Artículos - Ingeniería Eletromecánica
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- Item“Análisis de la eficiencia energética de las instalaciones del Edificio Académico del Bloque A de la UTC, Extensión La Maná.”(Ecuador: La Maná: Universidad Técnica de Cotopaxi; Extensión La Maná, Carrera de Electromecánica, 2025-09) Masapanta Masapanta, Edwin Alexander; Pazuña Naranjo, William Paul; Corrales Bonilla, Johnatan IsraelEn edificaciones institucionales, suele presentarse una alta demanda de energía eléctrica asociado a sus múltiples funciones, requiere de un monitoreo continuo que permita identificar áreas de optimización. El estudio se realizó con el objetivo de analizar la eficiencia energética del Edificio Académico del Bloque A de la Universidad Técnica de Cotopaxi, Extensión La Maná. Se aplicó una metodología cuantitativa, descriptiva y aplicada. El proceso de levantamiento de información se realizó mediante el analizador de redes marca Fluke 435 instalado en el tablero del edificio, con mediciones continuas durante 31 días, registrando datos a intervalos, en complemento para la descarga se utilizó la interfaz PowerLog Fluke. Se monitorearon parámetros como voltaje y corriente por fase, potencia activa, reactiva y aparente, energía activa acumulada, factor de potencia, así como los desequilibrios de corriente y potencia trifásica. Se concluyó que el sistema eléctrico presentó tensiones estables cercanas a 132 V por fase y un consumo acumulado de 3.18 MWh durante el período de evaluación, se identificaron desequilibrios de corriente de hasta 30 A entre fases y un factor de potencia que descendió en ciertos momentos a 0.70, en esencia, surge la necesidad de aplicar mejoras técnicas para optimizar la eficiencia y prolongar la vida útil de los equipos.
- ItemAnálisis estadístico del comportamiento de la demanda eléctrica de alimentador de la parroquia El Carmen de la ciudad de La Maná y la generación renovable implementada mediante un software de simulación.(Ecuador: La Maná: Universidad Técnica de Cotopaxi; Extensión La Maná, Carrera de Electromecánica, 2025-09) Párraga Quijije, Erick Jair; Romero Bedón, Freddy Rodrigo; Pazuña Naranjo, William PaulEl presente estudio se centró en el análisis estadístico de la demanda eléctrica del alimentador de la parroquia El Carmen, en el cantón La Maná, con el objetivo de evaluar su comportamiento y la posibilidad de integrar generación renovable mediante simulación. La investigación aplicó un enfoque cuantitativo, no experimental, longitudinal y descriptivo, utilizando datos reales del año 2024 proporcionados por la Empresa Eléctrica Cotopaxi, con mediciones de demanda activa y reactiva registradas cada 15 minutos. El procesamiento incluyó cálculos de promedio diario, curvas horarias, histogramas, análisis del factor de carga y del factor de potencia, así como la simulación en el software DIgSILENT PowerFactory incorporando paneles fotovoltaicos al sistema. Los resultados evidenciaron un uso ineficiente de la red, con valores bajos de factor de carga y presencia elevada de energía reactiva. La simulación mostró que la inclusión de generación renovable permitió una disminución promedio del 4 % en la carga del sistema. Se concluye que es necesario aplicar medidas correctivas como la redistribución de cargas, instalación de bancos de capacitores y mecanismos de gestión de la demanda para mejorar el rendimiento del alimentador eléctrico y optimizar su funcionamiento en beneficio del sistema local.
- Item“Análisis estático de una tolva de carga mediante el método de elementos finitos aplicable a la máquina para el mejoramiento de procesos de producción agroindustrial”(Ecuador: La Maná: Universidad Técnica de Cotopaxi; Extensión La Maná, Carrera de Electromecánica, 2025-09) Muñoz Malla, Roberto Gabriel; Morales Tamayo, Yoandrys; Barreno Flores, Charles FabiánEl presente estudio desarrolló un análisis estático por elementos finitos de una tolva de carga destinada al mejoramiento de procesos de producción agroindustrial, evaluando dos configuraciones de espesor de pared (1.0 mm y 1.5 mm) bajo condiciones operacionales reales. La metodología empleó Autodesk Inventor Professional 2026 para el modelado geométrico y Autodesk Inventor Nastran Editor Utility 2026 para el análisis estructural, implementando la teoría de Janssen para el cálculo de presiones granulares y el criterio de von Mises para la evaluación de tensiones multiaxiales. Los parámetros operacionales consideraron un caudal de 0.5 ton/h, densidad del material de 1,086.96 kg/m³ y fuerzas de impacto de 959.68 N. El estudio de convergencia alcanzó estabilidad numérica con 446,058 elementos, obteniendo tensiones máximas de 42.004 MPa y 17.657 MPa para espesores de 1.0 mm y 1.5 mm respectivamente. La configuración óptima de 1.5 mm demostró reducciones del 58.0% en tensiones y AISI 64.1% en deformaciones, alcanzando un factor de seguridad de 16.4. La validación mediante soluciones analíticas confirmó errores inferiores al 8.5%, estableciendo una metodología robusta transferible a otras aplicaciones de diseño de equipos agroindustriales.
- ItemAnálisis predictivo para la estimación de producción energética fotovoltaica en el recinto Malqui Machay mediante un sistema de monitoreo de generación eléctrica solar.(Ecuador: La Maná: Universidad Técnica de Cotopaxi; Extensión La Maná, Carrera de Electromecánica, 2025-09) Aguilar Sizalima, Edwin Alexander; Vásquez Carrera, Paco JovanniEl presente estudio desarrolló un modelo predictivo para estimar la producción energética fotovoltaica diaria en el recinto Malqui Machay, utilizando técnicas de aprendizaje automático aplicadas sobre variables meteorológicas locales. Se emplearon datos diarios de irradiancia solar, temperatura del aire y humedad relativa correspondientes al periodo comprendido entre enero de 2021 y mayo de 2024. El conjunto de datos fue segmentado en tres fases: entrenamiento (2021–2022), validación (2023) y proyección (2024). Entre los modelos evaluados, el algoritmo Random Forest presentó el mejor desempeño, alcanzando un coeficiente de determinación (R²) de 0.9993 y un error absoluto medio de 0.0221 kWh. La comparación entre los valores predichos y los datos reales observados durante 2023 evidenció un ajuste casi perfecto. También, la proyección generada para los primeros cinco meses de 2024 fue coherente con los patrones estacionales previos, ratificando la estabilidad del modelo. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad de aplicar modelos de inteligencia artificial para la estimación energética en contextos rurales, donde la infraestructura de medición suele ser limitada. La metodología propuesta representa una alternativa replicable y escalable para mejorar la gestión de sistemas fotovoltaicos en zonas con potencial solar moderado.
- ItemEstudio de sistemas inteligentes basados en sensores loT para la optimización de riego en cultivos agrícolas.(Ecuador: La Maná: Universidad Técnica de Cotopaxi; Extensión La Maná, Carrera de Electromecánica, 2025-09) Monar Cepeda, Carlos Benigno; Paredes Anchatipán, Alex Darwin; Hidalgo Osorio, William ArmandoEste estudio analizó el estado actual de los sistemas inteligentes basados en sensores IoT aplicados a la optimización del riego en cultivos agrícolas. Se realizó una revisión de 39 artículos científicos publicados entre 2019 y 2025, seleccionados mediante criterios de pertinencia, calidad y actualidad. El análisis permitió identificar las arquitecturas tecnológicas más empleadas, los tipos de sensores predominantes, los protocolos de comunicación utilizados, y los algoritmos de optimización aplicados. Los resultados mostraron que los sistemas revisados lograron reducciones representativas en el consumo de agua, con ahorros promedio del 32 %, así como mejoras en la eficiencia energética y en la productividad de los cultivos. Se observó una tendencia creciente hacia el uso de tecnologías de baja potencia y largo alcance, como LoRaWAN, y hacia la incorporación de algoritmos de machine learning y lógica difusa. También, el estudio destacó las oportunidades y desafíos específicos para la adopción de estas tecnologías en América Latina, en particular en países como Ecuador. Los hallazgos aportan evidencia sobre el potencial de los sistemas IoT para contribuir a la sostenibilidad hídrica en la agricultura y ofrecen orientaciones para futuras líneas de investigación y desarrollo en este campo.
- ItemImpacto de las condiciones de contorno en el comportamiento de fluidos no Newtonianos en flujos turbulentos un estudio experimental y numérico.(Ecuador : La Maná Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-09) Gallo Muela, Cristian Eduardo; Romero Bedón, Freddy Rodrigo; Paredes Anchatipán, Alex DarwinEste estudio abordó la influencia de las condiciones de contorno en el comportamiento de fluidos no newtonianos bajo flujos turbulentos, utilizando métodos experimentales y numéricos. El objetivo fue determinar cómo variaciones en la rugosidad del conducto y la temperatura afectaron las propiedades de transporte y la estructura del flujo. En la metodología, se realizaron ensayos en túneles de flujo equipados con sensores de velocidad y tensión de corte, junto con simulaciones numéricas mediante modelos CFD que incorporaron leyes de viscosidad como Carreau y Herschel‑Bulkley. Los resultados mostraron que la rugosidad aumentó las pérdidas de energía en hasta un 30 %, especialmente en fluidos dilatantes, mientras que la temperatura redujo significativamente la viscosidad y aumentó la velocidad promedio del flujo. Se observaron también perfiles de velocidad más uniformes en conductos lisos y menor generación de turbulencia a temperaturas más altas. En conclusión, tanto la rugosidad superficial como la temperatura tuvieron un impacto relevante en el comportamiento de fluidos no newtonianos en flujo turbulento. Los hallazgos demostraron que el uso combinado de datos experimentales y simulaciones CFD permitió validar los modelos numéricos con márgenes de error inferiores al 3 %, ofreciendo herramientas prácticas para optimizar sistemas industriales.
- ItemOptimización de microrredes con generación distribuida utilizando GWO (Grey Wolf Optimizer) para mejorar la estabilidad de voltaje del sistema de prueba IEEE de 34 nodos.(Ecuador : La Maná Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC), 2025-08) Pastuña Umajinga, Jefferson Danilo; Corrales Bonilla, Johnatan Israel; Hidalgo Osorio, William ArmandoEste estudio propuso la aplicación del algoritmo de optimización Grey Wolf Optimizer (GWO) para mejorar la estabilidad de voltaje y reducir las pérdidas de potencia en sistemas de generación distribuida con integración de fuentes de energía renovable. El sistema de prueba IEEE con 34 nodos sirvió como ejemplo de estudio, una red radial desequilibrada con 34 nodos, 32 líneas y cargas mixtas, modeladas en Opends. Esta configuración se vinculó con MATLAB para ejecutar el enfoque sugerido, que fusionó la herramienta OPECSS para el modelado y la simulación de redes, y MATLAB para aplicar la técnica GWO y mostrar resultados. La optimización tenía como objetivo encontrar el mejor punto y tamaño para los generadores de potencia de dispersión, y también la configuración de los puntos de control en los transformadores en varios puntos. Los resultados indicaron que el método GWO mejora efectivamente los niveles de voltaje, manteniéndolos dentro del rango permitido y disminuye en particular el desperdicio de energía en la red. Además, la configuración de potencia distribuida mejorada ayuda en la propagación y la robustez de la red eléctrica. Este enfoque ofreció un instrumento útil para opciones en el diseño y gestión de los sistemas de distribución de energía con un uso significativo de la energía verde, fomentando una gestión más efectiva, confiable y ecológica.
- ItemPredicción de estrés hídrico mediante Machine Learning utilizando sensores loT de monitoreo ambiental: caso de estudió en cultivos de café de centro experimental Sacha Wiwa.(Ecuador: La Maná: Universidad Técnica de Cotopaxi; Extensión La Maná, Carrera de Electromecánica, 2025-09) Gonzalez Mera, Edner Alfredo; Paredes Anchatipan, Alex Darwin; Vásquez Carrera, Paco JovanniEl estrés hídrico representa una de las principales limitaciones para la productividad del café en regiones tropicales. Este estudio desarrolló un sistema de predicción de estrés hídrico basado en sensores IoT y algoritmos de machine learning para cultivos de café en el Centro Experimental Sacha Wiwa, Ecuador. Se implementó una red de sensores inalámbricos (Ecowitt) que monitoreó 16 variables ambientales durante 8 meses (octubre 2023 - mayo 2024), recopilando 2,920 observaciones con 82.3% de disponibilidad de datos. Se desarrolló un modelo Random Forest para clasificar el estrés hídrico en tres categorías: sin estrés (>65% humedad del suelo), estrés moderado (40-65%) y estrés severo (<40%). El modelo alcanzó una precisión global del 91.8% (R² = 0.891, RMSE = 0.724), identificando las variables de humedad del suelo como predictores primarios (53.5% de importancia), seguidas por precipitación (18.6%) y temperatura ambiental (12.8%). Los períodos críticos se concentraron en enero y marzo 2024, coincidiendo con temperaturas máximas >31°C. El sistema demostró capacidad predictiva de 2-3 días, proporcionando tiempo suficiente para implementar medidas preventivas. Los resultados validan la viabilidad de tecnologías IoT para agricultura de precisión en regiones tropicales, estableciendo bases metodológicas para sistemas de alerta temprana en cultivos de café.
- ItemSimulación del Sistema Transportador de una Máquina Trilladora para el mejoramiento de procesos de producción agroindustrial.(Ecuador: La Maná: Universidad Técnica de Cotopaxi; Extensión La Maná, Carrera de Electromecánica, 2025-09) Morán Intriago, Edwin Joan; Barreno Flores, Charles Fabián; Morales Tamayo, YoandrysEl presente estudio desarrolló un análisis estático por elementos finitos de una tolva de carga destinada al mejoramiento de procesos de producción agroindustrial, evaluando dos configuraciones de espesor de pared (1.0 mm y 1.5 mm) bajo condiciones operacionales reales. La metodología empleó Autodesk Inventor Professional 2026 para el modelado geométrico y Autodesk Inventor Nastran Editor Utility 2026 para el análisis estructural, implementando la teoría de Janssen para el cálculo de presiones granulares y el criterio de von Mises para la evaluación de tensiones multiaxiales. Los parámetros operacionales consideraron un caudal de 0.5 ton/h, densidad del material de 1,086.96 kg/m³ y fuerzas de impacto de 959.68 N. El estudio de convergencia alcanzó estabilidad numérica con 446,058 elementos, obteniendo tensiones máximas de 42.004 MPa y 17.657 MPa para espesores de 1.0 mm y 1.5 mm respectivamente. La configuración óptima de 1.5 mm demostró reducciones del 58.0% en tensiones y AISI 64.1% en deformaciones, alcanzando un factor de seguridad de 16.4. La validación mediante soluciones analíticas confirmó errores inferiores al 8.5%, estableciendo una metodología robusta transferible a otras aplicaciones de diseño de equipos agroindustriales.