Ing. Aaron Nestor Mamani Villca - R.N.I. 49393

Es Ingeniero Electrónico de la Universidad Mayor de San Andrés.

RESUMEN

Este trabajo presenta el diseño de controladores óptimos multivariables desarrollado a partir de un modelo descrito en el espacio de pseudoestados. Se describe con brevedad la representación de sistemas en el espacio de pseudoestados. El algoritmo de control se diseña considerando un sistema MIMO lineal invariante en el tiempo. Posteriormente, se verifica el funcionamiento del controlador mediante simulación. El enfoque del espacio de pseudoestados se extiende fácilmente a sistemas de control no lineales, adaptativos y de modelo predictivo.

PALABRAS CLAVE. Control moderno, control óptimo, espacio de pseudoestados, control digital, sistemas MIMO, control multivariable, controlador LQR.

INTRODUCCIÓN

Existen varios retos en la ingeniería de control, siendo uno de ellos el análisis y diseño de sistemas de control multivariable. Los controladores para sistemas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) suelen requerirse con bastante frecuencia en los sistemas eléctricos, sistemas robóticos, sistemas industriales y demás. Usualmente el problema del control multivariable es considerado difícil debido a la existencia de una interacción intrínseca entre las entradas y las salidas y una gran cantidad de parámetros.

El control óptimo es un recurso muy conveniente al momento de diseñar sistemas de control que presenten una gran cantidad de parámetros. El problema de síntesis se formula como la minimización de un criterio que es una función cuadrática de los pseudoestados y de las señales de control; el método de diseño óptimo supone escribir esta función cuadrática llamada función costo. Por consiguiente, el procedimiento de diseño óptimo minimiza la función costo.

La ventaja del control óptimo por realimentación de pseudoestados respecto al control clásico reside en que el primero utiliza la evolución de las variables del sistema, en cambio la estructura clásica necesita la construcción de elementos de derivación o integración puros. En sistemas complejos el control óptimo puede realizar un control más potente que el que realiza el regulador PID, el cual solamente actúa sobre la señal de error de la salida y la referencia.

ESPACIO DE PSEUDOESTADOS

Para el diseño del controlador se utilizará el modelo del espacio de pseudoestados. A continuación, se escribe un sistema MIMO lineal invariante en el tiempo.

Donde se sigue la siguiente nomenclatura: uk es el vector de entrada de dimensión , yk es el vector de salida de dimensión , xk es el vector de pseudoestado de dimensión m, es la matriz de pseudoestado de dimensión m×m, es la matriz de entrada de dimensión m×μ, es la matriz de salida de dimensión ν×m. El valor de m depende de la dimensiones y , teniendo la equivalencia m=nμ+ν; n es el orden del sistema. El modelo de pseudoestados no es tan restrictivo como el modelo de estados. El vector de pseudoestados tiene la siguiente estructura.

Los matrices parámetros Bi y Aj, donde i=0,…,n y j=1,…,n, son matrices de coeficientes de dimensiones ν×μ y ν×ν respectivamente. Se consideran las siguientes definiciones.

Notar que el vector de pseudoestados xk no es de dimensión mínima, por lo que no se refiere a este como un vector de estados convencional, de aquí el nombre de pseudoestados.

DISEÑO DEL CONTROLADOR

En el control óptimo es fundamental la elección de un índice de desempeño que determine el desempeño del sistema y la complejidad del problema del control óptimo. La elección más popular para dicho índice es una función cuadrática de las variables de pseudoestado y las entradas de control. Consideramos el siguiente índice de desempeño para un horizonte de planificación infinito.

Las matrices Q y R pueden seleccionarse para penalizar ciertos pseudoestados o entradas más que otros. Las matriz Q debe ser semidefinida positiva con dimensión m×m, y la matriz R debe ser definida positiva con dimensión μ×μ. La solución referente al índice de desempeño de (7) viene dada por las siguientes expresiones con la condición de que el sistema sea estabilizable.

La ecuación (8) se conoce como la ecuación algebraica de Riccati de tiempo discreto. Mediante una selección apropiada de los coeficientes de las matrices de peso se establece el compromiso entre la varianza de la salida y la energía utilizada para el vector de acciones de control.

Si bien la ley de control óptima estabiliza al sistema, esta no contempla el seguimiento a una referencia. Para resolver el problema de seguimiento se realizará el diseño de un controlador óptimo en base al esquema de la figura 1.

Figura 1. Sistema de control con realimentación de pseudoestados y acción integral.

De acuerdo a la anterior configuración tendremos la realimentación del vector de pseudoestados y la realimentación de la salida para el control integral.

El sistema de seguimiento tiene la siguiente ecuación.

La formulación del control óptimo vista previamente puede ser realizada con las matrices y . La dimensión de la matriz de peso Q incrementa al penalizar también la acción integral.

SIMULACIÓN DEL CONTROLADOR

En esta sección la simulación se llevará a cabo con el sistema TITO de tanques interconectados Feedback 33-230; las señales manipuladas controlan unas bombas y las variables de salida son los niveles de los tanques. El modelo de fase mínima se escribe a continuación (R. Ramírez, 2012).

Se requiere dicretizar el anterior modelo, entonces se elige un periodo de muestreo de diez segundos. Empleando el esquema de control de la figura 1, se penaliza con las matrices de peso R=I2 y Q=diag10, 10, 0, 0, 0, 0, 1, 1. Luego de resolver la ecuación algebraica de Riccati se encuentra la matriz de realimentación de pseudoestado y la matriz de ganancia integral.

La simulación del sistema de control se presenta en la figura 2. El vector referencia es marcado con líneas punteadas en la gráfica izquierda. Inicialmente, la señal de referencia es ajustada como rT=69 48 , a los cinco minutos la referencia es modificada a rT=58 37 .

 

Figura 2. Respuesta del sistema y variable de control del modelo de tanques acoplados.

CONCLUSIÓN

El esquema de control óptimo multivariable planteado y ejemplificado en la simulación de tanques acoplados es una alternativa recomendable para una implementación debido a que el algoritmo de control puede ser programado cómodamente en un computador o microcontrolador.

Con la representación en el espacio de pseudoestados se logra resolver el problema del control multivariable. Asimismo, este enfoque es extensible para diseñar sistemas de control no lineales, adaptativos, robustos y predictivos; por lo tanto, el trabajo es una sugerencia sobre los últimos resultados de investigación en el campo del control.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Ing. Sergio Vladimir Ureña Merida - R.N.I. 14366

Es Ingeniero de Sistemas de la Universidad Técnica de Oruro con Maestría en Multimedia para Internet y Educación Superior.

RESUMEN

El reconocimiento facial es uno de los temas de investigación de procesamiento de imágenes. El sistema de reconocimiento facial, basado en componentes principales (ACP) y la red neuronal de avance. Los sistemas convencionales de reconocimiento facial se aplican en rostros con maquillaje donde se cubre un área menor, desarrollando un sistema que consta de dos fases que son la fase de preprocesamiento de ACP y la fase de clasificación de la red neuronal. Aplicar ACP para calcular el vector de proyección de características de un rostro, se utiliza para la identificación de caras por la red neuronal de alimentación directa.

Palabras clave: Análisis discriminante lineal (ADL), Análisis de componente independiente (ACI) y máquina de vector de soporte (MVS)

INTRODUCCIÓN

Quizás el ejemplo más conocido de un sistema de reconocimiento facial se deba a Kohonen, quien demostró que una red neuronal simple podría realizar el reconocimiento facial para imágenes faciales alineadas y normalizadas. El tipo de red que empleó calculó una descripción de la cara aproximando los vectores propios de la matriz de autocorrelación de la imagen de la cara; estos vectores propios ahora se conocen como "caras Èigen".

El sistema de Kohonen no fue un éxito práctico debido a la necesidad de una alineación y normalización precisas. En los años siguientes, muchos investigadores probaron esquemas de reconocimiento facial basados en bordes, distancias entre características y otros enfoques de redes neuronales. Si bien varios tuvieron éxito en pequeñas bases de datos de imágenes alineadas, ninguno tuvo éxito abordó el problema más realista de las grandes bases de datos donde se desconoce la ubicación y escala del rostro.

MATERIAL Y MÉTODOS

La metodología empleada en la presente investigación se basa en un método experimental, de esta manera los sistemas de reconocimiento facial son procedimientos de identificación en el que se verifica a una persona en función de los rasgos humanos. Esta investigación describe un algoritmo de detección de rostros rápido con resultados precisos. Lip Tracking es uno de los sistemas biométricos a partir del cual se puede desarrollar un sistema genuino. Dado que las características de emisión de un individuo son únicas y difíciles de imitar, el seguimiento de los labios tiene la ventaja de hacer que el sistema sea seguro. El uso del autor de la expresión visual pregrabada de los hablantes ha generado y almacenado en la base de datos para futuras verificaciones. Nisha Soni (2013) introdujeron que el reconocimiento facial (RF) es un tema desafiante debido a las variaciones en la pose, la iluminación y la expresión. Los resultados de la búsqueda para la mayoría de los métodos de RF existentes son satisfactorios, pero aún incluyen imágenes irrelevantes para la imagen de destino. Navneet Jindal et al (2013) dan una idea de f, La detección de ace a partir de una larga base de datos de imágenes de rostros con diferentes fondos no es una tarea fácil. En este trabajo, el autor demostró el sistema de detección de rostros de imágenes faciales coloreadas que no varía con el fondo y las condiciones de iluminación aceptables. Cunjian Chen et al (2013) analizaron que el maquillaje facial tiene la capacidad de alterar la apariencia de una persona. Tal alteración puede degradar la precisión de los sistemas automatizados de reconocimiento facial, así como la de los métodos que estiman la edad y la belleza de los rostros.

INGENIERIA DEL PROYECTO O TRABAJO

ALGORITMOS

ACP, también conocido como método Karhunen-Loeve, es uno de los métodos populares para la selección de características y la reducción de dimensiones. El reconocimiento de rostros humanos mediante ACP fue realizado por primera vez por Turk y Pentland y la reconstrucción de rostros humanos fue realizada por Kirby y Sirovich. El método de reconocimiento, conocido como método de cara propia, define un espacio de características que reduce la dimensionalidad del espacio de datos original. Este espacio de datos reducido se utiliza para el reconocimiento. Pero el escaso poder de discriminación dentro de la clase y el gran cálculo son los problemas comunes bien conocidos en el método ACP. Esta limitación se supera mediante el análisis discriminante lineal (ADL). ADL es el algoritmo más dominante para la selección de características en los métodos basados en apariencia En el método propuesto el filtro de Gabor se utiliza para filtrar las imágenes de la cara frontal y el ACP se utiliza para reducir la dimensión de los vectores de características filtradas y luego ADL se utiliza para la extracción de características.

RESULTADOS

MÁQUINA DE VECTOR DE SOPORTE (MVS)

Las máquinas de vectores de soporte (MVS) son una de las técnicas más útiles en problema. Un claro ejemplo es el reconocimiento facial. Sin embargo, MVS no se puede aplicar cuando faltan entradas en los vectores de características que definen las muestras. Un algoritmo de clasificación que se ha utilizado con éxito en este marco es el conocido vector de soporte Máquinas (MVS), que se pueden aplicar al espacio de apariencia original o un subespacio del mismo obtenido después de aplicar un método de extracción de características. La ventaja del clasificador MVS sobre la red neuronal tradicional es que las MVS pueden lograr un mejor rendimiento de generalización. 

Fondo y cálculo de movimiento

DISCUSION

ANALISIS DEL COMPONENTE INDEPENDIENTE (ACI)

El análisis de componentes independientes (ACI) es un método para encontrar factores o componentes subyacentes a partir de datos estadísticos multivariados (multidimensionales). Es necesario implementar un sistema de reconocimiento facial que utilice ACI para imágenes faciales que tengan orientaciones faciales y diferentes condiciones de iluminación, lo que dará mejores resultados en comparación con los sistemas existentes. Lo que distingue a ACI de otros métodos es que busca componentes que sean estadísticamente independientes y no gaussianos. El ACI es similar al problema de separación de fuente ciega que se reduce a encontrar una representación lineal en la que los componentes sean estadísticamente independientes.

ANÁLISIS (ADL)

El análisis discriminante lineal (ADL) es un método muy importante para el reconocimiento facial. Produce una representación eficaz que transforma linealmente el espacio de datos original en un espacio de características de baja dimensión donde los datos están bien separados. Sin embargo, la matriz de dispersión dentro de la clase (SW) se vuelve singular en el reconocimiento facial y la ADL clásica no se puede resolver, que es el problema de muestra insuficiente de ADL (también conocido como problema de tamaño de muestra pequeño). 

CONCLUSIÓN 

Este tema e investigación ha intentado revisar un número significativo de artículos para cubrir el desarrollo reciente en el campo del reconocimiento facial. El presente estudio revela que, para mejorar el reconocimiento facial, el nuevo algoritmo debe evolucionar utilizando métodos híbridos de herramientas informáticas blandas como ANN, MVS, SOM que pueden producir un mejor rendimiento. Se incluye la lista de referencias para proporcionar una comprensión más detallada de los enfoques descritos. Pedimos disculpas a los investigadores cuyas importantes contribuciones pueden haberse pasado por alto.

Marcadores de valor RGB y de movimiento

CODIGO FUENTE:

Funciones creadas para la implementación del prototipo de reconocedor facial

• function deteccion_movimiento
• function deteccion_imagen(obj)
• function trama_llamada(vid, event)
• function actulaiza_fecha(vid, frame, background)
• function actauliza_local(vid, frame, background)
• function salida=ratio_check(s1,s2);
• function archivo_tecto(etiqueta_carpeta)
• function cargar_base();
• function reconocimiento_facial(I, Rectangle)
• function envia_correo(image);
• function salida_base;

Gráfico de Distancia

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Ekman, P. Ed., Charles Darwin's,1988, The Expresión de las emociones en el hombre y los animales, tercera edición, con introducción, epílogo y comentarios de Paul Ekman.

Navneet Jindal y Vikas Kumar, 2013, "Algoritmo de reconocimiento facial usando ACP con redes neuronales artificiales” en International Journal de Avanzado Investigación en Ciencias de la Computación e Ingeniería de Software.

Chellapa, R., Wilson, CL y Sirohey, S.,1995, Reconocimiento humano y mecánico de rostros: una encuesta. Proc. IEEE, 83, 705–740.

Ing. Yonielt Eduard Bitre Mamani - R.N.I. 48066

Es Ingeniero Civil de la Universidad Mayor de San Andrés con un Diplomado en Ingeniería Sanitaria y Ambiental realizado en la Universidad Nacional Siglo XX.

RESUMEN

El presente trabajo desarrolló una metodología para realizar evaluación de impacto ambiental (EIA) en actividades, obras o proyectos de forma objetiva y acorde a las normativas bolivianas vigentes.

Implica, asimismo, el estudio detallado de los métodos existentes para realizar EIA, análisis de las reglamentaciones ambientales, el método de Battelle – Columbus con las innovaciones para ser utilizado en Bolivia y el desarrollo de un software basado en esta metodología, denominado EABACO.

El método incluye una base de datos para aplicar la metodología eficientemente en cuatro tipos de proyectos de infraestructura: carreteras, presas, rellenos sanitarios y plantas de tratamiento de aguas residuales.

Palabras clave: Battelle – Columbus, Calidad ambiental, Estudio de evaluación de impacto ambiental, Evaluación de impacto ambiental, Gestión ambiental.

 

INTRODUCCIÓN

Ante un agravamiento constante de los problemas ambientales en Bolivia, surge la necesidad de incrementar los esfuerzos en prevención de impactos ambientales ocasionados por actividades humanas y de esta forma garantizar tangiblemente el desarrollo sostenible.

La Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) es la herramienta de protección ambiental reconocida a nivel mundial, la cual, es un procedimiento técnico - científico dirigido a prevenir e informar sobre los efectos que un determinado proyecto puede generar sobre el medio ambiente e introduce la variable ambiental en la toma de decisiones, Gómez D. (2002). Su utilización permite la preservación de los recursos naturales, la protección de ecosistemas y la identificación de medidas de mitigación necesarias.

Actualmente en Bolivia no se cuenta con una normativa que describa de forma detallada como deben hacerse estos estudios, por lo cual, los métodos empleados para realizar EIA son métodos clásicos, en su mayoría subjetivos, además, con la modificación reciente de los procedimientos para la categorización de proyectos, se hace más trascendental contar con métodos cuantitativos.

Bolivia por ser un país en vías de desarrollo requiere de nuevas iniciativas y propuestas capaces de generar un nuevo horizonte amigable con el medio ambiente y la sostenibilidad, para cumplir con los principios de Ley de la Madre Tierra.

La presente investigación tiene por objeto desarrollar el método del Instituto Battelle – Columbus para realizar evaluaciones de impacto ambiental incorporando en su desarrollo las normativas ambientales vigentes. El método se aplica a proyectos de infraestructura con un software metodológico.

DESARROLLO

Elección metodológica

La investigación realizó un análisis detallado de los métodos existentes (matriciales, cualitativos, cuantitativos, en base a SIG, combinados y otros), se puede evidenciar de este análisis que la metodología de Battelle - Columbus presentó una mayor puntuación por ser un método objetivo y fácil de comprender, sin embargo, requiere de complementaciones y adaptaciones necesarias.

Desarrollo del método mejorado de Battelle - Columbus

El método del instituto Battelle – Columbus (1972), fue desarrollado para proyectos hídricos en Estados Unidos y para poder emplearlo en nuestro medio se realizaron modificaciones e implementaciones necesarias, el proceso metodológico consiste en los siguientes pasos: describir los factores ambientales, describir las actividades del proyecto, realizar la identificación de impactos ambientales, valorar los impactos cualitativamente, valorar los impactos cuantitativamente, realizar una valoración neta del impacto, realizar la valoración global del proyecto y proponer las medidas de mitigación adecuadas.

Los factores ambientales son aquellas características que definen el medio ambiente y que son medibles, se recopiló un listado general y se lo ordenó de forma sintética en un diagrama (árbol de factores ambientales) distribuido en tres niveles; sistemas, medios y elementos. 

Para cuantificar el impacto total de un proyecto, es preciso agregar unos impactos con otros, para ello se les asigna previamente unos pesos distribuyendo entre todos los factores ambientales unas Unidades de Importancia Ponderadas (UIP), que en suma total resultan 1000 unidades. Para contar con una distribución base se recopiló propuestas de varios autores y se compatibilizó con el árbol de factores ambientales propuesto. Figura 1.

El método requiere que se realice una identificación y descripción de las actividades del proyecto propensas a causar impacto ambiental en cada una de las etapas, como ser: Construcción, ejecución, mantenimiento, cierre y futuro inducido.

 

Figura 1. Factores ambientales y distribución de la importancia

Para la identificación de impactos ambientales el método emplea las matrices causa – efecto, por ser esta la mejor herramienta para cumplir con este fin, sin embargo, puede complementarse con otras metodologías de identificación.

Valoración cualitativa de impactos ambientales

Esta forma de valoración sirve para medir la trascendencia de la acción sobre el factor alterado y para el proceso de cribado de impactos, se realiza de forma subjetiva, aunque los resultados obtenidos sean numéricos, mediante la evaluación de una serie de atributos que permiten calcular la importancia del impacto y asignarle un juicio, esta metodología corresponde a Coneza (1993), se eligió este método por ser bastante completo y muy utilizado en la región. Figura 2.

Figura 2. Valoración cualitativa de impactos

Valoración cuantitativa de impactos ambientales

La valoración cuantitativa expresa las características del elemento ambiental de forma medible, con el uso de índices e indicadores se determina la magnitud de cada impacto, cada uno de estos impactos se mide con unidades diferentes (unidades heterogéneas) y con ellas no es posible relacionar unos impactos con otros. La función de transformación hace corresponder, para cada factor ambiental, su magnitud en unidades heterogéneas a su magnitud en unidades homogéneas en una escala entre 0 y 1, más y menos desfavorable, respectivamente, se construyeron las funciones de transformación adaptadas a la normativa boliviana necesarias para medir cada factor ambiental. Figura 3.

Figura 3. Funciones de transformación, concepto y algunos ejemplos

 La valoración cuantitativa consiste en determinar la calidad ambiental del factor afectado por el impacto mediante la función de transformación adecuada, para la obtención de unidades de impacto neto (conmensurables), su contribución a la situación del medio vendrá disminuida en el mismo porcentaje que su calidad (UIA). Se aplica la valoración a la situación CON proyecto y SIN proyecto, de cuya diferencia se tendrá el impacto neto y la sumatoria de este último representa la valoración global del proyecto o de comparación de alternativas. Figura 4.

 

Figura 4. Valoración cuantitativa

En base a la metodología mejorada de Battelle – Columbus, se desarrolló un software en entorno web denominado EABACO ( www.eabaco.org ), el cual incluye una base de datos para cuatro tipos de proyectos de infraestructura.

 CONCLUSIONES

Se analizó los métodos existentes para realizar EIA y tras un análisis, se determinó que el método del instituto Battelle-Columbus es el más recomendable para aplicar en nuestro medio y con este fin, se le realizaron las siguientes adecuaciones y complementaciones:

Se elaboró un árbol de factores ambientales general ponderado para todo tipo de proyectos.

• Se incorporó una etapa de identificación de impactos mediante una matriz causa – efecto.
• Se incluyó una etapa de valoración cualitativa útil para la selección de impactos (cribado).
• Se construyeron las funciones de transformación acordes a las normativas bolivianas.
• Se establecieron señales de alerta para mejorar la comprensión de los resultados obtenidos.

Además, se elaboró las fichas de evaluación de impacto las cuales son una ayuda conceptual y el software EABACO que permite aplicar eficientemente el método.

Se comprobó la efectividad del método con ejemplos desarrollados en planillas Excel y corroborados con la aplicación web; para cada ejemplo se construyeron las funciones de transformación utilizadas en la evaluación, se determinó su viabilidad ambiental y se propusieron las medidas de mitigación necesarias aplicando el concepto de jerarquía de mitigación.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Ing. Néstor Walter Barrera Romero - R.N.I. 32906

Es Ingeniero en Civil de la Universidad Autónoma Tomás Frías con Diplomado en Sistemas Hidrosanitarios en Edificaciones, Supervisión Y Fiscalización de Obras Civiles, Investigación Acción y Educación Superior Formación Basada En Competencia. Máster Internacional en Proyectos Sismorresistentes de Estructuras de Concreto Armado y Precomprimido. 

RESUMEN

Una de las dificultades de las normativas es adecuar el método Hunter, propuesto para pequeñas viviendas y edificaciones residenciales en 1940, a las condiciones actuales. Se ha realizado un análisis documental de normativas de distintos países de habla hispana, reglamentos americano y japonés. Se aplicó el análisis comparativo de los valores propuestos por cada una de las normativas, para la instalación hidrosanitaria de abastecimiento de una edificación tipo de oficina. Los resultados indican que la mayoría de las normas emplean métodos empíricos y probabilísticos, con valores ajustados para cada país.

INTRODUCCIÓN

El caudal máximo probable (QMP), permite determinar la demanda con la cual diseñar el sistema de abastecimiento de agua potable en una edificación. (Soriano & Pancorbo, 2012) indica que lo métodos de estimación pueden clasificarse en semi empíricos (coeficiente de simultaneidad) y probabilísticos (Hunter).Uno de los primeros métodos probabilísticos desarrollados en fue el método de Hunter realizado en 1940 (Hobbs et al., 2019; Mangalekar & Gumaste, 2021; Soriano & Pancorbo, 2012), una de las características es que (Hunter, 1940) no menciona las diferencias entre edificios de oficinas y viviendas pequeñas, aunque resulta lógico suponer que eso se debe a que por aquél entonces se buscaba primero responder las necesidades de la población, y que además no existían una cantidad considerable de infraestructura de oficinas. Sin embargo, aún con dichas consideraciones, el método fue aceptado en la mayor parte del territorio estadounidense.

APLICABILIDAD ACTUAL DEL MÉTODO DE HUNTER 

En las últimas décadas se han desarrollado políticas de desarrollo sostenible ante el incremento poblacional y la escasez de recursos, ocasionando que la industria empiece a construir artefactos sanitarios más eficientes. Por lo que en los últimos años a la par de investigaciones donde se estudia métodos alternos se ha ido analizando la pertinencia o no del método de Hunter.

Los investigadores (Garzón & Ortiz, 2017) mencionan “que no necesariamente se ajusta a las condiciones, características y patrones de consumo de la población Colombiana” (p. 1). Mientras que (Zamora, 2013) encontró que para el caso de edificaciones en Costa Rica, el método que se aproxima con menor error al consumo de oficinas es el de la Norma Francesa.

Estas observaciones no solamente se mencionan para los consumos sudamericanos, sino que además, (Mangalekar & Gumaste, 2021) indican que, la mayoría de los códigos nacionales e internacionales utilizan la curva de Hunter (1940) debido al sólido enfoque probabilístico y la facilidad del cálculo del caudal máximo probable, sin embargo, es un hecho ampliamente aceptado que la curva de Hunter sobredimensiona la demanda de agua en el tamaño de las tuberías de plomería (Mangalekar & Gumaste, 2021). Por lo que los países tienden a modificar el valor del caudal máximo probable, ajustándolo a sus características. 

Por su parte (Hobbs et al., 2019) menciona que la disparidad entre los actuales artefactos de alta eficiencia y el modelo probabilístico (de Hunter) ha dado lugar al sobredimensionamiento de las redes de tuberías, lo que aumenta la huella de carbono de las edificaciones.

MÉTODOS PROBABILÍSTICOS COMPUTACIONALES PARA EL CÁLCULO DEL CAUDAL MÁXIMO PROBABLE

En respuesta al mayor uso de artefactos hidrosanitarios eficientes y un uso sostenible del agua, la Asociación Internacional de Funcionarios de Plomería y Mecánica (IAPMO) y la Sociedad Americana de Ingenieros de Plomería (ASPE) impulsaron la creación de un equipo de especialistas, para proponer un nuevo modelo, alterno al de Hunter, que permita estimar el caudal máximo probable en una edificación.

Para tal efecto (Buchberger et al., 2017) propusieron modelos que eviten el sobredimensionamiento que conlleva el uso del método del método de Hunter. Estos modelos son: Exhaustive Enumeration Method (EEM) y el Modified Wistort Method (MWM). En base a una data desde 1996 hasta 2011 en 1058 viviendas multifamiliares a lo largo de Estados Unidos. (Hobbs et al., 2019)

Sin embargo, estos modelos son complicados de aplicar en la práctica profesional, incluso conociendo los parámetros de cálculo necesarios, lo que llevó a que Buchberger a desarrollar una calculadora con un entorno amigable, para cualquier número de artefactos sanitarios denominada como Calculadora de Demanda de Agua o Water Demand Calculator (WDC). La misma ha sido reconocida e incorporada al Uniform Plumbing Code 2021.

NORMATIVA Y REGLAMENTACIÓN INTERNACIONAL 

En el ámbito internacional se tienen varias normativas y reglamentos, aquellos que han sido revisados para la presente investigación se presentan en el siguiente cuadro:

Tabla 3 Normas y reglamentos internacionales de instalaciones de sanitarias consultados

Fuente: Propia

ANÁLISIS COMPARATIVO PARA EDIFICACIÓN DE OFICINAS TIPO 

Se ha realizado una comparación entre las normativas que describen las características propias de oficinas, mediante el cálculo de las unidades de gasto o el caudal total de artefactos, para una edificación de oficinas de 10 plantas con baños tipo, para el sistema de abastecimiento de la red de agua fría. Los resultados se presentan en las siguientes tablas:

Tabla 2 Caudal máximo probable estimado por métodos del coeficiente de simultaneidad

Fuente Propia

Tabla 3 Caudal máximo probable estimado por métodos de Hunter Modificado

Fuente Propia

CONCLUSIONES

La mayoría de las normas emplea los métodos del coeficiente de Simultaneidad y el de Hunter modificado, con valores propios de cada país. Dentro de los métodos más actuales tenemos al: Exhaustive Enumeration Method (EEM), Modified Wistort Method (MWM), que forman parte del Water Demand Calculator (WDC) de la IAPMO. Siendo el WDC. la primera innovación en la estimación probabilística en los últimos 80 años, pero que sólo es aplicable debido a su data en Estados Unidos y en vivienda multifamiliares.

En el análisis realizado se observa que el RENISDA presenta un valor muy cercano al promedio los valores de todas las normativas. Sin embargo, su valor está por encima de las normativas europeas y algunas sudamericanas, siendo únicamente menor al de la Norma Peruana I.S. 010 y la Norma Ecuatoriana NEC 11. Finalmente, el valor más bajo para oficinas es el de la UNE 149201, debido a que presenta una ecuación específica para oficinas que permite considerar el efecto de los usuarios de la edificación. 

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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Garzón, A., & Ortiz, R. (2017). Maximum Instant Flows Rates for Residential Users of Bogotá City Caudales Máximos Instantáneos de Usuarios Residenciales de Bogotá. XV Seminario Iberoamericano de Redes de Agua y Drenaje, SEREA.

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Ing. Mario Daza Blanco - R.N.I. 11054

Es Ingeniero en Petróleo, Gas y Procesos de la Universidad Mayor de San Andrés (UMSA) con Maestrías en Ingeniería de Reservorios y Metodología de la Investigación en Ingeniería, Ph.D.(c) en Políticas de Desarrollo y Gestión Pública. 

RESUMEN

El petróleo es un recurso fósil agotable, compuesto predominantemente por hidrocarburos, y es la principal fuente de energía, tanto desde el punto de vista de la generación, como de la utilización en los diferentes países. La recaudación de impuestos sobre los hidrocarburos existe en la mayoría de los marcos fiscales de los países productores de petróleo y es un instrumento básico de enfoque monetario, energético y ecológico, por lo que uno de los principales atributos de los activos energéticos es la renta petrolera. El arrendamiento de activos regulares ha sido una de las partes más discutidas de la hipótesis monetaria. Casi ninguna otra relación ha tenido tanto tratamiento en la bibliografía económica como esta, y la gran mayoría de las discusiones están relacionadas con su punto de partida y su discernimiento entre los distintos especialistas. 

INTRODUCCIÓN

La renta petrolera parte de un concepto ricardiano que se aplica al desarrollo de un activo como son las fuentes extractivas y se caracteriza como el límite del negocio de la producción de un bien dado, y por la distinción entre los últimos costos de la cadena de producción y su inversión, por otra parte podríamos considerarla como una definición realmente contable en la que rechazamos el gasto de capital (o al menos el beneficio) lo que nos conlleva a una idea de utilidad de trabajo en lugar de arrendamiento, dejando a un lado brevemente el pensamiento del sistema de aplicación de la explotación útil. No obstante estas presunciones de análisis no dejan de crear complejidad en una industria como la petrolera, en la que los costos de exploración son amplios, por lo que la valoración de la renta conlleva una estimación inexacta. En general, los acuerdos de exploración y de relación con la participación de la renta fomentan sistemas monetarios que se aplican para decidir y obtener una ganancia financiera, sin embargo algunos acuerdos están muy lejos de ser los óptimos e ideales, ya que cada reservorio o reserva de hidrocarburos tiene un tratamiento diferente, lo que determina la capacidad de los volúmenes y reservas cuantificables probadas y los sectores de negocio a los que están ordenados. Existen además casos en los que las empresas tanto locales como transnacionales se han apropiado generalmente de un nivel más elevado del arrendamiento o renta que se relaciona con el país soberano que reclama los hidrocarburos como propiedad inalienable.

Del mismo modo, el precio del petróleo es un aspecto importante para la investigación de los sistemas financieros, ya que una caída o elevación de la cotización del crudo que no se pudo prever con antelación en los contratos petroleros, trae consigo beneficios según la cotización vigente y, además perjuicios tanto para el concesionario como para la nación que lo entrega, influyendo esencialmente en el pago en comparación con ese incremento o disminución de los costos, esto ha provocado la renegociación de los acuerdos existentes entre las naciones dependientes de sus recursos fósiles y la administración de la misma, lo que incluso ha inducido la inconveniencia unilateral de nuevos términos por parte de algunos Estados. Por regla general, los modelos financieros se planifican considerando los indicadores del nivel de producción de los hidrocarburos, como una estimación de la probable productividad monetaria del equivalente del mismo, considerando además el límite normal del yacimiento, que es la razón por la que la aplicación de los contratos petroleros no ha tenido la opción de responder suficientemente a los cambios no ideales en los estados de la generación de renta petrolera en los mercados del petróleo y del gas.

DESARROLLO

El efecto de la exploración se fija en el predicamento de ampliar la renta aplicando el plan de un modelo útil y el esquema de gastos relacionada, que da la correspondencia de utilidad más elevada disponible. En términos claros, se trata de la opción entre ampliar la magnitud de la parte que le corresponde al Estado de una determinada distribución, o adquirir la mayor parte, y según la perspectiva de las políticas públicas no es fácil planificar un acuerdo óptimo. Normalmente existe una extraordinaria compulsión a cambiar los principios cuando la renta del petróleo aumenta y es apropiado por el financiador privado o inversionista. 

En cuanto a los sistemas de generación de las rentas, aunque exista una buena proyección geográfica de éxito exploratorio, esta puede condicionar su presencia si se denota una conexión de análisis de ganancias entre el ciclo del emprendimiento (más que el ciclo de adjudicación de las rentas petroleras) y el ciclo de explotación de hidrocarburos. Esto hará concebir, con un alcance específico una relación en la que conociendo el grado de ingreso de inversión, será factible conocer el grado futuro del reservorio y su producción. Cuanto mejor sea el estado planificado de la concesión, mayor será la rentabilidad y con ella el beneficio, dada una innovación accesible.

Figura 2 Variación del precio de Petróleo WTI Enero 2015-Mayo 2022

Nota. En la figura 2, se puede apreciar la variación de los precios del crudo en los meses de enero 2015 a mayo de 2022, mismo que incidió de gran manera en el precio del gas natural boliviano de exportación. Tomado de Datosmacro.com

Es por ello que cuando se diseña un régimen fiscal un gobierno busca optimizar el valor de los ingresos que recibe de la explotación de sus recursos naturales, como el petróleo y gas. En este análisis la necesidad de revisar los sistemas aplicados de regímenes fiscales, muchos de los referidos elementos que funcionaron en la normativa actual están ahora obsoletos y necesitan ser rediseñados. En el presente marco de precios y costos de producción del petróleo y/o del gas, extremadamente volátil, (ver Figura 2) es necesario modificar la imposición fiscal que rige los contratos petroleros de exploración, desarrollo y producción, si los gobiernos pretenden seguir maximizando el valor de los ingresos que reciben de sus recursos.

En este ámbito la relevancia aplica principalmente a determinar el régimen fiscal, ya que este es uno de los principales aspectos que debe ser analizado y/o modificado, con el fin de generar los incentivos requeridos en el sector, y ser tomados en cuenta cuando se elabore una nueva ley de hidrocarburos que permita atraer las inversiones requeridas para incrementar la exploración y descubrimientos comerciales, e incrementar los volúmenes de producción de hidrocarburos garantizando el abastecimiento de combustibles al mercado interno, así como el cumplimiento de los contratos de exportación de gas suscritos en la actualidad. 

CONCLUSIÓN 

Este análisis nos permite ahondar en el inicio de un nuevo sistema aplicable y en la idea de los acuerdos que se colocarán en cada ronda de ofertas durante las licitaciones o concesiones para áreas de exploración, para posteriormente tener la opción de enmarcar una metodología hipotética que dé sentido de manera lógica a este nuevo plan paradigmático, y dé los componentes clave a través de los cuales se puedan sustentar nuevas reglas que refuercen los vínculos jurídicos conformados entre el Estado y las empresas inversionistas trasnacionales. 

Para ello se debe demostrar que la todavía dispendiosa ejecución del Estado en la selección de los acuerdos petroleros, obligan a la necesidad de explicar una reestructuración óptima, y el alcance de los contratos a través de una hipótesis que figure normas fundamentales y explícitos que permitan el avance y perfeccionamiento de una regulación energética en la aplicación de obligaciones fiscales por parte del Estado y las empresas transnacionales, independientemente de las partes de aplicación jurídica relativa al ámbito hidrocarburífero, que se suman a su revisión a través de la investigación de la regulación y aplicación estatal, económica, e internacional. Un ejemplo de las actividades y características que determinan un Régimen Fiscal se aprecia en la siguiente figura 3:

Figura 3. Aspectos que determinan el Régimen Fiscal

Tomado de Yacimiento Petrolíferos Fiscales Bolivianos-2018

En este entendido, el régimen fiscal va a determinar la inversión que el país sea capaz de atraer. Por lo que un régimen fiscal competitivo facilitará un incentivo mayor en la inversión, mientras que uno inadecuado dará lugar a que el país teniendo un potencial de recursos tanto prospectivos y contingentes, así como con importantes reservas probadas, de petróleo como de gas, quede alejada de ser un mayor exportador neto de hidrocarburos, sin que exista empresas operadoras internacionales que se dediquen a la exploración de los recursos naturales del país, con sus propios medios e inversión.

Asimismo, la elección de un régimen fiscal es fundamental ya que implicará aplicar dos cuestiones financieras esenciales: ¿Cómo se van a recuperar los costos? y ¿cómo se van a repartir las utilidades y participación? En este ámbito se debe analizar el marco económico caracterizado por una mayor volatilidad de precios y costos, lo que da lugar a importantes inestabilidades que obligan a examinar los regímenes fiscales en análisis, así como también rediseñar nuevos tipos de contratos petroleros competentes y solucionar los problemas denotados y que es motivo de cuestionamiento a los actuales contratos, especialmente en lo que se refiere a la distribución de las ganancias. 

En consecuencia, se hace énfasis en la conclusión de que la inversión extranjera es fundamental a la hora de desarrollar los recursos hidrocarburíferos del país, ya que se trata de responder a interrogantes de la predisposición de una compañía operadora decida a invertir en el país y no en otro, según las condiciones tanto técnicas, de participación en las ganancias y de seguridad jurídica que se les otorgue. 

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