Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Análisis de costo beneficio en la implementación de un sistema de iluminación LED en la zona de filtrados ubicado en planta concentradora de una unidad minera en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-07-07) Echevarría Matos, José Gabriel; Anaya Maccha, Gerald Antonio; Pillihuamán Zambrano, AdolfoEl siguiente trabajo de investigación se realizó en una compañía minera en el Perú, precisamente en el área de filtrados de la planta concentradora y tiene como punto de partida una propuesta de mejora tanto para el área de mantenimiento eléctrico y para el departamento de logística. A través de la buena práctica sobre la gestión de las adquisiciones de bienes y servicios se buscó tratar de optimizar las compras tanto para mina y planta concentradora, después de varios análisis se determinó que no era óptimo la manera como se venía suministrando los materiales de ferretería y consumibles eléctricos, por ello se pensó rediseñar la planificación de compras donde se pueda obtener mejores condiciones comerciales en precios, tiempo de entrega y calidad para cumplir con las expectativas de los usuarios finales. Para ello se decidió trabajar el comportamiento de uno de los materiales que frecuentemente se compran, los reflectores de halogenuro metálico 400W 220V. El problema principal de los reflectores de 400 W es que actualmente no son los óptimos para los trabajos que se realizan en la zona de filtrados debido a que su rendimiento es muy bajo, los consumibles tienden a malograrse rápido por ser muy frágiles y no pueden funcionar por separado, consumen mucho tiempo operativo al instalarlos, y además en muchas unidades mineras ya se encuentran obsoletas. Uno de los objetivos del área de la cadena de suministros es innovar sus compras con los últimos adelantos de la tecnología, que puedan facilitar el trabajo del área usuaria comprometiendo responsabilidad con el medio ambiente; por ello, se evaluó el posible reemplazo de las luminarias tradicionales por unas luminarias LED de 200 W. Para poder medir los indicadores que nos permitan evaluar si es conveniente el cambio, es necesario realizar una prueba piloto en el área de investigación en donde se realice un estudio de calidad de energía, para luego diseñar la cantidad de las luminarias óptimas en un software llamado Dialux. Al final del presente trabajo de investigación se determinará el costo beneficio que implica poder reemplazar las luminarias de halogenuro metálico de 400W por unas luminarias LED de 200W en la zona de filtrados de la planta concentradora de la compañía minera, presentando resultados basados en costos de energía, costos de reposición del kit de mantenimiento, costos de mano de obra de mantenimiento, ahorro y el retorno del capital. En adición a estos resultados se podrá hacer proyecciones para el cambio total de luminarias de halogenuro de 400 W que se tiene actualmente en planta concentradora y en mina, demostrando de esta forma el ahorro económico que se ganaría cambiando el tipo de luminaria y los beneficios que traen para las áreas estratégicas y operativas, además de reducir el consumo de energía promoviendo un trabajo de investigación que apoya al medio ambiente. Palabras clave: LED, consumibles eléctricos, reflectores de halogenuro, Dialux, retorno de capital, calidad de energía.Item Diseño e implementación de un sistema de iluminación decorativo con LEDs para un jardín controlado por un dispositivo móvil(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-13) Rojas López, Enrique Neil; Carrera Soria, Willy EduardoEn el presente trabajo se realizó el diseño de un sistema de iluminación para un jardín usando LEDs de potencia RGB, con el objetivo de presentarlo como una opción frente a sistemas comerciales. Se incluyó el diseño del sistema y una interfaz para ser operada de manera intuitiva en un dispositivo móvil, el cual actualmente es muy usado para varias aplicaciones. El diseño realizado consta de 2 partes. La primera muestra el hardware que incluye tanto los excitadores, los LEDs y el control; y la segunda el desarrollo del software, es decir el programa cuyo fin es lograr controlar los colores, así como los efectos realizados con estos y la programación de la aplicación para el dispositivo móvil. En el primer capítulo, se definen conceptos de iluminación e iluminación de exteriores, particularmente de jardines. Luego, en el segundo capítulo se muestran las tecnologías de iluminación comúnmente usadas, centrando el estudio en las tecnologías en estado sólido, además de presentar los dispositivos móviles más usados y sus respectivos sistemas operativos. En el tercer capítulo se desarrolla el diseño planteado para cubrir los objetivos, tanto en la parte de hardware (excitadores, LEDs de potencia, etc.) como en software (desarrollo de los programas para el control y la interfaz). Finalmente, en el cuarto capítulo se presenta la implementación y funcionamiento.Item Diseño de un sistema de iluminación LED alimentado por paneles solares aplicado a minería de cielo abierto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-27) Espinoza Robles, Luis Fernando Jesús; Carrera Soria, Willy EduardoLa minería es una de las actividades económicas primarias más relevantes en el mundo. En el Perú, viene siendo el impulso para el desarrollo económico actual del país. Como en toda actividad extractiva se busca obtener la mayor producción posible; por eso, es muy frecuente ver el trabajo nocturno en estas, el cual sería muy inseguro e incluso imposible sin la adecuada iluminación para la actividad realizada. La minería de cielo abierto se realiza en amplios espacios, los cuales van cambiando conforme avanza la producción, por ello es necesario el uso de torres de iluminación móviles. Una torre de iluminación es un equipo que se usa para iluminar lugares remotos donde no es posible el acceso a la corriente eléctrica. En la actualidad estos equipos son implementados mediante generadores de corriente eléctrica que funcionan gracias a la quema de combustible. En esta tesis se propone implementar un equipo de iluminación, que obtendrá energía a partir de un sistema fotovoltaico. Dado que es un equipo electrónico alimentado por energía renovable logrará reducir costos de operación y mantenimiento, así como reducirá la contaminación sonora y del medio ambiente.Item Sistema domótico de control centralizado con comunicación por linea de poder(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-05-28) Guzmán Guerra, Miguel Ricardo; Burga Velarde, Renzo Andrée; Carrera Soria, Willy EduardoEn el presente documento de tesis se realiza el diseño y la implementación de un sistema domótico cuya comunicación se realiza a través del cableado de suministro de energía eléctrica de cada equipo que conforma el sistema. Se optó por el uso de este tipo de comunicación, debido a que reduce el costo de instalación de equipos de domótica en viviendas cuya construcción no se dio con un cableado adicional para comunicar equipos. Para lograr los objetivos planteados en el desarrollo de este documento de tesis, se analizó el estado del arte de las tecnologías que forman parte del rubro de la domótica, así como la situación de esta en nuestro país. A partir de estas dos evaluaciones se plantea una posible solución a problemas detectados en este rubro en el Perú. Posteriormente se realiza un diseño de la propuesta planteada y se procede a implementar los cálculos y selección de componentes realizados. A partir de las pruebas que se realizaron al sistema planteado, diseñado e implementado a lo largo de este documento de tesis, se comprueba la posibilidad de realizar una comunicación, para frecuencias de transmisión menores o iguales a los 60Hz, utilizando como medio el cableado dedicado al suministro de energía eléctrica bajo las condiciones brindadas en el Perú.Item Diseño de un sistema mecatrónico de izaje de luminarias de naves industriales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-09-16) Zavaleta Camacho, Víctor Sergio; Osada Mochizuki, José AntonioEl presente trabajo tiene como objetivo desarrollar una propuesta para optimizar los procedimientos de mantenimiento, reparaciones, ajustes y recambios de luminarias de naves industriales. Los procedimientos tradicionales para realizar estas actividades se caracterizan por su dificultoso acceso a las luminarias, considerables costos de personal y equipamiento necesario; a la vez que en ocasiones suponen suspensiones temporales de los procesos de producción de las empresas. Por ello se propone el diseño de un sistema mecatrónico para el izaje de luminarias de naves industriales, de tal manera que el mantenimiento pueda realizarse de una manera segura, rápida, oportuna y eficiente a nivel del piso, otorgando seguridad y condiciones de trabajo ventajosas a operarios encargados del mantenimiento y limpieza de las luminarias, y eliminando los accidentes ocasionados por caídas de altura. A través del sistema mecatrónico se podrá acceder de manera rápida y oportuna a la batería de luminarias industriales para solucionar problemas de paradas y fallas imprevistas. Asimismo, se aprovechará la facilidad de acceso para proporcionar mantenimiento y limpieza permanente con la finalidad de conservar la calidad de la iluminación y colaborar con el aumento de la productividad, reduciendo así costos de mantenimiento y reposición, costos de operarios y gastos ocasionados por accidentes. Un elemento clave para la buena iluminación de naves industriales es la altura de operación de las luminarias. Para asegurar los correctos niveles de iluminación se debe tener en cuenta la normativa para este tipo de instalaciones para evitar una baja iluminación o un exceso de esta. Teniendo los sistemas de iluminación fijos se imposibilita el manejo de diferentes alturas con el objetivo de variar la iluminación más adecuada según la relación potencia — altura. De este modo, a través del sistema mecatrónico, se facilitará el posicionamiento de las luminarias a la altura de óptima iluminación requerida por la nave o el usuario en un momento dado según la naturaleza de los trabajos que se realicen. En el Capítulo l se presenta la problemática con la que cuentan las empresas al no tener un acceso rápido que facilite el mantenimiento y posicionamiento de las luminarias. En el Capítulo 2 se presentan las condiciones y requerimientos que el sistema mecatrónico propuesto debe ser capaz de satisfacer y una introducción acerca del modo en que el sistema logrará cumplir tales requerimientos. En el Capítulo 3, se detalla los elementos mecánicos, componentes electrónicos y red inalámbrica a implementar en la nave industrial propios del sistema mecatrónico; así como la explicación de su funcionamiento a través de ilustraciones, planos y esquemas. En el Capítulo 4 se calcula el costo de operación del sistema y el costo de fabricación. En el Capítulo 5 se presentan las conclusiones del trabajo de diseño, así como las recomendaciones pertinentes. Por último, se ha detallado en los anexos los cálculos de diseño del sistema de carga y los elementos mecánicos que conforman el sistema, la configuración de los elementos de la red inalámbrica, los requerimientos para la selección de los componentes electrónicos, las cotizaciones, las especificaciones técnicas y hojas de datos de las piezas, y los planos de despiece y ensamble.Item Diseño de efectos y variación de colores mediante degradé en leds de potencia RGB aplicados a paneles publicitarios(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-09) Baldárrago Catcoparco, Jhair AndreeEn el presente trabajo se realizó el diseño de efectos con colores mediante degradés en una matriz de LEDs de potencia RGB orientado a paneles publicitarios, con el objetivo de implementar este sistema de iluminación como una opción frente a los métodos tradicionales, pues estos últimos ofrecen muchas desventajas, tanto en la parte visual como en la parte económica. Además de incluir en el diseño, una interfaz para ser operada por un usuario, de manera fácil e intuitiva, la cual actualmente no es brindada por los equipos comerciales que ofrecen este tipo de iluminación, pues estos ya vienen predeterminados desde su fabricación. El diseño realizado consta de 2 partes. La primera parte es el desarrollo del software, es decir, el programa cuyo fin es lograr el degradés de los colores, así como los efectos realizados con estos; mientras que la segunda parte es el hardware, lo que incluye tanto los controladores de potencia para los LEDs, como los LEDs mismos y la tarjeta de control de todo el sistema. Ambas partes, así como la investigación previa, están documentadas en 4 capítulos. En el primer capítulo, se definen los métodos de publicidad visual, dentro de los cuales se encuentra la publicidad exterior (paneles), así como la visión humana y sus características en función a los colores. Luego, en el segundo capítulo, se muestra el estado actual de la iluminación con LEDs de potencia RGB, su funcionamiento y aplicaciones actuales en la industria. En el tercer capítulo, se desarrolla el diseño planteado para cubrir los objetivos, tanto en la parte de hardware (controladores, LEDs de potencia, etc.) como en software (desarrollo de programa). Finalmente, en el cuarto capítulo, se presentan las simulaciones y fotografías, las cuales prueban en correcto funcionamiento de los subsistemas que conforman la iluminación con LEDs, así como el sistema integral conjunto. Además, en la última parte se presentan las conclusiones y recomendaciones en el desarrollo del prototipo presentado, para que puedan ser tomadas en cuenta para futuras mejoras de este.Item Diseño de un sistema de iluminación inteligente aplicado al primer piso del pabellon V de la PUCP(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-09) Montalvo Gonzales, Víctor RainieroEn el primer piso del pabellón V de la PUCP, el cual alberga a la sección de Ing. Electrónica y algunos ambientes que pertenecen a la sección de Ing. de Telecomunicaciones, se continúa utilizando equipos convencionales de iluminación. Se utilizan interruptores manuales sin tener un control sobre el consumo ni las horas que se encuentran encendidas, ocasionando muchas veces consumo innecesario de energía eléctrica. Algunas tecnologías utilizadas para optimizar los sistemas de iluminación son los detectores de presencia, los cuales encienden las lámparas cuando se detectan personas en el ambiente; reguladores de luz artificial, los cuales verifican la cantidad de luz con la que cuenta el ambiente y finalmente sistemas centralizados en donde se puede programar el encendido ó apagado de las lámparas de acuerdo a los requerimientos del usuario. Un sistema de iluminación inteligente basado en el uso de los elementos antes mencionados permitirán la obtención de un sistema más eficiente que brinde iluminación de acuerdo a las condiciones del ambiente; además de reducir el gasto por consumo de energía eléctrica. Actualmente el primer piso del pabellón V está compuesto por 30 ambientes. Será necesario dividir el total en 5 redes a controlar, teniendo como circuito encargado de recibir las señales (provenientes del sensores de movimiento, sensores de luz, interruptores para elegir el modo de funcionamiento del sistema), y procesarlas al circuito denominado esclavo y desde éste, enviarlas las respuestas correspondientes hacia los circuitos de encendido/apagado de lámparas y los circuitos de regulación de intensidad luminosa para indicar las acciones a realizar para cada ambiente. Para poder verificar el estado del sistema completo, así como manipularlo, se requiere de un circuito denominado maestro, el cual estará conectado a todos los circuitos esclavo, mediante el estándar de comunicaciones RS-485, y mostrará los datos que tienen éstos respecto al tiempo de uso de las lámparas y el estado de los equipos conectados. En la parte de simulaciones, se presentará el funcionamiento del sistema utilizando un circuito maestro y un circuito esclavo con los sensores y actuadores para probar el correcto funcionamiento del sistema. Para conocer si el sistema es viable económicamente, se mostrará un presupuesto aproximado para la implementación de este sistema.Item Diseño de un sistema de automatización para el sistema de iluminación de una planta industrial(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-09) Contreras Iglesias, Anguie María del MilagroActualmente existe un aumento constante del consumo de energía, la modernización de los procesos industriales y el crecimiento económico son las principales causas de este fenómeno. Ante esta realidad, el uso eficiente de este recurso se convierte hoy en día en una prioridad con el fin de preservar los recursos energéticos y establecer cambios oportunos orientados al desarrollo sostenible en armonía con el medio ambiente. El sector industrial se constituye hoy en día en un potencial consumidor de energía eléctrica, sin embargo muchas de sus instalaciones no cuentan con un control y uso adecuado de energía. Muestra de ello son los sistemas de iluminación, pues se han identificado numerosas deficiencias en torno a su uso siendo la más crítica mantener encendidas las lámparas durante periodos no productivos, lo cual conlleva a incrementar el impacto económico para la empresa y ambiental para el mundo. En la presente tesis se diseña un sistema de automatización para el sistema de iluminación de una planta industrial que permita optimizar el uso de energía eléctrica evitando que las lámparas permanezcan encendidas durante períodos no productivos. Es decir, se diseñará la automatización de alumbrado que asegure una iluminación de calidad durante el tiempo que sea necesario. El diseño consta de la selección de sensores y actuadores, diseño de un programa en lenguaje “Ladder” que permita controlar la secuencia de encendido de los contactores de fuerza de los circuitos de iluminación en función a los períodos de producción y la señal de sensores en las zonas elegidas. Así mismo se ha diseñado la interfaz de usuario la cual permite: ingresar los horarios de producción, realizar el control manual de los circuitos de iluminación desde la interfaz y monitoreo de horas de consumo. El usuario podrá controlar el sistema de iluminación a través de la interfaz de usuario la cual estará comunicada con el controlador a través de una red industrial que también será diseñada. Como parte del desarrollo de la tesis, se hicieron pruebas aisladas y se comprobó el correcto funcionamiento del programa implementado mediante la comunicación de una computadora personal con el controlador, así mismo, las pruebas realizadas verifican la respuesta en tiempo real del controlador empleado en el diseño.Item Rediseño e implementación de un sistema de iluminación para espacios publicitarios usando Led RGB(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-09) Medrano Arias, Eduardo AlfredoLos sistemas de iluminación son desarrollos que permiten al hombre visualizar de una mejor forma a los objetos desde un punto de vista artístico y funcional. Estos sistemas tienen un amplio campo de aplicación en nuestra vida diaria. Están referidos al proceso en el cual la iluminación forma parte del diseño del objeto usando dispositivos capaces de satisfacer el tipo, calidad y color de luz que se requiere. Dado que en el Perú los sistemas de iluminación cumplen una gran importancia como elemento que forma parte del diseño de espacios públicos y comerciales, es necesario enfrentar el problema de la iluminación conociendo las características de ella. Por esto se plantea la utilización de una nueva tecnología como el LED (Light-Emitting Diode) de potencia en el desarrollo de sistemas de iluminación aprovechando las características que este dispositivo trae. La presente tesis consiste en el rediseño e implementación de un sistema de iluminación aplicado a un display1 publicitario de una superficie de 25x25cm2. Uno de los objetivos es mejorar la iluminación mediante la aplicación de la nueva tecnología, el LED RGB (Red Green Blue) que permite obtener un color determinado, rojo, verde y azul; además de variar su intensidad de brillo. Con el uso de lentes convergentes es posible mezclar los colores primarios para obtener los colores secundarios; amarillos, cian y magenta; y el color blanco. El siguiente documento se encuentra dividido en cuatro capítulos principales; el primero de ellos explica la importancia de la iluminación publicitaria en espacios publicitarios. El segundo capítulo brinda información sobre la evolución de los sistemas de iluminación convencionales hasta llegar a la tecnología LED. El tercer capítulo muestra las consideraciones para el rediseño e implementación del sistema, los componentes elegidos, así como los cálculos y criterios de selección. El último capítulo menciona los resultados obtenidos, análisis de costo y conclusiones finales. Al final del documento se muestra las recomendaciones, sobre el rendimiento del sistema de iluminación y como mejorarlo, las referencias utilizadas y en la sección de anexos hojas de datos de los componentes utilizados.Item Diseño de un sistema de iluminación para espacios publicitarios pequeños usando Leds de potencia RGB / Carlo Manuel Lara Alvarado(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Lara Alvarado, Carlo ManuelDebido al acelerado desarrollo de los semiconductores, en los últimos 15 años, se ha logrado dejar de usar a los LEDs como simplemente fuentes de señalización en diversas aplicaciones minúsculas, por ejemplo en los muy conocidos displays de 7 segmentos o como puntos brillantes en los teclados y circuitos electrónicos, para pasar con fuerza al ámbito de la iluminación. Es así, como grandes empresas internacionales han fijado su interés en el desarrollo y afianzamiento en el mercado de los llamados LEDs de potencia o alto brillo, dado que, como su nombre lo indica, han llegado a multiplicar su capacidad de generar luz y mejorar su eficiencia luminosa hasta el punto de competir y superar otros tipos tradicionales de fuentes de iluminación. Es por estas razones, que el objetivo de este trabajo de tesis es diseñar un sistema de iluminación usando LEDs de potencia RGB para espacios publicitarios de tamaño pequeño, ya que el ámbito de la publicidad es un mercado donde se permite aplicar todo el potencial de una nueva tecnología de iluminación multicolor.