PROBLEMAS Y SOLUCIONES CON COMPUTADORA.

ing. Alfredo Rifaldi

INTRODUCCIÓN

Disponer de programas, y tener acceso a una computadora, permite resolver con muy poco esfuerzo un problema, y reservar todo el tiempo disponible para mejorar la solución, mientras esta acción tenga sentido.

Resolver varias veces un problema con poco esfuerzo, determinando distintas alternativas ayuda a optimizar fácilmente las soluciones.

Como generalmente el programa fue concebido antes de que se nos planteara el problema, no necesariamente el programa estará totalmente adaptado al problema en cuestión, y el primer esfuerzo será adaptar el problema al programa, entender cuales son los datos para que el programa produzca resultados.

Este esfuerzo no es indiferente, y en algunos casos puede ser equivalente a resolver directamente el problema, pero teniendo en cuenta que ningún problema se debe resolver solo una vez, el esfuerzo vale realmente la pena.

TIPOS DE PROGRAMAS

Los programas de computadora están desarrollados con distintos conceptos, y ayudan en distinta forma a quien desea utilizarlos, pueden clasificarse en dos tipos por la modalidad de uso.

Los programas de horneada (batch), son poco amables, trabajan sobre un archivo de datos y entregan su resultado, fríamente, los datos deben haber sido preparados previamente, en un archivo, el resultado se obtiene en papel, en pantalla o en otro archivo.

Esta modalidad tiene origen en el uso de las grandes computadoras, en las cuales los datos se preparaban en tarjetas perforadas, y los resultados se obtenían impresos en papel, posteriormente se preparaba un archivo a imagen de tarjeta y al ejecutar el programa se señala el archivo de datos y el o los dispositivos de salida.

Hoy la preparación de datos se debe hacer con un programa editor, que permita escribir los sucesivos renglones del archivo a imagen de tarjeta, se utilizan exclusivamente caracteres normales, evitando tabuladores y otros caracteres especiales.

Programas interactivos, son mucho mas amables, interrogan al usuario mientras se ejecutan, mientras el usuario trabaja, dialogan, lo guían, tienen características de amabilidad que generan preferencia especialmente con usuarios de poca experiencia computacional.

En computadoras personales ambos tipos de programas se ejecutan bajo DOS, esto hace que todavía muchos usuarios, especialmente aquellos que se han iniciado en su aproximación a las computadoras bajo WINDOWS, sigan manteniéndose alejados del uso de este tipo de programas.

Una razón posible, es que para usar estos programas se debe abrir una ventana de DOS, en WINDOWS, y dentro de ella moverse sin ninguna guía de las que WINDOWS ha acostumbrado a los usuarios...

Existen programas (VisualBasic, por ejemplo) que permiten desarrollar programas interactivos o batch, aprovechando de todas las ventajas del WINDOWS, y se puede afirmar que en este caso ya no se distingue si un programa es interactivo o batch....

INSTALACION DE PROGRAMAS BATCH

En general conviene instalar el programa en un subdirectorio, quizás conviene tener un directorio PROGRAMS, y abrirlo en subdirectorios, cada uno destinado a un programa en especial.

Para un trabajo determinado conviene abrir un subdirectorio, y dentro de el se crean los lotes de datos y resultados, el programa se ejecuta mediante un programa BAT muy breve que simplemente indica donde se encuentra el programa a ejecutar.

INSTALACION DE PROGRAMAS INTERACTIVOS

También con estos conviene actuar como arriba indicado.

INSTALACION DE PROGRAMAS BAJO WINDOWS

Generalmente los programas se obtiene copiados en diskettes o discos compactos, frecuentemente compactados, se los puede copiar todos a un subdirectorio (BASURA, por ejemplo) expandirlos (deszipearlos) y se observa la presencia de un archivo SETUP.EXE .

Bajo WINDOWS, START, RUN, se busca el archivo SETUP (del subdirectorio BASURA) y se ejecuta, al terminar la ejecución el programa esta listo para correr.

A veces se requieren archivos de datos adicionales que deben ser instalados posteriormente.

USO DE LOS PROGRAMAS

La modalidad de trabajo interactiva se ha desarrollado especialmente desde el advenimiento de las computadoras personales.

Para los problemas que interesan en este curso se dispone de varios programas que se encuentran en disquetes, con cierta organización que ayuda a su uso.

En todos los casos se dispone de la versión fuente del programa, comprensible a los humanos, y de la versión ejecutable, comprensible a la máquina, los disquetes son así utilizables directamente en máquinas P. C. compatibles IBM sin otras exigencias particulares.

Aunque el lector no tenga conocimientos de computación utilizar estos programas es relativamente fácil, prácticamente es suficiente saber arrancar la máquina, y para los programas que corren en batch es necesario saber utilizar un editor para preparar los datos.

PROGRAMAS INTERACTIVOS

Los problemas de aplicación planteados en el curso, fueron acompañados de pequeños programas interactivos desarrollados en lenguaje BASIC, y distribuidos en disquetes. Sucesivamente los programas fueron asociados como subrutinas dentro se un paquete que incluía unos 15, este se llamo ESTACI, pero el numero fue creciendo ESCTAJ, K y apareció un índice ESTIND, que manejaba a todos. Esto es historia antigua...

Esta obra fue replanteada y rehecha, con aspecto de VisualBasic, el paquete se puede bajar de Internet, el programa se llama WproCalc y esta integrado con un paquete de rutinas que son los programas de calculo propiamente dichos, y que periódicamente se actualizan.

A continuación se comentan las soluciones obtenidas de los distintos problemas, y que se presentan en tablas indicadas, para las cuales se destaca algún valor significativo.

Una advertencia importante a tener en cuenta es que si bien los programas se han desarrollado y probado con cierto cuidado, no puede garantizarse que están libres de errores, y en consecuencia el usuario está obligado a controlar los resultados y hacer oportunas verificaciones.

Otro programa que puede ser de utilidad es FAR451 que le permite manipular una gran cantidad de tablas con datos útiles en proyectos de instalaciones eléctricas, también evoluciono a una versión Windows, WFAR451 que se puede bajar de internet y esta acompañado con un conjunto de tablas que a veces se actualizan.

RESOLUCIÓN DE LOS PROBLEMAS (del capitulo 14)

Problema 3 - se resuelve con C-SHURIG (paquete WproCalc).

La tabla 1.1 que el cable puede transportar 408 A, la tabla 1.2 muestra 518 A a consecuencia de haber aumentado la temperatura del conductor.

Problema 4 - también se resuelve con C-SHURIG.

La tabla 2.1 muestra que el tubo puede transportar 1380 A, la tabla 2.2 muestra 1758 A, la tabla 2.3 muestra 1733 A también con distintas temperatura en un caso y viento en otro.

Problema 6 - se resuelve con E-CAMPO.

La tabla 3.1 indica un campo superficial de 15.2 kV/cm resultado obtenido introduciendo un valor muy grande para la altura de los conductores, la tabla 3.2 indica 14.6 kV/cm al considerar la distancia media geométrica entre conductores, la tabla 3.3 muestra 14.8 kV/cm para la altura de los conductores de 400 cm, la tabla 3.4 muestra 11.1 kV/cm que corresponde a dos subconductores (haz), la tabla 3.5 muestra 5.4 kV/cm para un conductor tubular de 7 cm da diámetro.

Problema 8 - se resuelve con D-CALCOR

La tabla 4.1 define una densidad de corriente de 12.33 A/mm2 y muestra la temperatura final de 42 gr.C. para el cable, y la tabla 4.4 el valor de 41 gr.C. para el tubo de gran sección.

Problema 9 - se resuelve con. M-FLECAB.

La tabla 5.1 muestra una flecha de 0.26 m enla condicion base , y una flecha de 0.63 m a temperatura maxima.

Problema 11 - se resuelve con M-VITUBO

La tabla 6.1 muestra una flecha inclinada de 1 cm para 5 m de vano, la tabla 6.2 muestra 16 cm para 10 m de vano.

Problema 12 - se resuelve con D-N8651

La tabla 7.1, muestra los resultados del cálculo de esfuerzos de cortocircuito en barras, la tensión mecánica en la barra resulta 1.77 N/mm2, y la fuerza sobre el apoyo 73 N.

Problema 13 - se resuelve con M-HIELO

La tabla 8.1 muestra una sobrecarga para la capa de 3.5 kg/m, la tabla 8.2 muestra una sobrecarga para el manguito de 1.0 kg/m.

Problema 15 - se resuelve con M-VIENTO.

La tabla 10.1 muestra los resultados del cálculo de esfuerzos de viento sobre el equipo y se obtienen fuerza total y momento sobre el soporte, la tabla 10.2 muestra los mismos cálculos hechos para el conjunto equipo y soporte, y los resultados corresponden a fuerza y momento sobre la fundación, el programa sigue con la determinación de la solicitación mecánica del soporte, que en este problema no se ha plantaedo.

Problema 16 - se resuelve con.A-TIERRF, A-TIAYEE, A-CABSEC

La tabla 11.1 corresponde al cálculo con A-TIERRF y permitió calcular además de las tensiones características algunos parámetros geométricos de la red , la tabla 11.2 obtenida de A-TIAYEE muestran los resultados del cálculo de la red de tierra con la metodología de AYEE, y la tabla 11.3 obtenida de A-CABSEC determina la sección del conductor.

Problema 18 - se resuelve con A-CABSEC.

La tabla 12.1 determina la sección del conductor.

Problema 19 - se resuelve con M-DISTAN

La tabla 13.1 determina las distancias para 132 kV, (se ha indicado criterio 0, menor de 300 kV), análogamente se determinan las distancias para 500 kV para este caso el criterio es el 1

Problema 20 - se resuelve con M-ENSAYO, M-FORMA.

La tabla 14.1 determina las tensiones de ensayo obtenidas con M-ENSAYO y la tabla 14.2 determina las distancias por formas de electrodos obtenidas con M-FORMA

Problema 22 - se resuelve con M-LANGER, M-FRANKL

La tabla 15.1 determina el area protegida con M-LANGER, la tabla 15.2 determina la protección de un pararrayos de puntas con M-FRANKL

Problema 24 - se resuelve con M-RAYOS

La tabla 16.1 determina la probabilidad de presentación de descargas anuales

Problema 26 - se resuelve con S-PRESTA.

La tabla 17.1 determina el estado de carga de transformadores de medicion

Problema 27 - se resuelve con N-CAIDA.

La tabla 18.1 determina la caida de tensión en cables

PROGRAMAS BATCH

Los disquetes (los CD, o la pagina de internet) que contienen programas batch están organizados incluyendo para cada programa el módulo ejecutable, un lote de datos de ejemplo, la forma de preparar el lote de datos está indicada en el mismo, el código fuente, se puede obtener a pedido.

Estos programas, en general, están escritos en fortran, el modulo fuente es .FOR, y los comentarios contenidos en el programa permiten entender lo que este hace.

Para evitar accidentes directorio que solo contenga copia del módulo ejecutable .EXE, quizás un programa EDITOR, el lote de datos .DAT y trabajar en éste.

Con el editor (EDIT, Notepad, etc.) se modifica el lote de datos de acuerdo a las instrucciones y a la necesidad de cálculo.

Una vez preparado el lote de datos se manda a ejecutar el programa, este preguntará donde están los datos, se indica el nombre del archivo, sucesivamente preguntará adonde van los resultados, se debe indicar el archivo correspondiente.

Por ejemplo teclee SHURIG y oprima <entre>, luego SHURIG.DAT <entre>, CON <entre>, y verá la ejecución en pantalla.

Problema 3 - se resuelve con el programa SHURIG (contenido en el paquete BARRAS).

Problema 4 también se resuelve con el programa SHURIG.

Problema 6 - programa CORCAM (paquete CORONA).

Problema 8 - programa IEC865 opción 6 (paquete BARRAS).

Problema 9 - programa FLECAB (paquete FLECAB).

Problema 11 - programa IEC865 opción 3 (paquete BARRAS).

Problema 12 - programa IEC865 (paquete BARRAS).

Problema 16 - programa TERRAG (paquete TIERRA).

Problema 17 - programa IEEE80 (paquete TIERRA).

Solo queda por augurarle éxito, si tiene dificultades pregunte, pida auxilio, no se deje vencer por las primeras piedras, la computadora es la máquina de calcular actual... usted no debe quedarse en el pasado.