Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Propuesta metodológica para el cálculo de factores de emisión para vehículos livianos a gasolina circulando en Lima Metropolitana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-05-12) Mendoza Nuñez, Juan Diego; Cuisano Egúsquiza, Julio CésarEl trabajo de tesis desarrolla una propuesta de representación del problema de contaminación que se genera por las emisiones provenientes del sistema de transporte. Dado que el Perú ya cuenta con leyes y ministerios que ayudan a promover mejoras para la reducción de contaminantes, pero aún se encuentra distante a las metas propuestas ante las confederaciones de países y organismos internacionales, la finalidad de esta tesis es proponer una metodología para la estimación de factores de emisión de contaminantes en vehículos ligeros mediante equipos a bordo en condiciones de manejo real y que mediante mediciones y estimaciones, pueda ser aplicable en cualquier ciudad del país que cuenten con vehículos accionados por combustibles. El trabajo comprende el desarrollo y análisis experimental de mediciones a bordo en conducción real, aplicado para vehículos ligeros a gasolina característicos de Lima Metropolitana. Se consideró factores exógenos como son el estilo de manejo, las condiciones de tránsito vehicular, la modernidad de las unidades, entre otros, para obtener un análisis de emisión global y de manejo dinámico. Como conclusión en Lima Metropolitana, las emisiones de los vehículos ligeros a través de la propuesta metodológica pueden ser representadas con buena precisión, mediante una función de curva respecto a su velocidad media y estilo de conducción. Las mayores cantidades de contaminantes se generan en velocidades menores a 20 km/h y con el estilo de conducción agresivo se puede generar aumentos de hasta 200% en promedio respecto a un estilo de conducción suave.Ítem Texto completo enlazado Predicción temporal de calidad del aire en Lima a partir de datos de estaciones de bajo costo y Aprendizaje Automático: una revisión de literatura(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-23) Paredes Salazar, Diego José; Villanueva Talavera, Edwin RafaelEl presente trabajo explora los estudios en los cuales se utilizan técnicas de aprendizaje profundo para realizar predicción temporal de calidad del aire, de manera que se pueda comprender que características tendrían los modelos de aprendizaje profundo que tienen un mejor rendimiento con para realizar esta tarea y puedan utilizarse como línea base para desarrollar modelos similares en el contexto de la ciudad de lima. Esta revisión de literatura se realiza con el objetivo de poder obtener los modelos de aprendizaje profundo que estén teniendo un mejor rendimiento en la actualidad al predecir temporalmente la calidad del aire mediante un procedimiento que garantice objetividad y reproducción de resultados. Para ello, se realiza una revisión sistemática de literatura que garantiza el uso de procedimientos estructurados y definidos para conocer las preguntas de investigación que guían la exploración de los estudios de predicción temporal de calidad del aire, los motores de búsqueda considerados para la revisión y las cadenas de búsqueda asociadas tanto a las preguntas de investigación como los motores de búsqueda, de manera que estas se puedan ejecutar y reproducir la obtención de estudios. Las respuestas se reportan en un formulario de extracción con datos relacionados a las arquitecturas de aprendizaje profundo, limitaciones de los modelos empleados y el rendimiento obtenido por cada modelo en cada estudio. Al finalizar el estudio, se concluye que se puede desarrollar un modelo basado en una arquitectura adecuada de aprendizaje profundo para poder atacar el problema de la predicción inadecuada de calidad del aire en Lima al percatar su efectividad reportada en la literatura para otras localidades en el mundo, considerando que dichos modelos deben tomarse únicamente como una línea base y que deben ajustarse a la localidad de Lima para obtener predicciones adecuadas a su entorno.Ítem Texto completo enlazado Análisis de la relación entre la Potencia Específica Vehicular y las emisiones en un vehículo liviano que opera con dos composiciones de gasolina - etanol(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-03) Rondón Villanueva, Andrea Estefanía; Cuisano Egúsquiza, Julio CésarEn la actualidad la ciudad de Lima Metropolitana cuenta con cinco estaciones de monitoreo de la calidad de aire; sin embargo, los valores que se obtienen en determinados momentos se encuentran por encima de los valores que se consideran saludables. La principal causa de esto es el tránsito vehicular; ya que, el 60% de la contaminación en esta ciudad proviene del parque automotor. Además, al consultar la literatura y las regulaciones existentes en el país, se ha notado que no existe un control práctico sobre las emisiones de los vehículos importados. De momento, la normativa indica que para importar un vehículo nuevo se debe presentar una Declaración Aduanera de Mercancías; la cual, debe incluir el número de homologación del vehículo a importar. Dicho número certifica las características base del vehículo que ingresa al país, incluyendo las emisiones de contaminantes. Sin embargo, al realizar una medición en ruta de las emisiones en un vehículo liviano, se encontró que los valores son superiores a los límites establecidos por la legislación actual, la cual está basada en las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud. Asimismo, cabe mencionar que la documentación del vehículo se encontraba vigente y este había pasado el control anual. Entonces se identificó que, uno de los puntos que explicaría las discrepancias entre la Declaración Jurada y las mediciones experimentales es que, los valores de la declaración son tomados a partir de ensayos realizados en ciclos de conducción que no reflejan la realidad del tránsito vehicular de la cuidad de Lima. Por otro lado, uno de los parámetros utilizados en la caracterización de la relación entre el transito vehicular y las emisiones es la Potencia Específica Vehicular (VSP). Este parámetro fue propuesto por Jiménez-Palacios en 1999 y, de acuerdo al autor, permite realizar la comparación entre las emisiones de distintos vehículos y ciclos de conducción. Además, engloba otros factores asociados al comportamiento del vehículo. En este trabajo, dicho parámetro fue utilizado para realizar la comparación entre los ensayos realizados para dos composiciones gasolina-etanol. Esto con dos objetivos; en primer lugar, evaluar el comportamiento del VSP para el ensayo realizado en la cuidad de Lima Metropolitana y; en segundo lugar, para evaluar la diferencia en el uso de dichas mezclas gasolina-etanol. iv Finalmente, a partir de los cálculos realizados se llegó a la conclusión de que el VSP es un parámetro que puede ser utilizado para caracterizar el transito en la ciudad de Lima; dado que, los resultados obtenidos son consecuentes con la experiencia del manejo en esta ciudad; y, el comportamiento del VSP es consistente con lo encontrado en la literatura. En cuanto a la evaluación de las composiciones gasolina-etanol, se notó que la concentración de CO2, CO, HC, NOx, no presenta una variación importante entre ambos combustibles. Por otro lado, el uso de los flujos másicos permite establecer una relación entre ambas variables. Sin embargo, se requiere que la investigación continúe para otras concentraciones gasolina-etanol para determinar si el aumento en la concentración de etanol tiene un mayor impacto en el flujo de emisiones.Ítem Texto completo enlazado Aplicación de redes bayesianas para modelamiento y predicción de calidad del aire en áreas urbana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-27) Cusi Chirapo, Hernán; Villanueva Talavera, Edwin RafaelLa contaminación del aire es hoy en día uno de los mayores problemas en las grandes ciudades. Entender la dinámica de los contaminantes y determinar la calidad de aire en áreas no monitorizadas ha sido el objetivo de varias investigaciones recientes dada su relevancia en la creación de políticas de mitigación. Los enfoques propuestos se dividen principalmente en aquellos que intentan modelar la dinámica de emisión/difusión y en aquellos que intentan predecir la concentración de contaminantes en el espacio y/o tiempo. Comúnmente estos enfoques tienen fines diferentes, los primeros se enfocan en entender los mecanismos que expliquen la distribución histórica de contaminantes, mientras que los segundos se enfocan en crear modelos predictivos, sin importar si dichos modelos representan las causalidades de los procesos subyacentes. En la presente investigación se propone la aplicación de modelos de redes Bayesianas, las cuales pueden tanto capturar posibles causalidades del proceso de formación y difusión de contaminación, así como servir de modelos algorítmicos para inferir en el espacio y en el tiempo los parámetros de calidad del aire. Se aplicó la técnica de bootstraping junto con técnicas de aprendizaje estructural para aprender diversos modelos bayesianos e integrarlos en un modelo robusto en el cual se puede discriminar relaciones fuertes entre las variables de calidad del aire de posibles relaciones espurias. En un primer experimento se creó modelos para predecir un determinado tipo de contaminante en un punto en el espacio, dada las mediciones de una red de estaciones del mismo tipo de contaminante. En un segundo experimento se adicionó varios tipos de contaminantes para hacer dicha predicción. En un tercer experimento se aprendió modelos adicionando dos variables metereológicas comúnmente usadas para el modelado de calidad del aire: velocidad y dirección del viento. En un cuarto experimento se aprendió modelos suministrando conocimiento a priori aprendido en el primer experimento a fin de reducir costo computacional de aprendizaje e inferencia. En total, se aprendieron 504 modelos, identificándose 6 modelos en el ultimo experimento con capacidades predictivas significativas a costos computacionales razonables. Como ventaja del modelado se pudo identificar las distancias de influencia de la red de estaciones que incide directamente en la predicción espacial, ayudando así a entender la dinámica de difusión de los diferentes tipos de contaminantes.Ítem Texto completo enlazado Evaluación de modelos de estimación de emisiones vehiculares y selección de un modelo adecuado para el área de Lima Metropolitana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-20) Portal Díaz, Andrea María; Cuisano Egúsquiza, Julio CésarLima Metropolitana es la octava ciudad más contaminada de Latinoamérica, situación que está relacionada con los problemas de tráfico y las características del parque automotor, que en su mayoría está compuesto por vehículos livianos (Gestión, 2019). Como respuesta a estas condiciones, otras ciudades de la región han ido desarrollando inventarios de emisiones que permiten estimar la cantidad de contaminantes generados, específicamente por el sector transporte, y que sirven como herramientas para la elaboración de estrategias y políticas de reducción de contaminantes en las ciudades. En este estudio se evaluarán los modelos de estimación de emisiones más utilizados a nivel internacional para la elaboración de inventarios de emisiones asociadas al parque automotor de vehículos livianos. Con tal propósito, se analizaron los alcances y limitaciones de los de modelos existentes, considerando que hayan sido utilizados con anterioridad en ciudades con características similares al área de estudio. Con ello, se obtuvo que el modelo MOVES presentará la mejor opción vinculada a estimar la generación de emisiones, las características y actividad vehicular de nuestra ciudad. Además, permitiría representar al parque automor de Lima, debido a que es posible la clasificación de categorías vehiculares, incluyendo a vehículos livianos.Ítem Texto completo enlazado Estudio para el diseño de un robot móvil autónomo para medición de contaminantes del aire y suelo en el corredor minero del sur(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-08-25) Rodríguez De La Cruz, Eddy William; Santos López, Félix Melchor; Portella Delgado, Jhon ManuelLa minería constituye el 10% del PBI del Perú; sin embargo, producto de sus actividades, el aire y el suelo aledaños se ven afectados. Este impacto en el medio ambiente provoca perjuicios en las comunidades contiguas al sobrepasarse los límites permitidos para la salud. Actualmente, el Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambiental (OEFA) es el encargado de la supervisión y sanción de infracciones ambientales. No obstante, sus mecanismos no son suficientes, debido a que no permiten un monitoreo a tiempo completo del impacto que produce la actividad minera. Frente a ello, se realizó un estudio para el diseño de un robot móvil autónomo capaz de medir los contaminantes del aire y del suelo, de acuerdo a los estándares planteados por el Ministerio del Ambiente (MINAM), de modo que se pueda acceder a esta información desde una estación remota. La investigación muestra la viabilidad del diseño dado el alto poder fotovoltaico de la zona sur del Perú. La persistencia de datos es garantizada mediante el diseño de una arquitectura en la nube. Asimismo, como resultado del presente trabajo, se muestra el diseño preliminar óptimo (en base a la metodología VDI 2206) que cumple con todos los requerimientos planteados.Ítem Texto completo enlazado Propuesta de las características técnicas de un vehículo electrónico para uso privado en Lima Metropolitana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-11-28) Zúñiga Larco, Víctor Andrés; Jiménez Ugarte, Fernando OctavioLa presente tesis tiene como objetivo definir el tipo de vehículo eléctrico adecuado para los requerimientos de un usuario privado típico de Lima Metropolitana y determinar las principales características de los sistemas técnicos que debe utilizar el mismo. La presente tesis consta de tres partes. En la primera parte se realiza una descripción de los tipos de vehículos híbridos y vehículos eléctricos. Se da a conocer los componentes que caracterizan a estos vehículos y se define los componentes principales; rectificador y convertidor AC/DC, sistema de almacenamiento, inversor DC/AC, sistema de propulsión, sistema de transmisión. En la segunda parte de la tesis, se da a conocer los vehículos ligeros más vendidos y en consecuencia, los más utilizados en Lima Metropolitana; Toyota Yaris y Kia Rio. Además, se definen las características del ciclo de conducción en Lima Metropolitana en base a datos levantados. Obteniendo velocidades promedio de en horas de la mañana, entre 9:00 am y 11:00 am, realizando recorridos promedio de en periodos de 15 minutos. Se realizan encuestas a usuarios de vehículos dedicados a gasolina y diesel, determinando un promedio de recorrido diario de. Se propone que el vehículo eléctrico debe tener una autonomía mínima de diarios. En la tercera y última parte de la tesis, se definen las características técnicas de los componentes del vehículo eléctrico para uso en Lima Metropolitana. Dicho vehículo eléctrico debe contar con un mínimo de potencia y la capacidad de almacenamiento de las baterías debe ser, para cumplir con los requerimientos de los usuarios. Se selecciona un motor eléctrico de potencia y un pack de baterías de iones de litio de dicha selección se realiza en base al peso bruto de un vehículo ligero. Finalmente, se elabora una comparación de costos del uso de un vehículo eléctrico y un vehículo dedicado a gasolina, para un recorrido anual. Se determina que el vehículo eléctrico demanda Nuevos Soles anuales para recorrer y el vehículo dedicado a gasolina demanda Nuevos Soles anuales para el mismo recorrido.Ítem Texto completo enlazado Estudio de las emisiones atmosféricas de buses urbanos con motores diesel en Lima y Callao en base a la metodología Copert(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-11-17) Carcelén Nava, Eduardo Alfonso; Jiménez Ugarte, Fernando OctavioEn este trabajo se calcularon las emisiones de buses con motores diesel en Lima y Callao de los contaminantes de CO2, PM10, CO, HCT y NOx. Los resultados fueron; 220,358 ton/año, 2,034 ton/año, 377 ton/año, 643 ton/año y 7,250 ton/año. La metodología consistió en obtener una base de datos que representa la flota actual de transporte público de Lima y Callao, luego se obtuvieron factores de emisión para estimar los niveles de cada uno de los contaminantes, los cuales fueron seleccionados para cada tipo de vehículo por año de fabricación, por clase y después se aplicó a cada tipo de emisión los factores de corrección que correspondan. Este trabajo consta de cuatro partes. La primera es una investigación sobre el origen de las emisiones en motores diesel, sus parámetros de formación y las tecnologías de reducción de emisiones en el sistema de escape. También se investigaron los Factores de emisión, por medio de los cuales se calculó los niveles de emisión generados de manera global. Finalmente se describió la legislación actual de Lima y Callao la comercialización del combustible diesel. En la segunda parte se presentan las características de la flota de transporte a través de una muestra que representa el 11.1% de la flota total de Lima y Callao. El 72.2% del total de la flota vehicular son buses sin norma de emisión durante la fabricación (anteriores al año 1992) y los cuales contribuyen a más del 70% de las emisiones en Lima y Callao. En la tercera parte se plantea el método de cálculo para estimar los niveles de emisión de cada vehículo según su clasificación por clase y por norma euro a la que pertenece. Dependiendo de cada contaminante se obtienen factores de corrección para llegar a los resultados finales, esto en base a factores de emisión de la metodología COPERT. Finalmente se presentan tres escenarios de reducción del exceso de la flota actual y reemplazo de vehículos antiguos por nuevos fabricados bajo normas de emisión Euro III logrando reducciones de hasta 90%.Ítem Texto completo enlazado Nivel de afectación de la contaminación atmosférica y sus efectos en la infraestructura del campus universitario debido a la emisión de partículas PM10 y CO(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-03-04) Moreano Bohórquez, David Israel; Palmisano Patrón, Antonio Stefano; Ramírez Valdivia, Victoria EmperatrizEsta tesis presenta los efectos de la contaminación atmosférica debido a emisiones de compuestos ocasionados por el parque automotor. Específicamente, se refiere al impacto producido por el Monóxido de Carbono (CO) y las partículas en suspensión menores a 10 micras (PM10). Para ello se escogió un área de muestra en la Pontificia Universidad Católica del Perú. El campus universitario cuenta con vida silvestre, áreas verdes, tráfico de personas y vehículos, del mismo modo la infraestructura tiene gran contraste entre edificaciones nuevas y algunas que ya tienen muchos años bajo servicio, lo cual resultó idóneo por la forma en que se representa una sociedad real con actividad constante. La importancia de éste tema radica en que, para evaluar el grado de afectación de éstos contaminantes, se necesita utilizar estándares de calidad internacionales (EPA) cómo parámetro de referencia de cómo nos encontramos en la actualidad y que problemas podrían ocasionar las cifras halladas. De la misma manera se elaboraron índices de calidad de aire (ICA) para daños en la infraestructura, no existentes en éste país, que nos muestran el grado de daño que se produce o existe en los distintos materiales involucrados en el campus y que tan graves son. Como materiales, se entiende al concreto armado, el acero y la mampostería. El estudio realizado en ésta investigación es transversal, lo que significa que se debió escoger una muestra del universo a analizar y donde lo importante es demostrar su representatividad, la que se evalúa en el desarrollo de éste documento con ayuda de herramientas estadísticas. La metodología de toma de muestras se conoce como monitoreo densiométrico pasivo de la calidad del aire. El resultado obtenido es que la contaminación existe, más por el lado de las partículas en suspensión que por las de monóxido ya que éste resultó por debajo de los estándares permitidos, por lo que se optó por utilizar datos vigentes de otro compuesto, SO2 y de ésta manera poder desarrollar ecuaciones que nos expliquen la presencia de ciertos fenómenos y cuantificarlos. Las soluciones presentadas son conocidas como barreras verdes, las que debido a sus características propias, funcionan como filtros naturales para corregir o disminuir el efecto de las emisiones en los materiales estudiados.