FRSFCO - Artículos de investigación
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Item Steinmetz: cálculo complejo y fasores en dos aspectos de la ingeniería eléctrica moderna(AJEA - Acta de Jornadas y/o Eventos Académicos de UTN, 2024-05-17) Ferreyra, Diego M.; Bernardi, EmanuelEntre fines del siglo XIX y principios del XX, Charles Proteus Steinmetz desarrolló conceptos revolucionarios para la naciente ingeniería eléctrica. A pesar de su bajo perfil en comparación con otros investigadores contemporáneos de renombre, su idea de aplicar cálculo complejo a los circuitos eléctricos de corriente alterna resultó clave para promover numerosos adelantos posteriores. Entre sus desarrollos, se cuentan el estudio de los transitorios eléctricos y la descripción matemática de la histéresis magnética. Actualmente, se aplica el concepto matemático de fasor por él propuesto para describir y calcular diversos fenómenos eléctricos cotidianos. Este trabajo se dedica a rescatar aspectos técnicos y humanos de esta figura de las ciencias de la ingeniería eléctrica, mostrando la aplicación educativa de su propuesta de cálculo complejo en dos aspectos de la ingeniería eléctrica moderna: la distorsión armónica y la medición fasorial.Item Trends in the use of biomass for energy generation for a province in the Central Region of Argentina(Universidad Nacional de Colombia (Sede Medellín). Facultad de Minas, Colombia, 2024-12-10) Quicchi, Agostina Lucía; Bernard, Mariana del Valle; Ferreyra, Diego M.; Schweickardt, Gustavo AlejandroIn this work, analyses are performed on international reports applicable to Argentina regarding the use of biomass for energy generation. More specific trends in the national context are also analyzed, and then a more detailed study is performed for Córdoba, one of the three provinces in the so-called Central Region. Córdoba was chosen not only due to its large availability of biomass and wide range of agricultural production, but also because of its favorable regulation promoting energy generation with regional biomass. It becomes clear that projects using dry biomass are very limited in number and scale in this province. Considering previous studies, including articles by the authors on energy applications of regional biomass such as sorghum, esparto grass or corn, it can be hinted that the use of dry biomass resources for energy generation is well below the capacity in the chosen province.Item Comportamiento de motores trifásicos de inducción con laminaciones y configuraciones diferentes (parte I)(AJEA - Acta de Jornadas y/o Eventos Académicos de UTN, 2024-12-27) Ferreyra, Diego M.; Gallo, Omar DionisioEste trabajo incluye tablas de valores constructivos y funcionamiento de dos motores asincrónicos trifásicos de baja tensión de igual tamaño constructivo, uno de ellos de fabricación normal de serie, única velocidad, conectado en estrella y otro especial para dos velocidades, arrollamiento Dahlander, conectado en doble estrella; ambas máquinas tienen distintos circuitos magnéticos de laminaciones y arrollamientos, pero comparten la cantidad de polos, algunas dimensiones, la tensión de alimentación y la frecuencia. Luego de una breve introducción y fundamentación, se comparan los valores de los datos de placa de características, las cotas dimensionales, los arrollamientos, las exigencias electromagnéticas, las curvas de corrientes y los momentos en el eje, resaltando aquellas características que los distinguen. Finalmente, se obtienen conclusiones sobre una posible aplicación alternativa y más ventajosa del motor conectado en doble estrella, respecto al otro.Item Limitaciones en la modularidad de instalaciones fotovoltaicas de baja potencia(AJEA - Acta de Jornadas y/o Eventos Académicos de UTN, 2024-12-27) Ceré, Esteban; Szwarc, Gerardo D.; Ferreyra, Diego M.En el mercado de la energía solar, una ventaja atribuida a los sistemas fotovoltaicos es su capacidad de expandir la potencia instalada, lo que permite gradualidad en la inversión inicial relacionada. Este trabajo aporta consideraciones acerca de la modularidad de instalaciones fotovoltaicas de baja potencia conectadas a red. Se encuentra basado en estudios de los tres primeros años de funcionamiento de una instalación de 2800 W con doce paneles solares policristalinos de 235 W, emplazada en la UTN Facultad Regional San Francisco. Se analizó la generación de energía considerando el mismo inversor, pero reduciendo la cantidad de paneles. Si la tensión del arreglo de paneles se encuentra cerca del límite de corte inferior del inversor, ya sea por menor cantidad de paneles, el envejecimiento de estos o ambos factores, la producción de energía disminuirá. Se concluyó que la modularidad es limitada y deben tomarse recaudos para evitar reducciones excesivas en la generación.Item Las pérdidas en los transformadores de distribución y su aprovechamiento según el perfil diario de carga(Grupo Electro, 2024-12-01) Ferreyra, Diego M.; Szwarc, Gerardo D.; Sarmiento, Ana C.En este estudio, se utilizan mediciones reales para poner de relieve la frecuente subutilización de los transformadores de distribución que es difícil de prevenir en su funcionamiento habitual. También se analiza cómo varían las pérdidas de los transformadores según el perfil de carga del usuario que alimentan.Item Producción de biogás con residuos sólidos urbanos. factibilidad y aprovechamiento en una ciudad de 60.000 habitantes(Universidad Tecnológica Nacional, Argentina, 2022-05-04) Bernard, Mariana del Valle; Ferreyra, Diego M.; Asís, Hernán G.; Dopazo, Fabián; Gianoglio, Paulo JesúsEn este trabajo se cuantifica el biogás que podría obtenerse a partir de los residuos sólidos urbanos generados en San Francisco, una ciudad de 60 000 habitantes del interior de Argentina. Se describe el proceso de digestión anaeróbica involucrado en la producción del biogás, para el cual se requiere mantener ciertas condiciones dentro de los reactores. Con la implementación de una propuesta de este tipo se eliminarían en el vertedero de la ciudad las emisiones de metano que se producen naturalmente con la fermentación aeróbica descontrolada de los residuos sólidos. Resulta de interés reducir o eliminar las emisiones de este gas, ya que es uno de los de mayor incidencia sobre el efecto invernadero. Para el aprovechamiento del biogás que se obtendría se considera particularmente la alternativa de utilizarlo para generación de energía eléctrica.Item Comparación del consumo de una estufa alimentada con diferentes tipos de biomasa para calefaccionar una vivienda única familiar tomada como referencia(Facultad Regional La Plata, Universidad Tecnológica Nacional, Argentina., 2024-12) Quicchi, Agostina Lucía; Cézar, Santiago Valentín; Szwarc, Gerardo D.; Ferreyra, Diego M.; Bernard, Mariana del Valle; Pipino, Hugo"Durante los últimos años, se están realizando distintas acciones para contribuir hacia una transición energética sustentable y sostenible en el tiempo. En este contexto, la biomasa es el recurso más accesible para su aprovechamiento de manera directa, y es una de las fuentes renovables más confiable ya que se puede almacenar, lo que favorece su conversión en energía térmica y eléctrica. En el caso de la calefacción residencial, la biomasa sólida utilizada actualmente en el mundo suele estar en la forma tradicional de leña o carbón vegetal, y queda aún mucho margen para implementar soluciones más modernas. En Argentina, el panorama es similar, ya que, si bien existen distintos tipos de biomasa lignocelulósica que puede destinarse para generar energía; como, residuos agrícolas, especies de crecimiento natural y cultivos energéticos, estos recursos están subaprovechados para la generación de energía. El enfoque de este trabajo está puesto sobre la generación de energía térmica a partir de biomasa, con el objetivo principal de estimar el consumo para calefacción residencial. Para este análisis, se adopta un prototipo de vivienda como modelo para realizar los cálculos, y se propone el uso de pélets de diferente composición y poder calorífico según la región analizada."Item Integración de modelos estadísticos para visualizar y analizar el aprovechamiento de energías renovables en la región en la Región Centro (Argentina)(edUTecNe, 2024-10) Szwarc, Gerardo D.; Rivara, Laura María; Cézar, Santiago Valentín; Ceré, Esteban; Ferreyra, Diego M.; Pipino, HugoA nivel nacional y provincial, la adopción de la generación distribuida con fuentes renovables avanza gradualmente y queda aún un vasto potencial sin explotar. Con el objetivo de promover su utilización, se busca desarrollar herramientas de cálculo regionalizadas que permitan visualizar los beneficios de su aprovechamiento. En este trabajo, se presenta un análisis de la energía eléctrica generada por una instalación solar fotovoltaica a partir de modelos fisicomatemáticos de irradiación solar aplicados al Departamento San Justo de la provincia de Córdoba. Contempla la energía recibida en un sistema de captación solar y la posterior producción de energía eléctrica de un sistema fotovoltaico, teniendo en cuenta tanto los rendimientos de paneles e inversor, como las pérdidas generadas por la propia instalación. El análisis se respalda en datos obtenidos de un sistema de medición implementado en una instalación solar fotovoltaica piloto ubicada en la Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional San Francisco, que resultan relevantes por su ubicación geográfica para obtener herramientas de cálculo regionalizadas. Por otro lado, sobre la base de datos previos de demanda energética de las provincias de Córdoba y San Luis, se aplica el modelo autorregresivo integrado de promedio móvil (ARIMA) para obtener un modelo estadístico que, utilizando variaciones y regresiones de estos, se puedan encontrar patrones que permitan predecir el consumo eléctrico futuro. Finalmente, se establece una comparación entre la energía generada por esta instalación modelada y las predicciones de demanda, a fin de realizar un análisis crítico en términos de energía demandada, autoconsumida e inyectada. Esto último resulta estratégico para los usuarios generadores, dado que la normativa vigente en la región fomenta el autoconsumo de la energía generada con fuentes renovables en la modalidad de generación distribuida.Item Caracterización preliminar del consumo eléctrico en un edificio universitario de gabinetes de investigación(UTN Facultad Regional San Francisco, 2019-10) Mari, Valentín; Mercol, Joel Federico; Ferreyra, Diego M.Siguiendo las tendencias mundiales, en Argentina se están impulsando diversas legislaciones y normativas relativas al uso racional de la eficiencia energética (MinEd y /MinEn, 2017; MinEn, 2018). En esa misma línea, se presenta por medio de este trabajo, el análisis preliminar del perfil de consumo de energía eléctrica en un edificio universitario destinado al trabajo de gabinete de investigadores. Además, este ámbito incluye un sector de cocina/descanso, sanitarios, y un espacio de oficinas comunes de gestión. Se omite deliberadamente del análisis el consumo de gas natural, que no constituye aún un consumo crítico en la institución.Item Monitoreo de carga por método no invasivos en el hogar argentino utilizando redes neuronales(UTN Facultad Regional San Francisco, 2018-11) Beinotti, Raúl Alberto; Cocconi, Diego Alejandro; Yuan, Rebeca; Mulassano, Micaela; Ferreyra, Diego M.; Bruno, Javier; Beltramone, Matías; Ferrero, Nicolás Gabriel; Biasco, Andrea Celeste; Beltramone, MatíasEn la actualidad, mucha gente podría verse interesada en el monitoreo energético de sus viviendas, con el fin de optimizar sus consumos. De esta manera, se conocerían los artefactos eléctricos que más energía consumen, su incidencia en el tiempo, cuán representativo resulta el consumo del resto de los artefactos y aquellos artefactos que podrían estar fallando. Utilizando Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) y redes neuronales (del inglés Artificial Neural Networks, ANN), nuestro proyecto propone ofrecer esta posibilidad. Dos enfoques fueron planteados para realizar tal monitoreo la utilización de medidores independientes para cada artefacto eléctrico; la aplicación de Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) o Non-Intrusive (Appliance) Load Monitoring (NIALM o NALM). NILM es una técnica computacional que a partir de una medida total de consumo de energía logra identificar los artefactos eléctricos individuales que se encuentran consumiendo la misma; aunque midiendo cada artefacto puede resultar un método más exacto que NILM, las desventajas prácticas como elevados costos, múltiples configuraciones de sensores y complejidad en la instalación, favorecen el uso de esta técnica. Un enfoque comúnmente utilizado para implementar NILM involucra las siguientes etapas: adquisición de datos; extracción de features; e inferencia o aprendizaje. Durante esta última etapa, las diversas features de los artefactos eléctricos extraídas a partir de los datos de consumo son procesadas según diferentes algoritmos en orden de identificar los artefactos. Se suelen emplear técnicas supervisadas de machine learning en esta etapa, las cuales requieren datos etiquetados; estas técnicas generalmente implican un proceso de aprendizaje lento y son vulnerables a cambios en el inventario de artefactos. Por lo detallado anteriormente, se requieren abordajes que permitan obtener resultados más exactos, sin insumir tiempos prolongados de entrenamiento ni muchos recursos, e independientes de grandes inventarios de features de artefactos eléctricos.