (Ca)+2, (Mg)+2, (HCO3)-1 y (NO3)-1. Además, se estimaron los índices relación de adsorción de sodio (RAS) y porcentaje de sodio intercambiable (PSI). En los efluentes evaluados se encontraron las siguientes concentraciones: 132,00 - 252,00 mg/L de (SO4)-2; 3,02 - 9,48 meq/L de (Cl)-1; 11,79 - 17,59 meq/L de (Na)+1; 40,00 - 100,00 mg/L de (Ca)+2; 75,39 - 92,42 mg/L de (Mg)+2; 153,72 - 473,36 mg/L de (HCO₃)-1; y 17,80 - 37,80 mg/L de (NO₃)-1. Las estimaciones del RAS de los efluentes presentaron valores comprendidos entre 5,41 y 8,01. Los resultados de PSI estuvieron comprendidos entre 6,29-9,55. Debido a sus concentraciones moderadas y en base a la clasificación de los efluentes como C3-S2 según la clasificación RIVERSIDE, los efluentes podrían emplearse para el riego de suelos que tengan un drenaje adecuado. Debido a que ninguna de las plantas de tratamiento realiza procesos de desinfección se recomienda limitar la aplicación de los efluentes a cultivos que no se consuman sin procesar, de tallo alto, forrajeros y de moderada tolerancia a la salinidad. Se recomienda además la aplicación de técnicas de riego que alternen el riego con aguas residuales y otras fuentes de suministro de agua para reducir los riesgos asociados a la salinidad.

GENERACIÓN DE UN PRODUCTO DE PRECIPITACIÓN DIARIA PARA LA CUENCA CHOQUEYAPU EN LA CIUDAD DE LA PAZ

Jhonatan E. Ureña — 2024-07-31

En este estudio se ha generado un producto precipitación diaria para el periodo 2021 a 2023 como resultado de la combinación de estaciones locales e información de sensores remotos. En particular, se ha evaluado la versión GSMaP.v6_NRT_Gauge como producto con base satelital. Como resultado del proceso de generación del producto combinado, se obtuvo el producto final en la quinta iteración. Los datos interpolados de estaciones pluviométricas, usado como control, presentó una máxima precipitación promedio de 3.84 mm/día. En la parte noreste de la cuenca se identificó mayor precipitación que en el resto de la cuenca. Los valores crudos de GSMaP presentaron precipitaciones máximas de 1.90 mm/día subestimadas. El producto combinado mostró valores máximos de 2.36 mm/día, valores que se acercaron a los datos de control. Se ha incrementado la cobertura de datos de precipitación para estudios relacionados a eventos extremos a inundaciones en la cuenca Choqueyapu para reducir los efectos de riesgos en la ciudad de la Paz.

ESTACIÓN DE CARGA HÍBRIDA (SOLAR - RED) PARA VEHÍCULOS ELÉCTRICOS DE TRANSPORTE PERIURBANO

Miguel Ángel Vargas-Fuentes — 2024-07-31

El objetivo de este trabajo es proponer una metodología de diseño de una estación de carga híbrida solar-red para la recarga de vehículos eléctricos, evaluando sus costos e impactos. Este proyecto busca incentivar el uso de transporte público periurbano basado en vehículos eléctricos, reduciendo contaminantes y costos operativos. Para esto, primero se estudió detalladamente la radiación solar incidente mediante cálculos analíticos para estimar la generación fotovoltaica en la ubicación. También se analizó la demanda eléctrica con datos de empresas de radio taxis, estableciendo curvas de carga de baterías en los vehículos destinados al transporte público periurbano. Posteriormente, se diseñaron los circuitos, se seleccionaron conductores y protecciones, y se calcularon sistemas de puesta a tierra y pararrayos según la normativa boliviana. Finalmente, se realizó el análisis tecno - económico de esta propuesta de electrolinera hibrida.

METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN DE UN PLAN ESTRATÉGICO DE GESTIÓN DE ACTIVOS BASADO EN LA NORMA ISO 55001:2014 APLICABLE A EMPRESAS DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN BOLIVIA

Luis Enrique Veizaga Manrique — 2024-07-31

La Gestión de Activos tiene una importancia notable en el ámbito de la industria eléctrica, dado que el desempeño de estas empresas depende del correcto uso y operación de sus activos, posibilitando el suministro de energía eléctrica. El desarrollo de un Sistema de Gestión de Activos (SGA) plantea considerables desafíos, particularmente en lo que concierne a la ideología de los trabajadores y la cultura organizacional, pues implica alteraciones significativas en la percepción de los activos, estos dejan de ser concebidos meramente como objetos para ser reconocidos como sistemas que aportan valor tangible a la empresa. El siguiente artículo presenta una propuesta de un Sistema de Gestión de Activos que se adecúe a la unidad de subestaciones de las empresas de distribución de energía eléctrica en Bolivia, basado en la norma internacional ISO 55001:2014, la cual permitirá dar lineamientos de diseño, administración y mejora continua de la gestión de activos, todo esto apoyado en una propuesta de una metodología de implementación de un Plan Estratégico de Gestión de Activos (PEGA).

RITUALES ANDINOS Y CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS: INFRAESTRUCTURAS FÍSICAS Y SIMBÓLICAS

María Fernanda Pereyra — 2024-07-31

Este trabajo explora la relación entre los ritos andinos y la construcción de edificios en las ciudades de La Paz y Cochabamba. Su objetivo es caracterizar el vínculo entre el ritual andino de ofrenda a la Pachamama y el proceso constructivo de edificios, revelando las particularidades de los ritos y su relevancia en dichas edificaciones. El estudio describe y analiza los actos sociales y espaciales que buscan garantizar el aseguramiento social y simbólico en torno a la construcción. Para ello, se realizó una revisión de investigaciones previas y documentos relacionados con el tema. La investigación se basa en un trabajo etnográfico, que incluye observación participante, entrevistas con constructores, “Yatiris”, propietarios y otros actores clave, así como encuestas a los habitantes de estas edificaciones. Los resultados revelan la existencia de dos tipos de infraestructuras: una infraestructura física y una infraestructura simbólica. Esta última proporciona protección, armonía y cohesión social, fortalece la identidad comunitaria y refuerza las relaciones sociales alrededor del proceso constructivo. Aunque los ritos no determinan técnicamente la construcción de los edificios, contribuyen a la realización de las obras bajo una lógica de sostenibilidad social.

e-KiteLab: INVESTIGACIÓN EN FÍSICA APLICADA PARA MANTENIMIENTO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE ENERGÍAS RENOVABLES

Cecilia Sandoval-Ruiz — 2024-07-31

La investigación tiene como objetivo desarrollar una teoría de aplicabilidad del operador matemático de convolución, como modelador de sistemas físicos. El método comprende un análisis de compatibilidad entre el modelo matemático y las etapas del sistema, interpretando el significado de los componentes y las variables físicas. Se obtiene como resultado una matriz de soporte, para el abordaje de investigación, mantenimiento y optimización de sistemas, a través de un laboratorio móvil de arreglos de cometas proyectivas, para identificación de patrones y desarrollo de tecnología en el área de mitigación de impacto en parques de energías renovables, lo que permite aportar una técnica de configuración dinámica de parámetros del modelo.

ANÁLISIS DE LA APLICABILIDAD DE MÉTODOS DE LIMPIEZA DE PANELES FOTOVOLTAICOS PARA SISTEMAS DE GENERACION DISTRIBUIDA EN SUDAMERICA

Sergio Llanos — 2024-07-31

En la última década, los paneles solares han emergido como una solución clave para mitigar los efectos del calentamiento global y son, por lo general, la primera opción para diversificar la matriz energética en numerosos países. Además, diversos gobiernos de la región están promoviendo la micro-generación para autoconsumo mediante legislación que regula actividades en Sistemas de Generación Distribuida, los cuales tienden a ser mayoritariamente sistemas fotovoltaicos. No obstante, los sistemas fotovoltaicos presentan ciertos desafíos, entre los cuales destaca la reducción significativa de la producción de energía por el calentamiento excesivo de la superficie del panel y por la acumulación de polvo y suciedad. Para mantener la eficiencia de un panel, debe realizarse una limpieza periódica del sistema, lo cual se complica debido a la ubicación de los paneles en sitios de difícil acceso. En este trabajo, se analiza la aplicabilidad de los diversos métodos de limpieza centrándose en el grado de accesibilidad y su posible aplicación en Sistemas de Generación Distribuida en Sudamérica, considerando que es una tecnología emergente en esta región. Este estudio representa el primer paso hacia la propuesta de un diseño de sistema de limpieza de paneles fotovoltaicos que sea técnica y económicamente viable para su uso en Sistemas de Generación Distribuida en Sudamérica a partir de la experiencia boliviana.

LA IMPRESIÓN 3D EN LA CREACIÓN DE ESTRUCTURAS DE CUBESATS FRENTE A LOS MATERIALES CONVENCIONALES

Jorge Soliz — 2024-07-31

Con la creación del CubeSat se marcó el inicio de un creciente interés en la exploración de tecnologías espaciales. El CubeSat es una estandarización que tiene el propósito de reducir costos y tiempos de producción de satélites, permitiendo el acceso al espacio a universidades o grupos de investigación que cuentan con recursos científicos para experimentar nuevas tecnologías y facilitar la investigación aeroespacial. A lo largo de los años, se han mejorado aspectos clave, como la miniaturización de componentes, sistemas de propulsión, eficiencia energética y comunicación. Sin embargo, persisten desafíos en la robustez espacial, costos y longevidad operativa, por lo que la selección adecuada de materiales es esencial porque deben soportar las condiciones extremas del espacio. La impresión 3D ha ganado protagonismo en la industria espacial, aunque, se ha explorado su potencial en aplicaciones aeroespaciales, su adopción en CubeSats todavía enfrenta desafíos. Mediante una revisión sistemática de literatura se buscó comprender el impacto de la impresión 3D en las estructuras de CubeSats frente a materiales convencionales, comparando sus propiedades clave frente a las condiciones del espacio. Los resultados destacaron la flexibilidad y personalización que ofrece la fabricación tridimensional, pero también señalaron las ventajas de los materiales convencionales en resistencia mecánica. La fabricación aditiva está transformando la industria espacial, la elección entre la impresión 3D y materiales clásicos dependerá de las necesidades de la misión espacial.