Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551039
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de las Maestrías correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
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- Análisis de fuerzas de corto circuito en un transformador de potencia al comparar programas de elemento finito(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2005-12-01) Manríquez Castro, Bernard; Viramontes Brown, Federico; Castellanos, Juan Gonzalo; Gutiérrez Villanueva, Efraín; ITESM-Campus Monterrey; División de Ingeniería y Arquitectura; Programa de Graduados en IngenieríaEl desarrollo de la presente tesis es en el estudio de transformadores de potencia. Un transformador es una máquina estática cuya función es la de transferir energía eléctrica. Es un dispositivo que enlaza magnéticamente circuitos eléctricos. Para el estudio y análisis de transformadores se han creado programas computacionales que apoyan en el diseño del mismo. Se realizan distintos análisis mecánicos, eléctricos, magnéticos con el fin de satisfacer las especificaciones del cliente. Los programas aplican distintas técnicas para poder determinar la distribución de esfuerzos mecánicos, flujo magnético, pérdidas en los transformadores, simulación del transformador en condiciones normales y fuera del punto de operación. La parte de diseño a la cual se desea dar enfoque en la presente tesis es hacer un análisis comparativo entre dos herramientas computacionales que calculan fuerzas de corto circuito en un transformador de potencia por medio de la técnica de elemento finito. Los programas son el FLD5, del Dr. O. W. Andersen del Instituto Tecnológico de Noruega; y el producto Maxwell 2D de ANSOFT. Parte de la comparación consta de un estudio teórico de las fuerzas de corto circuito como aproximación de los resultados de ambos programas.
- Análisis de la corriente de energización en transformadores Eléctricos(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2004-05-01) Díaz Ramos Joel; Viramontes Brown, Federico; tolmquevedo; Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey
- Gasificación Integrada al Ciclo Combinado: Alternativa Energética para Incorporación en México(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/08/2004) Reyes Reyes, Ricardo; Viramontes Brown, Federico; Llamas Terrés, Armando; Baez Moreno, Jesús Antonio; ITESMEl consumo de energía, la facilidad de acceder a ella, la seguridad de su suministro y los niveles de consumo son indicadores de la calidad de vida de los habitantes de un país. Ayudan al bienestar social proveyendo servicios básicos como lo son: la calefacción, refrigeración, iluminación, preparación de alimentos, etc. En éste trabajo se aborda la problemática de abasto de energía eléctrica, enfocándonos a la generación. Una de las principales debilidades, es la creciente demanda del gas natural y la necesidad de importarlo; resultando en el aumento y volatilidad de su precio. El consumidor principal de este energético es el sector eléctrico, con proyecciones de crecimiento muy elevadas, en el mediano y largo plazo. SegÚn proyecciones de los nuevos desarrollos de generación eléctrica, se prevé que esta provendrá en un 60% del gas natural como fuente primaria para el 2010. La solución que se propone para minimizar esta dependencia, es la utilización comercial de la gasificación integrada al ciclo combinado, que actualmente se encuentra en un estado de desarrollo. Los costos variables por combustible son bajos y el nivel de emisiones contaminantes a la atmósfera menores al de centrales convencionales que utilizan los combustibles semejantes. Otra ventaja importante, es que tiene la posibilidad de emplear una amplia variedad de combustibles, que pueden ser de baja calidad o sucios, dejando residuos fácilmente manejables y subproductos de valor comercial en la industria química y petroquímica. Se emplea el método de nivelación de costos de generación para visualizar el área de competencia de estas centrales. El método calcula el costo total de operación al año y considera la taza inflación durante la vida del proyecto. De este análisis, se muestran las condiciones operativas y de mercado en que competirá frente al ciclo combinado de gas natural, mostrando su posible aplicación al sistema eléctrico mexicano. -iii- En el capítulo 7 se inicia con una descripción breve del trabajo realizado en este proyecto. Se destacan puntos importantes que son tratados con detalle más adelante, con el propósito de ayudar al lector a ubicarse en el ámbito energético, particularmente en lo referente a la infraestructura de generación, su función social e importancia estratégica. El capítulo 2 describe de forma explícita la problemática estudiada. Se describe la importancia y el contexto en que se ubica, así como los objetivos planteados que delimitaran el universo del problema, también se indica el origen y la motivación que condujo a la elaboración de este trabajo. La temática conlleva diversos temas asociados que interactÚan entre sí, el capítulo 3 aborda los mercados nacionales de los combustibles primarios para generación eléctrica, las ventajas y desventajas de estos mercados. Otro aspecto importante son las características técnicas y económicas de las tecnologías empleadas para generación de energía eléctrica, que emplean combustibles fósiles. La importancia que se le otorga en este trabajo a la gasificación integrada al ciclo combinado, amerita una descripción más detallada de su estado del arte, por lo que en el capítulo 4 se destacan sus aspectos más importantes. El capítulo 5 resume las ventajas y desventajas, operativas y económicas de las formas convencionales para generación. La información se utiliza en el método de evaluación económica que ayuda a comparar de forma sencilla y directa, dos o más métodos de generación; este método es denominado: nivelación de costos de generación. Mediante este método se definen diferentes escenarios en los que se comparan las unidades de gasificación y el ciclo combinado convencional, para encontrar un rango de competencia para la primera.
- Análisis de la Implementación de Proyectos de Captura y Uso del Biogás de Rellenos Sanitarios para la Generación de Energía Eléctrica(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2004-01-01) Pulido Calderón, Erick Y.; Viramontes Brown, Federico; Llamas Terrés, Armando; Saldaña Méndez, Jaime L.; Itesm; Viramontes Brown, FedericoEn el presente trabajo de tesis se estudian los factores más importantes que están involucrados en la implementación de plantas generadoras de energía eléctrica cuyo combustible es el biogás producido en rellenos sanitarios o tiraderos de basura, con el objetivo de determinar las condiciones que se hacen necesarias para que este tipo de plantas sean competitivas en relación a aquellas que utilizan combustibles convencionales. En el capítulo 1 se define a grandes rasgos cual es la definición del problema sobre el cual está basada esta tesis, el capítulo 2 proporciona una breve introducción a la situación actual del sector eléctrico mexicano, en particular de la demanda eléctrica del área metropolitana de la ciudad de monterrey. En el capítulo 3 se aborda el tema de las tecnologías de conversión de la biomasa en energía, se estudian los tres principales procesos de conversión existentes, es decir, la conversión termoquímica, la conversión bioquímica y la conversión fisicoquímica. En el capítulo 4 se da un panorama general de que es y cómo funciona el mercado internacional del carbono, para lo cual se definen conceptos como los de reducciones de emisiones certificadas, externalidad, internalización, créditos de carbono, potencial de calentamiento global, etc., con la finalidad de que el lector comprenda la importancia que tiene este tema como medio de financiamiento de la implementación futura de proyectos ecológicos como el planteado en esta tesis que ayudan a reducir el deterioro ambiental que sufrimos día a día. El capítulo medular de esta tesis es el capítulo 5, en este capítulo se analiza a Bioenergía de Nuevo León, S.A. de C.V., como un caso de estudio, Bioenergía es el nombre del proyecto mediante el cual se busca disminuir el efecto invernadero producido por el cambio climático, quemando 60 mil metros cÚbicos de gas metano al día, provenientes de la basura de los regiomontanos, para lograr una capacidad de generación de 7 megawatts eléctricos. El proyecto fue financiado en parte por el programa GEF (Global Environmental Facilities) de la ONU, con recursos administrados por el Banco Mundial, como una de las tres agencias de implementación del GEF (las otras dos son; UNDP (the United Nations Development Programme), UNEP (the United Nations Environment Programme). El GEF es un mecanismo que provee donativos y fondos de concesión destinados a sufragar los costos increméntales asociados a las medidas para lograr beneficios ambientales globales en cuatro áreas principales; cambio climático, diversidad biológica, aguas internacionales y agotamiento de la capa de ozono. En el capítulo 6 se presentan las conclusiones principales del desarrollo de los capítulos 3, 4 y 5, así como también las recomendaciones para trabajos futuros relacionados al tema de la producción de energía eléctrica a través del biogás proveniente de rellenos sanitarios o tiraderos. 6 Se anexa a esta tesis un programa en Excel, es cual fue desarrollado por el autor de esta tesis, el cual sirvió para avaluar financieramente el proyecto del caso de estudio, además este programa es Útil para calcular las tasas de retorno de este tipo de proyectos cuando son financiados a través de créditos bancarios, así como también es Útil para analizar diferentes escenarios que ayudan a determinar cuáles son los parámetros que afectan de una manera más significativa la sensibilidad de las tasas de retorno, las cuales finalmente determinan el grado de factibilidad de implementación del proyecto.
- Análisis de la metodología para la determinación de los cargos por servicio de transmisión de energía eléctrica(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2003-12-01) Valencia Cuevas, Marco Antonio; Viramontes Brown, Federico; Llamas Terrés, Armando; Báez Moreno, Jesús Antonio; Programa de Graduados en Ingeniería; División de Ingeniería y Arquitectura; Campus MonterreyLa transformación en los últimos años de la industria eléctrica a nivel mundial ha puesto al sistema de transmisión como eje del mercado eléctrico, de forma tal que permita que la generación se desarrolle en un ambiente de competencia que facilite la toma de decisiones económicas correctas y en forma descentralizadas. Los sistemas de tarificación de las redes de transmisión basados en los costos marginales, presente en la mayoría de los nuevos mercados eléctricos, es insuficiente para recuperar los costos totales de las instalaciones en el sector transmisión, es por esta razón que debe incluirse a estos costos un cargo adicional que permita recuperar esta diferencia. La forma de distribuir el cargo complementario entre los usuarios del sistema de transmisión ha sido tema de debate a nivel académico, empresarial y legal. Cada país ha buscado su solución en concordancia con la realidad de sus sistemas de transmisión. Se han planteado diversos esquemas para dar solución a esta problemática, entre los cuales se encuentra aquel que considera el uso multilateral del sistema de transmisión con todos los agentes contribuyendo al financiamiento de la red, basado en un uso físico y económico de ésta, independientemente de los acuerdos comerciales. Se han desarrollado otros esquemas como el de las transacciones bilaterales o "wheeling", (porteo en nuestro país), que busca determinar el costo derivado de una transacción específica entre dos barras del sistema, algunos de los métodos planteados son el "Postage Stamp", "Contract Path" y el "MW-km". En este trabajo se estudia la metodología mexicana para determinar los cargos por servicios de transmisión. El desarrollo del trabajo se divide básicamente en nueve capítulos de la siguiente manera: En el capítulo 1 se describe a grandes rasgos cual es la definición del problema sobre el cual se basa este trabajo, esto es, un análisis de la metodología para determinar los cargos por servicios de transmisión de energía eléctrica. El capítulo 2 plantea las características fundamentales que tiene cualquier sistema de transmisión, además se estudia el concepto de costo marginal que será utilizado más adelante. El tercer capítulo analiza un sistema ideal de tarificación de la transmisión, en este se define el servicio de red, sus características, como debe plantearse una regulación para el servicio de transmisión y cuál es el impacto que esta regulación traería en caso de ser implantada a un sistema eléctrico real. Por lo que respecta al capítulo cuatro, este explica las características que debe cumplir un sistema eléctrico de potencia ideal, al cual pueda ser aplicado cualquiera de los métodos de asignación de cargos por uso de la red definidos en el capítulo 5 algunos de los cuales han sido planteados sólo a nivel teórico y otros han sido puestos en práctica en algunos países, en este capítulo además se identifican de una manera muy general cuales son los cargos que se deben considerar en la tarificación de la transmisión. Por otro lado, en el capítulo seis se analizan brevemente los marcos legales, básicamente en el sector de la transmisión, de algunos países latinoamericanos que han 7 Resumen desregulado su industria eléctrica. Al final de este capítulo se hace una comparación entre los esquemas tarifarios de los cinco países analizados. Finalmente se analiza el marco legal vigente para el sector eléctrico en el país. El capítulo siete aporta el trabajo más fuerte desarrollado durante esta investigación, básicamente comprende una descripción detallada de cuál es el funcionamiento de cobro de porteo en el país, además se tiene un caso de estudio al cual se ha aplicado la misma. Por lo que respecta al capítulo ocho, este presenta los principios básicos sobre los que se basan los tres principales esquemas de mercados eléctricos que se manejan en la actualidad, además de que explica brevemente como se maneja el mercado interno de energía en México implantado por la CFE. Finalmente, en el capítulo nueve se presentan las conclusiones y recomendaciones finales del trabajo desarrollado.
- Análisis de transferencia de calor en transformadores con la técnica de elementos finitos(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 1993-06-01) Cruz Valdés, Juan Carlos; Viramontes Brown, Federico; tolmquevedo; Tecnológico de Monterrey, Campus MonterreySe presenta una metodología para analizar la transferencia de calor en transformadores eléctricos por medio de la técnica de elementos finitos; en forma particular, la distribución de temperaturas dentro de un devanado. La herramienta utilizada para llevar a cabo el análisis es un producto computacional de elementos finitos. El modelo se desarrolló a partir de información proporcionada por un fabricante de transformadores eléctricos, tomando como base un diseño característico dentro de los parámetros de construcción de práctica común. Se describe la forma de cómo modelar las partes que componen una bobina, la definición de los valores de las condiciones de frontera involucradas y se presentan los resultados del análisis. Lo desarrollado en este documento pretende servir como medio para que durante la etapa de diseño de un transformador, pueda predecirse el comportamiento térmico de sus bobinas.