La actualidad del ferromagnetismo aplicado.

Sitnikov, Vladimir | 2011-10-13

Los modernos equipos electrónicos y electrotécnicos operan en un amplio rango de frecuencia y con distintas formas de voltajes y corrientes. Ellos demandan un alto nivel de exigencia en calidad y confiabilidad de los componentes magnéticos. El desarrollo de la tecnología en esta dirección, trajo consigo una nueva generación de materiales magnéticos blandos- las aleaciones amorfas, las cuales activamente se utilizan en la práctica. Además, aparecieron nuevos tipos de amplificadores y suiches magnéticos que podrían transformar algunos campos de la técnica. El diseño y análisis de equipos con componentes magnéticos no puede ser realizado solamente con base en las características integrales del núcleo. También es necesario tener en cuenta los valores instantáneos de la velocidad de variación de la densidad de flujo, reluctancia y otros parámetros determinados por los efectos dinámicos de la histéresis. Por lo anterior, es oportuno brindar mayor atención a la investigación de los principios del ferromagnetismo aplicado y a la utilización de las características positivas de los métodos de transformación y amplificación magnéticos.

Analysis of wireless propagation using a novel 3D Ray- tracing acceleration technique.

Escobar, Adolfo | 2014-03-12

El rápido crecimiento en las comunicaciones inalámbricas ha llevado a la necesidad de evaluar de un modo eficaz la radio propagación. Las densas áreas urbanas y los ambientes interiores tienden a ser entornos complejos que requieren una gran cantidad de obstáculos para ser modelados. En tales entornos, la radio propagación de las ondas es un fenómeno extremadamente complicado y las técnicas de trazado de rayos han sido ampliamente usadas para analizar estos problemas. Sin embargo, el principal problema del algoritmo de trazado de rayos es su lentitud. Por lo tanto, el proceso del trazado de rayos se debe realizar con técnicas que mejoran la eficiencia de las simulaciones. En este artículo se presenta una nueva técnica de aceleración de trazado de rayos que combina las técnicas AZB y octree para la subdivisión del espacio. Esta nueva técnica se validó mediante mediciones de propagación en dos ambientes hospitalarios, encontrando que el máximo error entre los valores medidos y calculados fue inferior al 8%. La nueva técnica permitió reducir el tiempo de cálculo a la mitad comparado con la técnica AZB. Sin embargo, a medida que crece el número de interacciones que se evalúan, crece el tiempo computacional.

Análisis de los procesos de magnetización de las aleaciones amorfas aplicando el modelo estadístico de Preisach.

Sitnikov, Vladimir | 2013-10-25

Con base en el modelo estadístico de la histéresis-modelo modificado de Preisach, ha sido desarrollado un modelo matemático de los procesos de magnetización de las aleaciones amorfas, que permiten obtener las características dinámicas diferenciales considerando los efectos dinámicos de la histéresis. En el presente artículo se determinan las leyes de distribución de la función Preisach y la Ley del movimiento del frente de magnetización en el caso de magnetización desde una fuente de corriente. Se presentan los resultados del modelo por computador de los procesos de magnetización de distintas aleaciones amorfas con alto contenido de cobalto.

Los campos magnéticos de 60 Hz y sus posibles efectos en la salud.

Aponte Mayor, Guillermo | 2011-10-13

A partir del hecho de que los campos electromagnéticos de altas frecuencias como los rayos X, producen alteración a nivel genético[1], nació la duda sobre si los campos magnéticos generados por el sistema eléctrico de energía (60 Hz) pudieran provocar efectos similares que fueran perjudiciales para la salud humana. En este artículo se hace una descripción de los principales métodos empleados para el estudio de los efectos biológicos de los campos magnéticos, los resultados obtenidos en algunos estudios y la posición de diferentes instituciones y organizaciones. Igualmente se presenta la importancia de hacer sobre el tema una comunicación social clara.

Cálculo analítico mediante herramienta computacional de las pérdidas adicionales en el tanque de un transformador de distribución

Cadavid Ramírez, Héctor | 2012

Este trabajo, muestra el estudio de algunos métodos para cálculo analítico de pérdidas adicionales en el tanque de un transformador trifásico de distribución. La potencia disipada en este componente estructural, se debe a las corrientes Eddy originadas; por el campo magnético de dispersión de las cabezas de bobina y el campo generado por altas corrientes en los conductores que atraviesan la pared del tanque. Antes del cálculo de pérdidas, se determinó la intensidad de campo magnético incidente en el tanque, ya que el valor obtenido para esta variable establece la buena aproximación del cálculo al valor real. Luego de estudiar y caracterizar cada método de cálculo de pérdidas adicionales en el tanque, se implementaron los métodos de Turowski y Bidimensional, en una aplicación computacional. En esta aplicación, también se determinaron las pérdidas adicionales en los devanados con el fin de obtener las pérdidas adicionales totales. Los resultados obtenidos, se validaron en un transformador real. La hoja de cálculo realizada en Microsoft Excel, provee a fabricantes y reparadores de transformadores, una opción rápida y económica para estimar las pérdidas adicionales en el tanque, debido a que el enfoque 2D usado para el cálculo, arroja resultados aproximados según la validación realizada. Por lo tanto, es posible evitar recursos computacionales muy exigentes, y personal requerido para el modelado 3D, reduciendo costos

"Desarrollo de un biorreactor con estimulación magnética y validación en un modelo de implante de piel artificial".

Pinedo Jaramillo, Carlos Rafael | 2018-04-18

En este trabajo se detalla el diseño e implementación de un sistema biorreactor asociado a un sistema de generación de campo magnético controlado y espacialmente localizado, que irradia una señal uniforme, de baja frecuencia seleccionable, de baja magnitud ajustable y temporización controlada, actuando sobre un cultivo celular matricial in vitro en proceso de desarrollo y crecimiento, con el fin de verificar la viabilidad y la proliferación de cultivos matriciales in vitro bajo los efectos de campos magnéticos de extrema baja intensidad y frecuencia. Debido a la creciente ubicuidad de los dispositivos tecnológicos en nuestro entorno, tales como: teléfonos celulares, computadores portátiles, tabletas, consolas portátiles de videojuegos y otros dispositivos de enlace inalámbrico, los seres humanos han comenzado a preocuparse por los efectos en la salud causados por un aumento exponencial a la exposición a campos electromagnéticos radiados, que son producidos por los nuevos dispositivos tecnológicos. En las últimas dos décadas, se han realizado estudios para determinar si el aumento de exposición puede dar lugar a efectos perjudiciales para la salud, sin embargo la mayoría de los estudios se han centrado en los campos electromagnéticos de alta frecuencia, tales como los emitidas por los teléfonos celulares y los hornos de microondas, centrados principalmente en determinar si pueden tener efectos cancerígenos. El efecto de la exposición a los campos electromagnéticos de frecuencia extremadamente baja en sistemas celulares humanos todavía sigue sin determinarse. Pensando en esto, en el proyecto se desarrolla un prototipo biotecnológico con el fin de cultivar células in vitro, creando un ambiente controlado que es sometido a radiación electromagnética de extremada baja intensidad y frecuencia. Al mismo tiempo, se implementa un protocolo de pruebas y ensayos experimentales, para determinar la viabilidad funcional del diseño y verificar algunas implicaciones en el comportamiento biológico del cultivo.

Desarrollo de una metodología para validación teórica de esfuerzos dinámicos de cortocircuito en transformadores de distribución y media potencia.

Aponte Mayor, Guillermo | 2018-04-24

La prueba de aptitud al cortocircuito permite verificar la capacidad del transformador para soportar los esfuerzos térmicos y mecánicos generados durante una falla externa. El ensayo es considerado como el método directo para evaluar esta condición, sin embargo, debido a los altos costos y la ausencia de laboratorios con la capacidad suficiente para su realización, desde el año 2006 la comisión electrotécnica internacional (CEI) definió un procedimiento alternativo de validación basado en el cálculo teórico de las fuerzas y esfuerzos originadas por un cortocircuito. En el procedimiento, los valores calculados son comparados con los obtenidos en un transformador de referencia sometido al ensayo o con los valores definidos por la norma. En este trabajo se realiza una revisión del procedimiento de validación teórica y se propone una metodología, se desarrolla un caso de análisis para un transformador trifásico de 400kVA. Las fuerzas fueron calculadas a través del método de elementos finitos y los esfuerzos se estimaron a partir de fórmulas aproximadas. Los resultados del cálculo permiten concluir, para este caso, que el equipo es teóricamente apto para soportar los esfuerzos de cortocircuito, lo cual fue corroborando con lo obtenido durante las pruebas.

Determinación de la calidad del aislamiento mediante la medición del factor de pérdidas (tangente delta).

Cadavid Ramírez, Héctor | 2011-10-13

El presente artículo recopila los resultados de la medición de la tangente delta, mediante pruebas realizadas sobre generadores del laboratorio de la Universidad del Valle, empleando un puente de Schering

Diseño y construcción de una bobina Tesla.

Aponte Mayor, Guillermo | 2011-10-13

El presente trabajo describe la teoría de funcionamiento y el proceso de diseño y construcción de una bobina Tesla, construida con el propósito de servir de apoyo docente para los cursos de electromagnetismo y Alta Tensión. A través del simulador Pspice se obtuvieron las variables eléctricas de la bobina Tesla y por medio de un programa de elementos finitos se identificó la densidad de flujo magnético alrededor de la misma. Se plantea la posibilidad de realizar pruebas de aislamiento con este dispositivo al igual que demostraciones.

Efecto de la magnetización durante el cortocircuito en transformadores de distribución.

Alfonso, José Nelson | 2011-10-13

En este artículo se muestra cómo la magnetización durante la energización del transformador afecta el balance de amperios-vuelta del sistema y cómo esta condición de operación en transformadores de distribución produce un desbalance crítico de las fuerzas sobre los devanados al momento del cortocircuito. También se presenta la metodología implementada para minimizar el efecto de magnetización durante la prueba de cortocircuito.

Electromagnetic stimulation as coadjuvant in the healing of diaphyseal femoral fractures: a randomized controlled trial.

Martinez Rondanelli, Alfredo | 2015-02-10

Introduction: There is controversy in medical literature regarding the use of electromagnetic fields to promote bone healing. Methods: After designing and building devices capable of generating an electromagnetic field for this study, their safety was confirmed and the electromagnetic therapy was randomly allocated and compared to placebo in patients with fracture of the femoral diaphysis. Treatment began six weeks after the fracture and it was administered once a day, during 1 h, for eight consecutive weeks. Twenty devices were built, 10 of which were placebo-devices. Between June 2008 and October 2009, 64 patients were randomized in two different hospitals and were followed for 24 weeks. The mean age was 30 years (18-59) and 81% were males. Results: Healing observed at week 12 was 75% vs. 58% (p= 0.1); at week 18, it was 94% vs. 80% (p= 0.15); and at week 24, it was 94% vs. 87% (p= 0.43) for the device group and the placebo group, respectively. Discussion: This study suggests that an electromagnetic field stimulus can promote earlier bone healing compared to placebo in femoral diaphyseal fractures. Faster bone healing translates into sooner weight bearing, which – in turn – permits quicker return to normal daily activities. Introducción: El uso de estimulación electromagnética como coadyuvante en la consolidación de fracturas es controversial en la literatura médica. Métodos: Para este estudio, se diseñó y construyó un dispositivo capaz de generar un campo electromagnético. Tras confirmar su seguridad se asignaron pacientes aleatoriamente con fractura diafisaria de fémur a recibir terapia electromagnética o placebo. La estimulación inició a las seis semanas de la fractura, 1 h diaria, por ocho semanas consecutivas. Se construyeron 20 dispositivos, 10 reales y 10 dispositivos-placebo. Entre junio 2008 y octubre 2009, ingresaron 64 pacientes al estudio de dos instituciones y fueron seguidos durante 24 semanas. El promedio de edad de los pacientes fue de 30 años (rango 18-59) y 81% eran de sexo masculino. Resultados: La consolidación observada para el grupo con el dispositivo y el grupo placebo fue: en la semana 12, 75% vs. 58% (p =0.1); en la semana 18, 94% vs. 80% (p =0.15) y en la semana 24, 94% vs. 87% (p =0.43). Discusión: Este estudio muestra una tendencia a la consolidación más temprana al estar expuesto a un campo electromagnético frente a placebo. Una consolidación más temprana permite un apoyo precoz y, así, más rápida reincorporación al trabajo y a las actividades cotidianas.

Esfuerzos mecánicos en transformadores de distribución.

Aguilar Castro, Yesid | 2011-10-13

Un transformador de distribución durante su vida útil se encuentra sujeto a un estado de carga destructivo ocasionado por corto-circuito. Este fenómeno ha sido estudiado en transformadores de potencia y literalmente despreciado en transformadores de distribución. Se mostrará cómo puede hacerse una aproximación a la descripción del comportamiento mecánico a bajo costo. Se describe un sistema de marcación que permitió medir los desplazamientos relativos acumulativos de las partes de interés del transformador al final de las pruebas de cortocircuito. El método de elementos finitos permitió cuantificar la magnitud de los desplazamientos y esfuerzos mecánicos del transformador durante el cortocircuito.

Estudio y modelamiento del comportamiento transitorio del transformador.

Cadavid Ramírez, Héctor | 2011-10-13

Evaluación de la Respuesta en Frecuencia del Transformador utilizando un modelo Circuital de Celdas.

Aponte Mayor, Guillermo | 2013-10-26

Este artículo presenta un modelo circuital que puede ser empleado para evaluar las curvas obtenidas en la prueba de respuesta en frecuencia del transformador. El modelo es sensible a cambios en la curvas, por lo que puede ser de gran utilidad para determinar las posibles condiciones del transformador que sean las causas de las variaciones. Se hace la descripción del modelo y se muestran algunos casos de su aplicación.

Experiencias en la acreditación del laboratorio de alta tensión en el sistema de calidad Colombia.

Aponte Mayor, Guillermo | 2011-10-13

El laboratorio de Alta Tensión de la Universidad del Valle cumple funciones de docencia, de investigación y de servicios. Los servicios se ofrecen para la industria y el sector eléctrico colombiano. Se realizan, principalmente, pruebas sobre transformadores, cortacircuitos, aisladores y seccionadores. En este artículo se presenta el proceso seguido por el laboratorio, para obtener la acreditación como laboratorio de ensayos por parte del Gobierno Colombiano, cumpliendo los requisitos de la reglamentación nacional, basada en la norma ISO 9000. Esta experiencia puede servir de guía para laboratorios que se encuentran en desarrollo, tendientes a obtener la acreditación sus respectivas autoridades nacionales. Igualmente se presenta la estructura del Laboratorio y su sistema de calidad, que lo ha posicionado en le sector eléctrico colombiano como una entidad prestadora de servicios de primera calidad, sin que ello afecte sus actividades de docencia e investigación. Se muestra como las actividades del Laboratorio han contribuido al mejoramiento de la calidad de los equipos y elementos utilizados por el sector eléctrico. Finalmente, se mencionan los aspectos relevantes del plan de desarrollo del Laboratorio y sus estrategias para mantener y mejorar el nivel de calidad de los servicios prestados.

Medición y simulacion de campos electricos y magnéticos de baja frecuencia en lineas y subestaciones.

Aponte Mayor, Guillermo | 2011-10-13

En este artículo se presentan los resultados de mediciones de campos electromagnéticos de baja frecuencia obtenidos en líneas de transmisión y subestaciones eléctricas que pertenecen a la empresa de energía regional EPSA E.P.S. (Empresa de Energía del Pacifico). Además se hace una comparación de las mediciones obtenidas con simulaciones por computador y con las recomendaciones internacionales vigentes.

Obtención en campo de la respuesta en frecuencia de un transformador de potencia energizado.

Aponte Mayor, Guillermo | 2018-04-20

En el proyecto de investigación realizado se llevó a cabo la ejecución de la prueba de respuesta en frecuencia en un transformador de potencia energizado, de una subestación del sistema eléctrico. El proyecto consistió en llevar un prototipo de laboratorio de IFRA on-line (baja tensión, hasta 1kV) a un equipo IFRA on-line de alta tensión (hasta 15kV), para lo cual la empresa del sector Eléctrico EMCALI permitió realizar pruebas en un transformador Móvil de 34.5/13.2 kV-28MVA, ubicado en la Subestación Sur del sistema eléctrico de Cali. Para el proyecto, GRALTA aportó el método desarrollado en laboratorio y los equipos principales para llevar a cabo la prueba FRA on-line; la Universidad del Valle el presupuesto para llevar montar el prototipo funcional a campo y la empresa EMCALI el espacio y el transformador donde se realizaron todas las pruebas.

La prueba de cortocircuito y la calidad de los transformadores en Colombia.

Aponte Mayor, Guillermo | 2011-10-13

La implementación de un exigente sistema de control de calidad para transformadores de distribución, en el sector eléctrico colombiano, requiere de laboratorios de ensayo adecuados que permitan verificar los requisitos establecidos. Uno de los ensayos es el de cortocircuito franco en transformadores de distribución, que evalúa su aptitud mecánica ante este tipo de fallas, requisito indispensable para que todo fabricante de transformadores, en el país, pueda obtener la homologación de sus productos. Para que la Universidad del Valle implementara la prueba de cortocircuito, se elaboró un proyecto que permitió desarrollar una alternativa, mediante la cual se tiene, actualmente, en funcionamiento un campo de pruebas de cortocircuito para transformadores. En este artículo se presentan las etapas del desarrollo de esta investigación, que incluye la concepción y puesta en marcha de un campo de pruebas especializado [1], la confrontación de los resultados teóricos y experimentales y los resultados de ochenta y seis (86) transformadores probados, de dieciséis (16) fabricantes.

Reducción de pérdidas ocasionadas por flujos de dispersión en el tanque de transformadores de distribución.

Cadavid Ramírez, Héctor | 2011-09-15

En este artículo se examina la simulación, implementación y validación del método de pantalla magnética modoancho de longitud variable, como mecanismo para reducir las pérdidas ocasionadas por los flujos de dispersión en el tanque de un transformador de distribución monofásico de 15 KVA. Inicialmente a través de la simulación en 2D con el método de elementos finitos MEF, se estableció el comportamiento de las pérdidas en las paredes del tanque del transformador, con y sin pantalla magnética, y posteriormente, a través de pruebas adicionales de laboratorio, se realizó la respectiva verificación en el transformador. El análisis de los resultados obtenidos en esta investigación muestra que hay un impacto significativo en la reducción del nivel de pérdidas adicionales, con la implementación de la pantalla magnética y por lo tanto tal metodología de mitigación de pérdidas seleccionada es adecuada y viable técnica y económicamente.

Resultados de la ejecución de la prueba de cortocircuito franco sobre transformadores de distribución.

Cadavid Ramírez, Héctor | 2011-10-13

Los transformadores que se conectan en los circuitos de distribución, casi con toda certeza, se verán sometidos durante su vida útil, a fallas en los circuitos secundarios que alimentan. Esta condición, que es eliminada rápidamente por las protecciones, no debe ser causa de daño en los transformadores los cuales deben diseñarse y fabricarse con capacidad para soportar los cortocircuitos. Este artículo presenta los resultados de las pruebas de cortocircuito realizadas en la Universidad del Valle, desarrolladas mediante un proyecto que planteó una alternativa al procesamiento tradicional que requería de un laboratorio de alta potencia.