Energía
URI permanente para esta colecciónhttps://hdl.handle.net/20.500.12404/9487
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Ítem Acceso Abierto Evaluación de las emisiones de gases de escape de vehículos livianos circulando en el centro urbano de la ciudad de Arequipa en el 2022(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Valdez Luque, Milagros Jesús; Cuisano Egúsquiza, Julio CésarLa presente investigación analiza los factores de emisión de contaminantes gaseosos (CO₂, CO, NOₓ y HC) de vehículos livianos que operan en el centro urbano de la ciudad de Arequipa durante el año 2022, bajo condiciones reales de conducción, con el propósito de evaluar su comportamiento energético-ambiental y su aplicabilidad para la elaboración de inventarios locales de emisiones. El estudio responde a la necesidad de generar información representativa en ciudades andinas, donde la altitud, la topografía y las condiciones operativas modifican de manera sustancial el desempeño energético y ambiental de los vehículos respecto a ciudades a nivel del mar. Las mediciones se realizaron mediante un sistema de medición portátil de emisiones, integrado con datos del sistema OBD-II y GPS, registrándose variables operativas como velocidad, aceleración y emisiones instantáneas de CO₂, CO, NOₓ y HC. A partir de estos datos se desarrollaron modelos en función de la velocidad media, clasificando además los registros por estilos de conducción: suave, normal y agresivo. Los resultados demuestran que, en Arequipa (aproximadamente a 2300 m.s.n.m.), la velocidad media no constituye una variable explicativa adecuada del comportamiento de las emisiones, obteniéndose coeficientes de determinación bajos (R² < 0.11) para todos los contaminantes. Se encontraron otros factores que influyen en un adecuado análisis como la demanda energética del vehículo, gobernada por la aceleración, la pendiente y la carga del motor. (Ren , Yu, & Ge, 2025). La comparación con modelos desarrollados en otras ciudades confirma que los enfoques basados únicamente en velocidad subestiman las emisiones reales en ciudades andinas, validando la necesidad de emplear modelos energéticos basados en potencia específica del vehículo. Se concluye que la altitud, la topografía, la tecnología vehicular predominante y el estilo de conducción gobiernan el comportamiento real de las emisiones vehiculares en Arequipa, lo que justifica la generación de factores de emisión locales y el diseño de políticas públicas diferenciadas orientadas a mejorar la eficiencia energética del transporte urbano y reducir su impacto ambiental.Ítem Acceso Abierto Evaluación del desempeño termoenergético de unidades manejadoras de aire en un hospital del Distrito de Concepción, Junín, empleando un sistema de recuperación de calor circular(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2025) Cantorin Benites, Rafael Anthony; Jiménez Ugarte, Fernando OctavioEl presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el desempeño termoenergético de las unidades manejadoras de aire (UMAs) de un hospital ubicado en el distrito de Concepción, región Junín, equipado con un sistema de recuperación de calor circular, equivalente a un sistema de recuperación de calor con fluido recirculante (run-around heat recovery systems), conformado por dos intercambiadores de energía de membrana acoplados mediante un circuito hidráulico cerrado con solución agua-etilenglicol al 30%, que permite la transferencia simultánea de calor sensible y latente. El sistema analizado comprende 27 UMAs con una capacidad térmica instalada total de 770 Kw. Se desarrolló un modelo termodinámico basado en ecuaciones de balance de masa y energía, validado mediante análisis de incertidumbre con desviaciones entre 2,50% y 8,85%. Las condiciones termohigrométricas de operación fueron registradas entre diciembre de 2024 y julio de 2025, en horario de 07:00 a 17:00 h, y se evaluaron escenarios comparativos con y sin recuperación de calor bajo condiciones térmicas extremas representativas. Los resultados muestran que la demanda energética térmica acumulada de las UMAs sin recuperador de calor se encuentra entre 2,36 y 3,25 MWh, mientras que con recuperación varía entre 1,25 y 1,83 MWh, lo que representa ahorros absolutos de entre 1,11 y 1,42 MWh y reducciones del 43,64 al 46,92%. Asimismo, los intercambiadores de energía de membrana alcanzaron una efectividad promedio superior al 87%, identificándose que la carga latente asociada al control de humedad constituye la principal demanda térmica.Ítem Acceso Abierto Análisis comparativo del consumo energético y emisiones de CO2 de un vehículo a gasolina y un vehículo eléctrico bajo condiciones reales de circulación en Lima Metropolitana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2025) Clemente Hilario, Luis Jordan; Cuisano Egúsquiza, Julio CésarEn el presente trabajo de tesis se realiza un análisis comparativo del consumo energético y las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) de un vehículo ligero a gasolina frente a otro totalmente eléctrico en condiciones reales de tráfico en Lima Metropolitana. Para ello, se instrumentaron dos vehículos similares, mismo modelo y marca, que circularon juntos por vías representativas de la ciudad. Durante las pruebas de conducción se registraron parámetros clave en cada unidad, tales como: consumo de energía y lecturas instantáneas de los sensores del vehículo (mediante dispositivo OBD), emisiones gaseosas en el tubo de escape (con analizador de gases), posición (a través de un GPS) y variables ambientales (temperatura, humedad y presión atmosférica). A partir de estos datos se calcularon indicadores como el consumo energético específico (Wh/km), emisiones de CO₂ (g/km) y la Potencia Específica Vehicular (VSP). Los resultados mostraron que el vehículo a gasolina tiene un consumo de energía superior al eléctrico. En condiciones de tráfico intenso, a velocidades inferiores a 20 km/h, el vehículo de gasolina registró consumos específicos de energía próximos a 1500 Wh/km, mientras que el eléctrico se mantuvo alrededor de 250 Wh/km. Esto implica que la unidad convencional requirió aproximadamente seis veces más energía que el eléctrico. Al aumentar la velocidad media del tránsito, la brecha de consumo disminuye. A 40 km/h, por ejemplo, el vehículo a gasolina tuvo un consumo promedio de 750 Wh/km frente a 150 Wh/km del vehículo eléctrico, correspondiendo a una relación de consumo de 5 a 1. Estos resultados indican un ahorro energético del 80 al 85% con el vehículo eléctrico, en comparación con el automóvil a gasolina, bajo condiciones de tráfico similares. En cuanto a las emisiones de CO₂, los hallazgos confirmaron el menor impacto ambiental del vehículo eléctrico. El automóvil a gasolina emite CO₂ durante su recorrido, mientras que el eléctrico no genera emisiones al desplazarse. Inclusive, considerando las emisiones indirectas asociadas a los posibles modos de la generación eléctrica peruana, se estima que, a partir del enfoque del “pozo a la rueda”, es decir sin considerar la etapa de fabricación de los vehículos, el vehículo eléctrico reduce la huella de carbono en aproximadamente un 60 a 70%, con respecto al vehículo a gasolina. Por último, respecto al análisis de la Potencia Específica Vehicular (VSP), se observaron diferencias significativas entre ambas unidades. Con el vehículo a gasolina se obtuvo valores de VSP instantáneo próximos a 5 kW/ton debido a las frenadas y descensos; y 60 kW/ton en aceleraciones muy intensas, con una mediana de alrededor de 10 kW/ton en los modos de “crucero eficiente” según la distribución de puntos de funcionamiento. En cambio, el vehículo eléctrico presentó un rango de VSP más estrecho, variando principalmente entre −20 y 30 kW/ton, con una mediana cercana a 3 kW/ton reflejando tanto la recuperación de energía en frenadas regenerativas como una demanda de potencia moderada en la mayoría de los modos de conducción. Estos resultados concuerdan con hallazgos internacionales previos y destacan los beneficios ambientales y energéticos de la electromovilidad en la ciudad de Lima Metropolitana.Ítem Acceso Abierto Comparación de los parámetros eléctricos de la curva corriente-voltaje extraídos de una celda solar fotovoltaica bajo condiciones interiores controladas y exteriores en Lima, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2025) Contreras Paucca, Jhomer Rodrigo; Palomino Tofflinger, Jan AmaruEn el presente trabajo de investigación se extrajeron y compararon los parámetros de corriente y voltaje (I-V) de una celda solar fotovoltaica (PV) utilizando el modelo de diodo simple en condiciones tanto interiores controladas como exteriores no controladas. Para las mediciones interiores, se implementó un sistema de adquisición de datos empleando un simulador solar con control de temperatura. Por otro lado, en las exteriores se recolectaron datos empleando el Sol y un control de temperatura. Estas mediciones de corriente y voltaje se realizaron a diferentes niveles de irradiancia, manteniendo la temperatura de la celda cerca de los 25 °C, con el fin de cumplir los estándares de medición STC (Standard Test Conditions) . Adicionalmente se emplearon dos métodos para extraer la resistencia en serie: una cercana al voltaje de circuito abierto (Voc) y otro en la región lineal de la curva I-V en voltajes superiores al Voc de la celda estudiada. Los resultados demuestran que los parámetros de diodo simple extraídos en interiores, exteriores y su tendencia con diferentes niveles de irradiancia pueden diferir, enfatizando la importancia de considerar otras condiciones exteriores además de la irradiancia y la temperatura de la celda para reproducir los parámetros interiores en diferentes niveles de irradiancia, particularmente para las resistencias en serie y en derivación.Ítem Restringido Metodología para definir estrategias de reducción de gases de efecto invernadero (GEI) en el proceso de espárrago congelado del Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Pita Castillo, Claudia Teresa; Jimenez Ugarte, Fernando OctavioClimate change constitutes one of the most critical challenges of the 21st century, affecting all economic sectors, especially those that depend on natural resources, such as agribusiness. In Peru, agribusiness is not only crucial to the national economy, but also represents a significant source of greenhouse gas (GHG) emissions. This study presents the development of a comprehensive methodology for GHG reduction in the Peruvian agroindustrial sector, focusing on adaptation to climate change and compliance with business objectives. The research is structured in five chapters. The first chapter introduces the problem, justifies its relevance, defines the objectives of the study and describes the methodology used. The second chapter offers a comprehensive review of the literature on GHG, agroindustrial processes, and various strategies for emissions mitigation, including energy efficiency, the use of renewable energy, and waste management. Barriers, challenges and opportunities in the implementation of GHG reduction systems are also addressed. The third chapter is dedicated to the development of the methodology, describing the variables and evaluation criteria, and developing a results matrix "M" that facilitates the selection of the most effective strategies. The fourth chapter presents the results of the study, evaluating the level of incidence of the selected variables, and carrying out a detailed analysis by principles and approaches. The fifth chapter develops a case study in a frozen asparagus processing plant, and, finally, the sixth chapter concludes with the main findings of the research and offers practical recommendations for the implementation of the methodology developed in the Peruvian agroindustrial sector.Ítem Acceso Abierto Aplicación de redes neuronales para estimar la emisión de gases contaminantes con relación al consumo de gasolina de vehículos livianos circulando en Lima Metropolitana en el 2022(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Meza Lázaro, Alessandra; Cuisano Egúsquiza, Julio CésarEl presente trabajo de investigación se centró en la predicción de contaminantes de vehículos livianos, siendo los contaminantes medidos el HC, NOx, CO y CO2 en Lima Metropolitana durante el 2022. El objetivo del trabajo es estimar la emisión de gases contaminantes con relación al consumo de gasolina mediante una muestra representativa del parque automotor de la ciudad. El análisis se realizó mediante el entrenamiento de múltiples redes neuronales, escogiendo el mejor esquema de red y contrastándolo con los resultados del modelo de aprendizaje supervisado llamado “random forest”. Este enfoque permitió evaluar el desempeño de las redes neuronales y comparar dos metodologías diferentes, destacando así alternativas que no requieran el uso de redes neuronales. En particular, las redes neuronales resultaron ser una alternativa apropiada al tener resultados de un coeficiente de correlación de 0.85 para el caso del CO2. Loa valores de precisión obtenidos mediante redes neuronales cumplen con lo requerido para brindar confiabilidad en los resultados, ya que se encuentran en el mismo rango que la investigación de predicción por redes neuronales de Seo J y otros. A diferencia del método de “random forest”, se tuvo un mejor control del sobreajuste de los datos pese a tener 0.2 menos de precisión para las predicciones de HC, NOx y CO. Esto principalmente por la naturaleza aleatoria de las mediciones en un contexto real, donde múltiples variables afectan la conducción. Además, el estudio incluyó la evaluación del desempeño de las metodologías de predicción por tipo de carrocería, permitiendo un análisis más detallado y específico de las emisiones vehiculares. Esto contribuye a una comprensión más profunda de las fuentes de contaminación y las posibles medidas de mitigación. En base a ello, el estudio busca sentar las bases para posteriores investigaciones sobre la predicción de inventarios de emisiones en más ciudades del Perú. Asimismo, enfatiza la importancia del análisis de los inventarios de emisiones de los vehículos utilizando datos reales de campo, con el objetivo de plantear medidas de reducción de contaminantes y proponer alternativas que mejoren la calidad del aire en centros urbanos.Ítem Acceso Abierto Análisis de la inserción de programas de eficiencia energética para mejorar la competitividad y sostenibilidad del sector minero cuprífero en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Mendoza Carrera, Carlos Augusto; Jiménez Ugarte, FernandoEsta investigación tiene como objetivo determinar la importancia de los Programas de Eficiencia Energética (EE) que se han implementado y se encuentran en plena ejecución para el período 2021-2049, con el propósito de medir su impacto en el consumo energético de electricidad en el sector minero del cobre. El estudio implicó recopilar datos históricos de las empresas mineras sobre la producción de cobre y el consumo de electricidad de 2011 a 2020. También se consideraron proyecciones de futuras inversiones en nuevos proyectos mineros, específicamente de producción de cobre, a partir de 2021, con base en información confirmada por el Ministerio de Energía y Minas (Minem). Se recopiló información relevante sobre la normativa que regula la producción de minerales y el consumo de energía, así como los resultados de los programas de eficiencia energética y su avance en América Latina y Perú hasta la fecha. La investigación examinó la situación del sector minero local y sus implicancias en el mercado internacional, considerando factores como la inversión del sector, la producción de cobre, la demanda de energía en la minería metálica, la cartera de proyectos de mediano y largo plazo, la matriz energética, la integración de industrias no convencionales. las energías renovables y la implementación de tecnologías de eficiencia energética en la minería peruana. Además, el estudio tuvo en cuenta el impulso de la demanda de minerales críticos en el mercado global para la transición energética y fuentes de energía respetuosas con el medio ambiente. Se realizó un análisis cuantitativo de la proyección en la producción de cobre para el período 2021-2049 y en este se incorporó una variable exógena, como lo son las inversiones futuras en cobre. Se calculó el índice de crecimiento de la producción de cobre, lo que dio como resultado una proyección anual. A partir de esos resultados, se determinó el consumo de energía, el cual está vinculado al factor de emisión de las fuentes primarias de producción eléctrica que está relacionado con la energía consumida por unidad de peso. En cuanto a la intensidad energética, la investigación reporta una ecuación de curva potencial (Y = 17,39 * X0,366 GJ/TM) que representa la intensidad energética del proceso (beneficio) en relación con la ley del mineral. Se espera que la implementación de programas de eficiencia energética altere el comportamiento de la curva potencial hacia cambios de menor intensidad, lo que conducirá a un ahorro de energía. El estudio concluye con gráficos de líneas que ilustran los cambios en los indicadores de intensidad energética y en las emisiones de dióxido de carbono (CO2) para diferentes escenarios, con lo que refleja las variaciones causadas por la implementación de Programas de Eficiencia Energética. La investigación también incluye un capítulo sobre «Alcances y análisis en la producción y consumo de energía para concentrado de cobre», en el que se presentan dos escenarios: uno con un Sistema de Gestión de Eficiencia Energética (EEMS) integral y el otro con la implementación de mejoras tecnológicas por etapas. Los escenarios proponen dos tipos de gestión con resultados distintos, lo que ayuda a comparar los objetivos finales marcados por cada contexto.Ítem Acceso Abierto Estudio de la aplicación de un sistema de climatización con rueda desecante en la selva del Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Mendoza Acosta, José Raúl; Jiménez Ugarte, Fernando OctavioLos sistemas de climatización por desecantes han surgido como alternativas eco amigables en comparación a los equipos de aire acondicionado tradicionales. Estos sistemas se caracterizan por utilizar desecantes (sólidos o líquidos) que mediante la adsorción retiran humedad del aire. Adicionalmente, pueden emplear fuentes de energía residual o renovable como la solar. No obstante, en la actualidad hay una limitante en el desempeño del sistema al generar bajos valores de COP. Por ello, se desarrolló un estudio de la aplicación de estos sistemas alternativos a una región tropical del Perú, como es Iquitos. En primer lugar, se investigó el estado del arte de los sistemas HVAC basados en desecantes y se identificó los parámetros más relevantes en la operación de la rueda desecante. Seguidamente, se determinó las condiciones ambientales a evaluar, así como las de confort térmico, y se propuso dos arreglos posibles para dichas características. Estos arreglos son sistemas de doble etapa debido a la alta temperatura y humedad presente en la región tropical peruana. Posteriormente, se realizó simulaciones de los arreglos propuestos a diferentes niveles de temperatura de regeneración, y se determinó que el sistema TSDCS-V basado en el ciclo Pennington es el óptimo para la región de Iquitos. El análisis fue en base, principalmente, al coeficiente de desempeño (COP) logrado. Finalmente, se evaluó la propuesta final en un caso estudio comparándolo a una unidad convencional de aire acondicionado. Los resultados demostraron que, desde la perspectiva energética, los sistemas tradicionales son más eficientes puesto que los alternativos presentan aún limitantes tecnológicas. Además, desde la perspectiva ambiental se comprobó que se puede reducir la huella de carbono si ambos sistemas trabajan en conjunto. Incluso, si se empleara fuentes de calor residual o solar para la regeneración, se reduciría considerablemente el consumo energético y, por ende, las emisiones de CO2.Ítem Acceso Abierto Estimación del consumo de combustible y emisiones de co2 de un motor a gasolina de 130 hp mediante técnicas de Machine Learning(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023) Huancapaza Machuca, José; Cuisano Egúsquiza, Julio CésarEn el presente trabajo se estima el consumo de gasolina y las emisiones de CO2 en un motor vehicular de 130 HP, instalado en un banco de pruebas, usando técnicas de aprendizaje automático (Machine Learning). Para obtener datos de los parámetros de funcionamiento del motor, se realizaron pruebas en condiciones estacionarias de carga (torque) y régimen de giro del cigüeñal; se registraron las lecturas de sensores originalmente instalados en el motor, mediante un scanner conectado al puerto OBD2 del módulo de control electrónico del motor. Además, se instalaron equipos de laboratorio para registrar otras variables necesarias para el estudio. Con los datos disponibles, se utilizaron tres técnicas de Machine Learning: Regresión Múltiple, Máquina de Soporte Vectorial y Redes Neuronales. En la aplicación de los modelos se utilizaron datos en grupos, separados de la siguiente forma: 90% para el desarrollo de los modelos y 10 % para la prueba de los modelos. Adicionalmente, para los modelos de Máquina de Soporte Vectorial y de Redes Neuronales se realizó otra partición de los datos: 75% para entrenamiento, 15% para validación, y 15% para el test. Durante el proceso se evaluaron los datos sin estandarización y, posteriormente, estandarizados en el rango de 0 a 1; este último paso buscó asegurar la convergencia del modelo. Las variables estudiadas fueron las siguientes: i) 5 predictoras o variables independientes (presión absoluta en el colector de admisión, temperatura del aire en el colector de admisión, régimen de giro, flujo másico de aire de v admisión al motor y el torque efectivo); ii) 2 variables objetivo o dependientes (emisiones de CO2 y consumo de gasolina). Los resultados del presente trabajo de tesis muestran que el mejor método, y con menos intervención, es el de Redes Neuronales. Para la estimación del flujo másico instantáneo del CO2 se obtuvo un error máximo de 7.85%, siendo que el error obtenido para el 75% de los resultados corresponde a 0.10%. Para la estimación del consumo másico de gasolina, se obtuvo un error máximo de 9.72%, pero, en este caso, el 75% de los resultados tienen un error de 0.67%.Ítem Acceso Abierto Pronóstico de pérdidas por flujo de dispersión en la tapa del transformador eléctrico(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023) Mendez Giron, Jorge Luis; Moreno Alamo, Ana CeciliaEl presente trabajo describe la generación de pérdidas en la plancha de fierro, por inducción de campo magnético, ante conductores energizados que atraviesan la plancha. Para detallar el fenómeno se utilizó formulación matemática, simulación numérica y experimentación. Para cada metodología se utilizó distintos escenarios de conductores energizados a distintas corrientes eléctricas (1000 A, 1500 A, 2000 A, 2500 A y 3000 A). Primero, se analizó una plancha de fierro, cuyo resultado mostró que solo las pérdidas por acoplamiento magnético, si no son controladas, afectan a la eficiencia del transformador, además, por experimentación se evidenció la generación de puntos calientes. Segundo, se analizó la mitigación de estas pérdidas con un inserto de acero inoxidable AISI 304, lo cual provocó que las pérdidas no se incrementen; por lo tanto, la eficiencia no se ve afectada. Además, producto de la mitigación de pérdidas, se verificó por prueba la eliminación de puntos calientes. Los resultados a distintas corrientes (1000 A, 1500 A, 2000 A, 2500 A y 3000 A) son presentados en gráficas que muestran los resultados en las distintas metodologías.