Depósito Campus Casa Central Valparaíso
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Browsing Depósito Campus Casa Central Valparaíso by Author "Angulo Cárdenas, Alejandro Alberto"
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Thesis Evaluación crítica del modelo teórico del terreno de dos capas horizontales utilizando simulación computacional(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-09-15) Cortés-Monroy Rojas, Rodrigo Alberto; Angulo Cárdenas, Alejandro Alberto; Departamento de Electricidad; Montaña Chaparro, Johny HernánEsta memoria presenta un análisis crítico del modelo teórico de terreno compuesto por dos capas horizontales, aplicado a mediciones de resistividad mediante el método Wenner, utilizando simulaciones computacionales como herramienta principal de evaluación. La motivación central radica en la importancia de caracterizar adecuadamente el subsuelo para diseñar sistemas de puesta a tierra seguros y eficientes en instalaciones eléctricas, así como en la necesidad de evaluar la vigencia y limitaciones de los modelos teóricos tradicionales frente a condiciones reales más complejas. El trabajo se estructura a partir de una revisión detallada del marco teórico relacionado con la resistividad del suelo, los métodos de prospección eléctrica más utilizados, y los modelos matemáticos y gráficos empleados para representar la variabilidad eléctrica del subsuelo, con especial énfasis en la metodología gráfica de Sunde. Mediante el software COMSOL Multiphysics se modelaron más de 100 configuraciones de terreno, generando más de 14,000 simulaciones. Estas abarcaron desde escenarios ideales con dos capas horizontales hasta terrenos con tres capas y estructuras heterogéneas, como volúmenes rocosos. Se realizó un análisis de sensibilidad sobre parámetros clave, como resistividades y espesores, evaluando la precisión de los modelos equivalentes de dos capas, tanto con ajustes analíticos como gráficos. Los resultados indican que el modelo de dos capas, ajustado matemáticamente, presenta alta confiabilidad en terrenos que cumplen dicha configuración, con errores generalmente menores al 2%. No obstante, su precisión disminuye al incorporar capas adicionales, donde el ajuste gráfico ofrece mejores resultados. En suelos con heterogeneidades internas, como bloques rocosos, el modelo de dos capas se mantiene aplicable, dado que estas irregularidades tienden a quedar enmascaradas en la respuesta eléctrica global, dentro del rango de parámetros considerado. Como aporte principal, se propone una guía fundamentada para seleccionar el método de ajuste más adecuado en función de la forma de las curvas de resistividad aparente, facilitando su aplicación en campañas reales, incluso en ausencia de información previa sobre la estructura del subsuelo. En conclusión, esta memoria contribuye al conocimiento aplicado sobre la representatividad de los modelos teóricos en el análisis de resistividad del suelo, y entrega herramientas prácticas que permiten optimizar la interpretación de datos en terreno.Thesis Metodología para la obtención de los parámetros eléctricos del suelo en función de la frecuencia.(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06) Rodríguez Canseco, Vicente Alejandro; Angulo Cárdenas, Alejandro Alberto; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Montaña Chaparro, Johny HernánLa caracterización de la resistividad y la permitividad del suelo es un aspecto fundamental en el diseño de sistemas de puesta a tierra. Aunque las mediciones a baja frecuencia han sido tradicionalmente suficientes, estudios recientes han evidenciado que estos parámetros dependen de la frecuencia, afectando el desempeño ante eventos transitorios. Investigaciones recientes han destacado la necesidad de incluir la variación de frecuencia de los parámetros del suelo para mejorar la precisión de las simulaciones. Los métodos convencionales, como el uso de electrodos hemisféricos, presentan limitaciones en frecuencias altas por su susceptibilidad a errores de contacto y requerimientos espaciales. En respuesta, se han desarrollado configuraciones más compactas y precisas, como los arreglos con electrodos tipo varilla. Este trabajo busca calcular la resistividad y la permitividad del suelo en función de la frecuencia, utilizando formas funcionales de la literatura y métodos de estimación de parámetros basados en mediciones experimentales. Para ello se establecieron un conjunto de configuraciones de electrodos para medir los parámetros eléctricos del suelo en función de la frecuencia, utilizando profundidades y distancias de separación menores a 5 metros. Considerando lo anterior, se realizaron mediciones en un terreno seleccionado para obtener los parámetros eléctricos del mismo, utilizando señales tipo impulso Así, se calcularon los parámetros eléctricos del suelo a partir de las mediciones en terreno utilizando métodos de estimación. Finalmente, se compararon los resultados de la estimación de parámetros con los datos obtenidos en modelos analíticos existentes y se seleccionó la configuración más adecuada de electrodos.Thesis Plataforma computacional para el diseño de mallas de puesta a tierra basada en black box optimization(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07-21) Rojas Reyes, Nicolás Esteban; Angulo Cárdenas, Alejandro Alberto; Departamento de Ingeniería Eléctrica; Montaña Chaparro, Johny HernánEn este trabajo de memoria se desarrolla una plataforma computacional orientada al diseño automatizado de sistemas de puesta a tierra, utilizando técnicas de optimización tipo black box. Se implementa un algoritmo basado en la metaheurística de optimización por enjambre de partículas (Particle Swarm Optimization, PSO), con el objetivo de reducir la cantidad de material conductor empleado sin comprometer los criterios de seguridad eléctrica establecidos por la norma IEEE Std 80-2013. La plataforma integra una interfaz gráfica que permite al usuario configurar parámetros del terreno, restricciones de diseño y visualizar tanto la configuración geométrica resultante como las tensiones de paso y contacto asociadas. Se valida el modelo mediante casos teóricos, y se estudia un caso de referencia extraído de la norma, adaptado para posibilitar una comparación directa. Los resultados demuestran que es posible obtener configuraciones no convencionales técnicamente viables, que ofrecen ahorros sustanciales en longitud de conductor y costos totales. Asimismo, se identifican limitaciones del modelo actual, como la exclusión de electrodos verticales y la restricción a una ´única capa, proponiendo como líneas de trabajo futuro la ampliación del modelo a escenarios más realistas y complejos mediante la incorporación de nuevas técnicas de optimización y validaciones experimentales.
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