REVISTA INVESTIGACION (UANCV)

INVESTIGACIN ANDINA - AO 2 N 2

UNIVERSIDAD ANDINA NSTOR CCERES VELSQUEZ

INVESTIGACIN ANDINA

REVISTA CIENTFICA

DE LA

UANCV

VOLUMEN 02 N 02 ENERO DICIEMBRE 2007CONSEJO DIRECTIVO RECTOR M.Sc. Juan LUQUE MAMANI VICE RECTOR ACADMICO Mag. Lus Otto GUERRA PACHECO VICE RECTOR ADMINISTRATIVO Mag. Ricardo CUBA SALERNO DIRECTOR M.Sc. Rodolfo Fredy ARPASI CHURA

1


U N

A C V

INVESTIGACION ANDINARevista Cientifica de la Universidad Andina Nestor Caceres Velazques

COMITE EDITORIAL }Mag. Gerardo Gallegos Snchez Ing. Teobaldo Enrquez Enrquez Lic. Danya Castillo Monroy

TRADUCTORES M.Sc. Mara Vilma Escobar Castillo Lic. Rodolfo Mamani Chipana Lic. Miriam Alvarado Barrios

ARBITRAJE Dr. Csar Bertrn Castan

DISEO Y CUBIERTA Bach. Thania Margoth Sacachipana Portillo

Universidad Andina Nestor Caceres Veasqies HECHO EL DEPSITO LEGAL EN LA BIBLIOTECA NACIONAL DEL PER N ***********************

Direccin: Pasaje la cultura s/n. Edificio el Campn. Telefax: 054 322213 Anexo 21. Web: www.uancv.edu.pe www.investigacionuancv.edu.pe Editorial Adrus, S.R.L San Jos nm. 311, Of. 314 Telf. 054-227330 Arequipa - Per, 2007 [email protected] Diseo de cartula: ***** Diagramacin y diseo de interiores: ***********************

2

PUBLICACIN ANUAL. Prohibida la reproduccin total o parcial de los artculos publicados en esta revista. INVESTIGACIN ANDINA no se responsabiliza por los conceptos contenidos en las colaboraciones incluidas en esta edicin, los cuales son de responsabilidad exclusiva de los autores. Se reserva el derecho de hacer modificaciones de forma y del diseo del texto original. Distribucin gratuita.


U AUTORIDADESRECTOR M.Sc. Juan LUQUE MAMANI VICE RECTOR ACADMICO Mag. Lus Otto GUERRA PACHECO VICE RECTOR ADMINISTRATIVO Mag. Ricardo CUBA SALERNO

A C V

N

DECANOS DE FACULTAD:CIENCIAS JURDICAS Y POLTICAS Mag. Justo Valeriano Sosa Arohuanca CIENCIAS DE LA EDUCACIN Prof. Claudio Restituto Torres Apaza INGENIERAS Y CIENCIAS PURAS Ing. Vctor Julio Huamn Meza CIENCIAS DE LA SALUD Md. Santiago Cristbal Quispe Pari CIENCIAS CONTABLES Y ADMINISTRATIVAS M.Sc. Obdulio Collantes Menis INGENIERA DE SISTEMAS M.Sc. Lucas Coaquira Cano

CONSEJO DE INVESTIGACINJEFE DE LA OFICINA DE INVESTIGACIN M.Sc. Rodolfo Fredy Arpasi Chura PRESIDENTES DE COMISIONES PERMANENTES DE INVESTIGACIN: CIENCIAS JURDICAS Y POLTICAS Mag. Lino Aranzamendi Ninacondor CIENCIAS DE LA EDUCACIN Mag. Eduardo Miranda Quisber INGENIERAS Y CIENCIAS PURAS M.Sc. Lus Manuel Terrazos ngaro CIENCIAS DE LA SALUD Md. Jeremas Jara Atencia CIENCIAS CONTABLES Y ADMINISTRATIVAS M.Sc. Martn Len Cala INGENIERA DE SISTEMAS Ing. Ral Ninasivincha Grate

3


4


Presentacion

La concepcin de Universidad que se ha ido gestando a lo largo de los siglos, hoy se asume, como un principio axiomtico, creo de manera universal, que son tres las funciones sustantivas de la Universidad: la docencia, investigacin y proyeccin social. Ello no quiere decir que los niveles de investigacin, el grado de dedicacin de la Universidad a ella, el tipo de investigacin (bsica, aplicada), y los logros que aspire alcanzar hayan de ser los mismos en todas las universidades. Hay muchas variables contextuales que inciden directamente en el ejercicio de esta funcin. La investigacin ha de ser, pues, algo normal en la Universidad, y muy especialmente en la Universidad Andina Nstor Cceres Velsquez, en cuya Misin se consagra, como prioridad, impulsar la investigacin y fortalecer su condicin de Universidad interdisciplinaria. Y dado que toda universidad es una comunidad de estudiantes y profesores que cultivan el conocimiento, buscan su conservacin y transmisin y procuran su avance, lo mnimo que puede exigirse es que exista en ella, en los profesores y estudiantes, la as llamada investigacin formativa, es decir, la que consiste en indagar en el conocimiento actual, procurando estar al da en los avances cientficos de las diversas disciplinas, de modo que no se trasmita lo viejo y lo caduco, sino al menos lo actual. Hay un consenso amplio en que el futuro de los pases depender en buena medida de su capacidad de potenciar la generacin de nuevos conocimientos. La habilidad para crear, adaptar y adoptar nuevas tecnologas constituye un elemento estratgico para lograr el bienestar colectivo, as como para incrementar la competitividad de la regin y mejorar sus posibilidades de insercin en la economa mundial, y desarrollar una cultura de proyectos para plantear soluciones coherentes para el desarrollo del pas. Frente a este esto, la Oficina de Investigacin, asume el compromiso de fomentar y desarrollar destrezas y habilidades para utilizar la investigacin cientfica en la solucin de problemas, interesar a los estudiantes por la ciencia y trabajos cientficos y reconocer los valores y actitudes de los cientficos. Por esa razn, la presente segunda edicin de la revista INVESTIGACIN ANDINA, que me honro en presentar, es precisamente un espacio colectivo en que los docentes de la UANCV puedan reflexionar, investigar, teorizar y construir nuevos conocimientos acerca de su propia prctica, la insercin e importancia social que sta conlleva. La celebracin, que se realiza cada ao en el mes de noviembre: SEMANA DE LA INVESTIGACIN Y PUBLICACIN DE TRABAJOS, constituye al mismo tiempo un ritmo acelerado que refleja la impaciencia de ir avanzando a marchas forzadas para responder a la vertiginosa velocidad de las urgencias sociales. En esta segunda edicin, se tiene variados artculos relacionados en las reas de: administracin, salud, contabilidad, ingeniera, educacin y sistemas; esperando que despierten el inters de la comunidad cientfica nacional e internacional. M.Sc. Juan Luque Mamani RECTOR UANCV 5


6


Editorial

El desarrollo de la ciencia y la tecnologa tienen una influencia decisiva sobre el bienestar de la sociedad en su conjunto, esto hace que sean necesarias y se evidencia polticas pblicas tendientes a fomentar y coordinar las acciones y actividades de la investigacin cientfica, el desarrollo y la innovacin tecnolgica; todo ello con una visin de sentido humanitario. Para prever la universidad del futuro, podemos comenzar por examinar las nuevas formas y tendencias institucionales surgidas durante los ltimos veinte aos enmarcados en la globalizacin y competitividad. Al crecer la complejidad de las operaciones en que la sociedad pos-industrial basa su funcionamiento y desarrollo tecnolgico; por ello la educacin superior se ha manifestado y ha adquirido un carcter crecientemente instrumental y robotizante, se hace necesario una universidad ms humanista, que haga posible la solucin de problemas sociales coherentes con el uso de la ciencia y la tecnologa. La revista que presenta la Universidad Andina Nstor Cceres Velsquez a travs del Vice Rectorado Acadmico, tiene como objetivo principal el fomentar y coordinar la investigacin cientfica y el desarrollo tecnolgico, as como la articulacin de los sistemas cientfico-tcnico y productivo. La esencia de la revista INVESTIGACIN ANDINA de la UANCV es promover la creacin de una autntica cultura de la innovacin tecnolgica y sensibilizacin social en la Regin Puno, que favorezca la interaccin Universidad, Empresa y Sociedad, al mismo tiempo, prestar una especial atencin a la demanda de los sectores productivos. Nuestra Universidad asume el reto de incorporarse a las instituciones generadoras de la tecnologa de punta, a la recuperacin, recreacin y revaloracin de la tecnologa andina. Las Facultades y Carreras Acadmico Profesionales de la UANCV vienen trabajando en este sentido con un espritu creador dinmico y prospectivo. La revista INVESTIGACIN ANDINA, pretende contribuir al conocimiento y a la difusin de las investigaciones producidos por los docentes de la UANCV, en todas las reas del conocimiento. Cada uno de los artculos investigativos que contiene en sus pginas, constituyen un aporte al saber cientfico y cultural de la regin y del pas. Finalmente, la autoridad universitaria de la UANCV, felicita a todos quienes han hecho posible la segunda edicin de la revista: INVESTIGACIN ANDINA 2007.

OFICINA DE INVESTIGACIN

7


8

INVESTIGACIN ANDINA - AO 2NDICE N 2

Indice

Presentacin .............................................................................................................................................. Editorial ..................................................................................................................................................... 1. CARACTERIZACIN DE IMGENES MDICAS APLICANDO TRANSFORMADA DE WAVELET PARA SISTEMAS DE RECUPERACIN DE IMGENES POR CONTENIDOS.- Csar Beltrn Castan . ............... 2. LOS METAPATRONES.- Percy Oscar Huertas Niqun. ............................................................................... 3. DIMENSIONAMIENTO DEL NEUTRO DE REDES DE DISTRIBUCIN SECUNDARIA EN PRESENCIA DE ARMNICAS Y DESBALANCE DE CARGA.- Luis M. Terrazos ngaro. ...................................................... 4. MODELAMIENTO Y SIMULACIN PARA ANALIZAR LA CONTAMINACIN DEL LAGO TITICACA APLICANDO LGICA DIFUSA.- Juan Benites Noriega.. ............................................................................. 5. LA HUMEDAD Y EL C.B.R. DE SUBRASANTES ARENOSAS Y LIMO-ARCILLOSAS.- Orlando Edilberto La Torre Barra. ........................................................................................................................................... 6. CONTROL PTIMO PI ESTACIONARIO PARA PROCESO NO LINEAL MULTIVARIABLE: EVAPORADOR DE DOBLE EFECTO.- Abelardo Len Miranda.. ......................................................................................... 7. SIMULACIN CON EL SOFTWARE SIMULINK??/ MATLAB?? PARA UN MOTOR DE INDUCCIN CORTOCICUITADO PARA CURSO DE MQUINAS ELECTRICAS Y LABORATORIO DE MAQUINAS.- Porfirio Ulises Hurtado Chvez.. .................................................................................... 8. SEMFORO ECOLGICO COMPUTARIZADO CON TECNOLOGA LED.- Javier Mendoza Montoya.. ...... 9. VALORACIN BIOQUMICA DEL ESTADO NUTRICIONAL DEL PACIENTE ADULTO HOSPITALIZADO (DEPARTAMENTO DE MEDICINA, HOSPITAL CARLOS MONGE MEDRANO. JULIACA-2006).ngel Hugo Becerra del Carpio. ................................................................................................................ 10. EFECTO DE DIFERENTES TIPOS DE SUSTRATOS EN EL CULTIVO DE LA CEPA SOLSTICE STRAIN (Lentinela edodes) EN CADA ETAPA DE CRECIMIENTO, AREQUIPA, 2006.- Norma Julia Ccoa Ticona, Edith Cari Checa, Rosa Luz Huanca Amezquita. ....................................................................................... 11. SINDROME FEBRIL-ICTERO-HEMORRGICO EN LA PROVINCIA DE SANDIA DEPARTAMENTO DE PUNO ENTRE MARZO SETIEMBRE 2006.- Angel C.Medina C., Fredy Passara Z. ................................. 12. MICOPATOLOGA UNGUEAL EN ALUMNOS DE LA ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE LA POLICA NACIONAL DEL PER PUNO 2006.- Hctor Dionisio Linares Chacn, Rubn Monroy Apaza, Percy Aurelio Cerpa Quispe, Fredy Chalco Vargas. ............................................................................................. 13. ACTIVIDAD ANTIPIRTICA DE UN EXTRACTO FLUIDO DE OPUNTIA AFF. SOEHRENSII BRITTON & ROSE EN RATAS.- Ibone Marisol Condori Rodrguez, Maria Antonieta Loayza Lpez, Hely Norka Quispe Carbajal. ..................................................................................................................................................... 14. NIVEL DE CONOCIMIENTO SOBRE LAS AGRESIONES QUE PRODUCEN DISCAPACIDAD EN GESTANTES, EN MUJERES EN EDAD FERTIL EN BARRIOS DE LA CIUDAD DE PUNO 2006.Sandra Alejandra Fernndez Macedo ....................................................................................................... 1 11 20 29 39 45

56 64

72

82 97

103

112 9 117


15. BIODIVERSIDAD VEGETAL ETNODONTOLOGICA QHICHWA.- Rene Ortiz Romero, Fulgencio Amrico Catacora Yucra, Edith Cari Checa. ............................................................................................................

123

16. RELACIN ENTRE EL PLAN DE LA FUNCIN DE TUTORA DOCENTE Y LA FORMACIN PROFESIONAL INTEGRAL DE LOS ESTUDIANTES DE LA FACULTAD DE INGENIERIAS Y CIENCIAS PURAS DE LA UANCV.Fabin Vilca Medina.. ................................................................................................................................. 129 17. APOYO DEL PADRE DE FAMILIA, GUA TUTORIAL DOCENTE Y SU INCIDENCIA EN EL RENDIMIENTO ESCOLAR DE LOS EDUCANDOS DE LA G.U.E. LAS MERCEDES, 2005-2006.- Eduardo Miranda Quisber.. 18. ESTUDIO COMPARATIVO DE VIOLENCIA PSIQUICA Y SEXUAL EN ESTUDIANTES DE QUINTO DE SECUNDARIA DE LA CIUDAD DE JULIACA 2006.- Luz Daz Polanco.. ................................................ 19. INFLUENCIA DEL AUTO CONCEPTO EN LOS HBITOS DE LECTURA Y EL RENDIMIENTO ACADMICO DE LOS ALUMNOS DE LA CARRERA ACADMICO PROFESIONAL DE ENFERMERA DE LA UNIVERSIDAD ANDINA NSTOR CCERES VELSQUEZ JULIACA 2006.- Gabriela Betty Arias Luque ......................... 156 137 146

10


CARACTERIZACIN DE IMGENES MDICAS APLICANDO TRANSFORMADA DE WAVELET PARA SISTEMAS DERECUPERACIN DE IMGENES POR CONTENIDO

I N G .

Characterization of medical images applying wavelet transform for recuperation systems of images by containingCsar Beltrn Castan1 Agma J.M. Traina21

@ABSTRA TRACT ABSTRACT

[email protected], [email protected]

This paper proposes a characterization of medical images by a wavelet multi-resolution approach, for indexing in multi-dimensional data structure. Typically, a medical radiology consists of gray level variations in highly localized regions of the image. Currently, it is not possible to extract these regions by fully automatic image segmentation techniques. To address this problem we consider the generation of feature vectors based on wavelet transform. Afterwards, the extracted features create a vector that characterizes the image. The system extracts de relevant image features, computes de distance of the query image to all image indices in the database, and retrieves the n most similar images. Our approach is based on the application of Daubechies4 wavelets over the global characteristics of the image and allows their indexing over a multidimensional data structure. The focus of this paper is to assess the utility of the wavelet transform on medical image characterization and their feasibility for an appropriate indexing. ywor ords: Keywords:

Wavelet, Content Based Image Retrieval, Feature Vector, Image Data Base, Multi-dimensional Data Structure.RESUMEN En el presente artculo se propone una tcnica de caracterizacin de imgenes mdicas aplicando una metodologa de multi-resolucin, con la finalidad de facilitar su respectiva indexacin dentro de una estructura multi-dimensional. Una de las caractersticas de las imgenes mdicas, es la de presentar cambios de color en tonos de gris dentro de regiones localizadas de la imagen. Hasta ahora no se tiene una tcnica adecuada que haga posible extraer estas regiones mediante un completo procesamiento automtico de las imgenes. Una estrategia para abordar este problema consiste en la generacin de vectores de caractersticas basados en las transformadas de wavelet, estas caractersticas extradas generaran un vector de caractersticas que se va a constituir en la identificacin de la imagen. En la presente propuesta, el sistema extrae las caractersticas ms relevantes de la imagen, calcula la distancia entre una imagen de consulta y las que se encuentran en el banco de datos, y recupera las n imgenes ms similares. El enfoque presentado est basado en la aplicacin de los filtros de las wavelets de Daubechies4 sobre las caractersticas globales de la imagen para luego as facilitar la indexacin dentro de una estructura multi-dimensional. El objetivo del presente trabajo es destacar la utilidad de la transformada de wavelet en la caracterizacin de imgenes mdicas y su utilidad dentro de una apropiada tcnica de indexacin de las mismas. alabras clav Palabras claves:

Wavelet , Recuperacin de Imgenes Basadas en Contenido, Vector de Caractersticas, Base de Datos de Imgenes, Estructura de Datos Multi-dimensional.1 Doctor en Bioinformtica, Universidad de So Paulo, Brasil; M.Sc. en Ciencias de la Computacin, Universidad de So Paulo Brasil; Ingeniero, de Sistemas, Universidad Catlica de San Mara, Arequipa Per; Docente invitado de la Facultad de Ingeniera de Sistemas, Universidad Andina Nstor Cceres Velsquez - Juliaca; Docente de la Escuela Profesional de Ingeniera de Sistemas de la Universidad Nacional de San Agustn Arequipa. 2 Doctora en Ciencias de la Computacin, Universidad de So Paulo - Brasil; Post-Doctorado en la Universidad Carnegie Mellon USA; M.Sc. en Ciencias de la Computacin, Universidad de So Paulo Brasil, Bachiller en Ciencias de la Computacin, Universidad de So Paulo Brasil; Profesora Asociada del Instituto de Ciencias Matemticas y de Computacin, Programa de Ciencias de la Computacin, Universidad de So Paulo Brasil.

11


1. Introduccin Los sistemas de recuperacin de imgenes basadas en el contenido (Content-based image retrieval - CBIR) se refieren a la capacidad de recuperar imgenes considerando el contenido de las mismas. Dada una imagen de consulta, el objetivo de un sistema CBIR es buscar dentro de una base de datos y recuperar las n imgenes ms similares a aquella dada en la consulta, basado en algn criterio definido. El presente trabajo de investigacin est orientado a la generacin de vectores de caractersticas de un sistema CBIR orientando la aplicacin final para base de datos de imgenes mdicas. Un vector de caractersticas es una representacin numrica de una imagen, o de una porcin de ella, sobre sus caractersticas ms representativas. Este vector de caractersticas es un vector n-dimensional que contiene elementos cuyos valores describen en forma sucinta el contenido de una imagen. Esta nueva representacin de la imagen puede ser almacenada en una base de datos y as permitir una rpida recuperacin de imgenes [4]. Una alternativa para facilitar este proceso es utilizar tcnicas de transformacin de dominio. La principal ventaja de una transformacin es su efectiva caracterizacin de las propiedades locales de la imagen. Hace pocos aos atrs que investigadores de las reas de matemtica aplicada y de procesamiento de seales desarrollaron una tcnica de transformacin de seales, denominada de wavelet para la representacin multi-escala y anlisis de seales [2]. Las transformadas de wavelets, a diferencia de la tradicional tcnica de Fourier, localizan la informacin en el espacio de tiempo-frecuencia, en forma particular, tienen una capacidad para intercambiar una resolucin por otra, lo cual hace de ellas especialmente indicadas para el anlisis de seales en distintas bandas de frecuencia, donde cada resolucin tiene su correspondiente escala [2]. Estas transformadas fueron aplicadas con mucho xito en aplicaciones como compresin de imgenes, mejoramiento, anlisis, clasificacin y recuperacin [9] [1] [3]. Una de las privilegiadas reas de aplicacin donde estas propiedades fueron encontradas como relevantes es el rea mdica [8] [7]. En este artculo se describe una estrategia CBIR para base de datos de imgenes mdicas a _n de extraer caractersticas basadas en descomposicin multi-resolucin. Aspecto importante de la presente investigacin est en como hacer para caracterizar (indexar) las imgenes de forma que el proceso de recuperacin pueda retornar las imgenes visualmente ms similares en el dominio de inters. El artculo est organizado en cinco secciones. La seccin 2 realiza una breve introduccin a los conceptos y definiciones de las transformadas de wavelets. La seccin 3 describe la tcnica utilizada para la caracterizacin e indexacin de imgenes. Los resultados y la evaluacin respectiva es presentada en la seccin 4. Finalmente, las conclusiones y recomendaciones para trabajos futuros son propuestas en la seccin 5. 2. Transformadas de Wavelet Las transformadas de wavelet proveen de una representacin tiempo-frecuencia en forma simultnea, muchas veces puede ser de particular inters la ocurrencia de un componente espectral en un determinado instante. En estos casos puede ser muy beneficios conocer los intervalos de tiempo donde ocurren estos particulares componentes espectrales. Las transformadas de wavelet pueden remover la redundancia entre los pixeles de la imagen, otorgando una representacin ms compacta de la informacin de la imagen. El ndice de la imagen generado sobre el dominio de la transformada se constituye en uno ms ptimo que aquel generado a partir del dominio espacial, esto debido a que los coeficientes transformados tienen una mejor distribucin definida que aquellos pixeles de la imagen original. Adems de ello, las transformadas de wavelet poseen la propiedad de multi-resolucin que facilita el proceso de extraccin de caractersticas a partir de los coeficientes transformados. El anlisis de multi-resolucin permite estudiar una seal o una funcin en diferentes escalas. Se considera el significado de escala de la misma forma como es usado en trminos no matemticos. Una analoga muy til es considerar la observacin de un objeto a diferentes distancias, visto desde una gran distancia se percibe una representacin a gran escala del objeto, en la cual es distinguible solo la informacin global del objeto (uno no se encuentra en la capacidad de alcanzar a ver los detalles del objeto). As como cuando uno tiene una mayor aproximacin, el objeto es visto a menor escala, y mayores detalles son percibidos. De la misma forma, una seal puede ser analizada en diferentes escalas. Escalas mayores tratan con la informacin global, informacin de bajo nivel contiene la representacin de la seal. El elemento central del anlisis de multi-resolucin es una funcin (t), denominada de funcin escala, cuyo rol es representar una seal en diferentes escalas. La traslacin de la funcin escala constituye la .construccin de bloques de la representacin de la seal en una determinada escala. La escala puede ser incrementada mediante dilataciones (stretching) de esta funcin o disminuyndola mediante contracciones. La funcin escala (t) acta como una funcin de mscara, en el sentido que el producto interno de (t) con una seal representa un tipo de valor medio de la seal sobre el soporte (extensin) de (t). Para cumplir ese rol, la funcin escala debe tener un soporte compacto. Rigurosas condiciones matemticas deben ser cumplidas por la funcin (t) para formar una estructura de anlisis de multi-resolucin. La Fig. 1 muestra algunas funciones escala las cuales poseen soporte compacto y rea distinta de cero.

12


Figura 1: Diseo de algunas wavelets analizadoras. Primera fila: wavelets padre (t). Segunda fila : wavelets madre, (t). [9].

En la Fig. 2 puede apreciarse (a) la funcin escala (t), (b) representacin de una seal anloga y (c), (d) las seales de aproximacin. Figure 2: (a) Funcin escala de Haar. (b) Ejemplo de una seal analgica. (c), (d) Versin de aproximacin en escalas 0 y 1 de la seal en (b) usando la funcin de escala en (a).

V0

El anlisis de multi-resolucin aprovecha los espacios V-2; V-1; V0; V1; V2 satisfaciendo las siguientes condiciones:... V 2 V 1 V 0 V1 V 2 ...jZ

implica la varianza de V0 bajo traslaciones enteras. Ahora es necesario conocer que

(1) (2) (3)

U V j = L2 (R )

0,n ( x ) = ( x n ), n Z forma una base ortonor-mal para V0

(6)

jZ

I V j = {0}

Todos los espacios son una versin escalada del espacio central V0,f ( x ) V j f ( 2 j x ) V0

(4) y

f ( x ) V0 f ( x n ) V0 , para todo n Z (5)

Todos los espacios Vm son anidados, es decir, V0 es un sub-conjunto de V1. Sin embargo, el sentido inverso no se cumple, desde el hecho de que ninguna funcin V1 pertenece a V0. El espacio V1 contiene a V0 y algo ms, a lo cual denominaremos como W1. Podemos generalizar y definir otra familia de espacios que llenan los espacios vacos entre los diferentes Vms. Ms especficamente, puede definirse el sub-espacio Wm como el complemento de Vm en Wm-1. Debido a que Vm-1 es ms detallada que Vm, Wm contiene los detalles necesarios de Vm en relacin a Vm-1. La Fig. 3 ilustra la estructura del anlisis de multi-resolucin.

Figura 3: Estructura del anlisis de multi-resolucin. El ancho de cada rectngulo representa la cantidad de detalles en cada espacio Vm. El nivel de detalles en el espacio Vm es la mitad de Vm-1 y dos veces mayor que Vm+1. [6]. 13


La relacin para con las wavelets radica en el hecho de que los espacios Wm son expandidos mediante dilataciones y traslaciones de una funcin j(t), la cual satisface la condicin de admisibilidad y por lo tanto es una wavelet. Una transformada de wavelet (WT) puede ser desarrollada sobre una seal multi-dimensional simplemente mediante la aplicacin de una transformacin 1D a travs de todas las dimensiones en forma sucesiva. Una aplicacin comn de la WT para seales 2D es en el procesamiento de imgenes. Por ejemplo, la Fig. 4 muestra (a) una imagen (b) su primer nivel de descomposicin wavelet y (c) su segundo nivel de descomposicin. 3. Caracterizacin de Imgenes Para caracterizar cada imagen, la estrategia seguida aplica el proceso de multi-resolucin basado en los filtros de wavelets, seguidamente los vectores de caracterstica son calculados considerando las caractersticas globales en cada sub-banda de wavelet. La presente seccin muestra los filtros usados para el proceso de generacin de los vectores de caracterstica y la tcnica usada para la caracterizacin de la imagen

Figura 4: Descomposicin Wavelet 2D. (a) Imagen original. (b) Primer nivel de descomposicin (c) segundo nivel de descomposicin. [9]. 3.1 Filtros de Wavelet La transformada de wavelet tiene varias propiedades que la hacen muy atractiva para construir una representacin natural de seales e imgenes. Estas propiedades incluyen localizacin, multi-resolucin y compresin [1]. En los experimentos desarrollados, fue usado una base ortonormal de wavelet que corresponde a la Daubechies4. Para analizar los detalles en una escala determinada, se define una base ortonormal jj(x) con propiedades similares a aquellas las de fj(x) descritas anteriormente. Las funciones fj(x) y jj(x) son denominadas de wavelet padre y wavelet madre respectivamente. Estas son las funciones wavelet prototipo requeridas para el anlisis de wavelet [9]. Debido a que las funciones base de wavelet otorgan derivaciones continuas, durante este proceso se puede apreciar que las funciones wavelet madre son usadas para caracterizar los detalles en una seal, estas deberan tener una integral cero de tal forma que la informacin de tendencia es almacenada en los coeficientes obtenidos mediante la wavelet padre. Una representacin de la wavelet de Daubechies de una funcin es una combinacin linear de las funciones base de wavelet. La transformada de wavelet Daubechies4 es usualmente implementada numricamente mediante filtros de espejo cuadrtico [5] [2]. El anlisis de multi-resolucin de la tendencia y fluctuacin de una funcin es implementada mediante convoluciones con un filtro pasa-baja (Eq. 7) y un filtro pasa-alta (Eq. 8) que son versiones de la misma wavelet definidas mediante las secuencias: ( 3 + 1) 3 ( 3 + 1) ( 3 1) 3 ( 3 1) , h= , , 4 2 4 2 4 2 4 2 3 ( 3 1) ( 3 1) 3 ( 3 + 1) ( 3 + 1) g= , , , , 4 2 4 2 4 2 4 2

(8)

(9)

donde {h} es la secuencia de escalas y {g} se refiere a la secuencia de wavelet. 3.2. Generacin de Vectores de Caractersticas 14 Para la generacin de vectores de caractersticas se aplic tres niveles de descomposicin wavelet, generando diez sub-espacios (nueve sub-espacio de alta frecuencia y uno de baja frecuencia). El sub-espacio de baja frecuencia corresponde a la versin comprimida de la imagen original. En la implementacin seguida, los parmetros especficos extra-


dos de cada sub-espacio de alta frecuencia fueron media, energa, entropa, desviacin estandard, generando nueve valores por cada tipo de caracterstica. La Fig. 5 muestra la generacin del vector de caractersticas, donde Fn corresponde a los valores caracterstica de cada uno de los respectivos sub-espacios. En el presente artculo, se presenta la caracterizacin de imgenes basado en la generacin de vectores de caracterstica, para de esta forma orientar la indexacin de estos espacios de caractersticas a travs de alguna estructura de datos multidimensional.

Figura 5: Generacin del vector de caractersticas a partir de los sub-espacios de wavelet. Como fue descrito en 3.1, los algoritmos de indexacin aplican la transformada de wavelet rpida con la versin especial del conjunto de wavelets de Daubechies4. Los coeficientes de la transformada de wavelet en las bandas de baja frecuencia normalmente representan configuraciones de objetos dentro de las imgenes y la banda de alta frecuencia representa la textura y la variacin local de color. La bsqueda est basada en la similitud semntica que presentan las imgenes, por lo que imgenes del mismo dominio semntico sern casadas. Por ejemplo, dada una imagen de cerebro, otras imgenes de cerebro sern recuperadas y mostradas como respuesta. Para recuperar las imgenes relacionadas, la bsqueda es realizada en dos pasos, en el primer paso se genera el vector de caractersticas basado en la desviacin estndar, media, energa y entropa para cada sub-banda. En el segundo paso es calculada la distancia Euclideana entre cada una de las imgenes del banco de datos y la imagen de consulta. As las distancias son ordenadas y las primeras n distancias ms cortas son recuperadas. 4. Experimentos y resultados La real prueba de un sistema CBIR es si efectivamente es utilizado por los interesados en la prctica, en nuestro caso si las consultas satisfacen el requerimiento del mdico. Para demostrar la factibilidad de los vectores generados, fue desarrollado un pequeo prototipo a fin de visualizar los resultados. El conjunto de imgenes corresponde a grupos de exmenes de tomografa donde imgenes consecutivas presentan cambios muy pequeos. La primera prueba efectuada fue desarrollada separando ocho grupos de seis imgenes cada una. Luego de realizadas las consultas, el sistema mostr que una imagen de consulta es recuperada junto a las otras imgenes que son parte del mismo grupo, la Fig. 6 presenta una consulta con las imgenes separadas en grupos. La segunda prueba se realiz sobre un conjunto de 1200 imgenes mdicas correspondientes a diferentes grupos semnticos. La respuesta para cada consulta satisface el resultado esperado, excepto cuando la imagen de consulta no es parte del dominio. 4.1. Velocidad El sistema fue implementado en una PC Pentium III 866MHz con RAM de 128MB, sistema operativo Windows2000. Para calcular los vectores de caractersticas de 1000 imgenes de tamao 256 x 256 en nuestra base de datos de imgenes mdicas se requiri aproximadamente de 18 minutos; en promedio, fueron necesarios 1,12 segundos para aplicar la transformada de wavelet y calcular las caractersticas de todas las regiones. El proceso de casamiento de imgenes similares es rpido. La diferencia entre un conjunto de 100 imgenes y otro de 1000 imgenes es de escasos milisegundos. El proceso que toma el mayor tiempo de CPU corresponde al clculo y ordenamiento de distancias. Debido a que en el presente trabajo no es usada alguna metodologa de indexacin multi-dimensional, el tiempo de casamiento crece linealmente a medida que el nmero de caractersticas por vector y la cantidad de imgenes a procesar tambin crezca.

15


Figura 6: Resultado de la consulta, donde las seis primeras imgenes corresponden al mismo grupo de la imagen de consulta.

Figura 7: Resultado de una consulta dentro del conjunto de 1200 imgenes. 5. Conclusiones y Trabajo Futuro En el presente artculo fue presentado el uso de las transformadas de wavelet para caracterizar imgenes mdicas con el objeto de luego poder recuperarlas en base al contenido de las mismas. Los vectores de caractersticas fueron generados sobre las bandas de alta frecuencia generados a partir de la descomposicin en tres niveles. Es interesante resaltar que estos subespacios generados presentan la propiedad de ortogonalidad entre ellos, lo cual permite la existencia de caractersticas no correlacionadas. Los experimentos del sistema implementado mostraron que la performance de recuperacin fue aceptable. Puede afirmarse que el presente trabajo muestra la potencialidad de las wavelets para caracterizar imgenes mdicas. El sistema puede ser mejorado pudiendo ser ms preciso mediante la adicin de caractersticas que permitan las propiedades de textura y forma. Estos sern los siguientes pasos en el desarrollo de trabajos futuros. Agradecimientos Este trabajo fue auspiciado por Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico (CNPQ)- Ministrio de Cincia e Tecnologia - Governo do Brasil. Tambin agradecer al Grupo de Base de Datos e Imgenes (GBDI) de la Universidad de So Paulo en So Carlos. Referencias [1] Elif Albuz, Erturk Kocalar, and Ashfaq A. Khokhar. Scalable Color Image Indexing and Retrieval using Vector Wavelets. IEEE Transaction on Knowledge and Data Engineering, 13(5):851.861, September/October 2001. 16


[2] Ingrid Daubechies. Ten Lectures on Wavelets, volume 61. CBMS-NSF Regional Conference Series in Applied Mathematics, Rutgers University and ATandT Bell Laboratories, 1992. [3] Charles E. Jacobs, Adam Finkelstein, and David H. Salesin. Fast Multiresolution Image Querying. Computer Graphics , 29(Annual Conference Series):277.286, 1995. [4] Murray H. Loew. Feature Extraction, chapter 5. SPIE, Belligham,WA, m.sonka and j. michael Fitzpatrick edition, 2000. [5] Yves Meyer. Wavelets : Algorithms and Applications. Society for Industrial and Applied Mathematics, Philadelphia, first edition, 1993. [6] Terry M. Peters and Jackie Williams. The Fourier

Transform in Biomedical Engineering , volume 1. Hamilton Printing, Ressenlaer, NY., _rst edition, 1998.[7] Michael Unser and Akram Aldroubi. A Review of Wavelets in Biomedical Applications. Proceeding of the IEEE, 84(4):626.638, April 1996. [8] James ZeWang. Semantics-Sensitive Integrated Matching for Picture Libraries and Biomedical Image Databases . Phd. dissertation, Departament of Biomedical Informatics of Stanford University, 2000. [9] James Ze Wang. Methodological Review - Wavelets and Imaging Informatics : A Review of the Literature. Journal of Biomedical Informatics, pages 129.141, July 2001. http://www.idealibrary.com.

.

17


LOS METAPATRONES The Meta PatternsPercy Oscar Huertas Niqun1

@

[email protected] [email protected] [email protected]

ABSTRA TRACT ABSTRACT The notion of design pattern existed prior to its very commonly use in the computing community. As proof of this, there are many works that show it. However, it is commonly accepted that the work that led to this discipline as we understand it today is the GOF We can see that the structure of these solutions (patterns) is repeated, using a series of basic skills (including different levels of abstraction) to produce the same effects in the system. Knowing these common mechanisms allows us to have a clearer vision and a sense of perspective on the patterns that are presented to us, as well as to have the ability to generate them. wor ords Key words Metastandard, Standard language, coupler standard, uncoupler standard. RESUMEN La nocin de patrn de diseo exista con mucha anterioridad a su uso comn en la comunidad informtica. Como muestra de ello, existen numerosos trabajos que as lo demuestran. Sin embargo es comnmente aceptado que el trabajo que dio origen a esta disciplina tal y como hoy la entendemos es el GOF. Podemos observar que la estructura de estas soluciones (patrones) se repite, utilizando una serie de mecanismos bsicos (incluso en diferentes niveles de abstraccin) para producir los mismos efectos en el sistema. Conocer estos mecanismos comunes nos permite tener una visin ms clara y con cierta perspectiva sobre los patrones que se nos van presentando, as como tener la capacidad de generarlos. alabras clav Palabras claves: Metapatrn, Lenguaje de Patrones, Patrn Acoplador, Patrn Desacoplador.

MATERIAL Y MTODOS El presente trabajo de investigacin tiene su base en el anlisis hecho, sobre este tema, por James O. Coplin en su publicacin: A Pattern Definition, Software Patterns. 1. Metapatrones Todos queremos construir software correcto, robusto, extensible y reusable. Debemos ser conscientes que este conjunto de factores externos de calidad guarda una relacin directa con la calidad interna del mismo, es decir con su correccin, flexibilidad, etc. Sin embargo: Cmo conseguimos correccin? Uno de los mecanismos fundamentales consiste en reducir la complejidad inherente al problema, encapsulando abstracciones as como normalizando y uniformando.

Cmo conseguimos flexibilidad? Bsicamente aadiendo indireccin (desacoplando abstracciones). Dnde aadimos esta indireccin? En el lugar en el que se espere la evolucin del sistema o ya es necesitada. 2. Diagrama Objetivo Mecanismo Podemos visualizar todo esto en un diagrama de texto al que llamaremos Diagrama Objetivo - Mecanismo y que representa varios niveles de abstraccin: * Software correcto * Divido lo complejo (hago las cosas simples). * Encapsulo, abstraigo: Funciones, clases, componentes, aplicaciones, sistemas (bsicamente estructural). Cmo conseguimos la simplicidad?

18

1 M.Sc. en Ciencias de la Computacin, Universidad de Chile; Licenciado en Estadstica, Universidad San Martn de Porres Lima Per; Docente invitado de la Facultad de Ingeniera de Sistemas, Universidad Andina Nstor Cceres Velsquez Filial Arequipa; Docente Asociado de la Escuela Profesional de Ingeniera de Sistemas de la Universidad Nacional de San Agustn Arequipa, Docente del Programa Profesional de Ingeniera de Sistemas de la Universidad Catlica de Santa Mara Arequipa


-

* -

-

Funciones: Unicidad funcional, mismo nivel semntico en su discurso. Clases: Unicidad identificativa, evitar desnivel semntico (mtodos que traten abstracciones similares, relaciones de nivel abstracto similar). Uniformo normalizo (bsicamente funcional es funcional). Cdigo: Notacin, mecanismos de validacin (o blindaje), mecanismos de inicializacin, mecanismos de tratamiento de errores, sangrado. Niveles de abstraccin uniforme en los discursos (programacin), interfaces. Mecanismos de Interaccin (tambin visualizacin). Mecanismos de comunicacin entre entidades de similares niveles de abstraccin. Uso los mismos mtodos para hacer las mismas cosas (componentes, etc.).

-

Clases + Polimorfismo. Componente. Sub-sistema. Etc.

En un principio podemos entender estos Objetivos - Mecanismos como generadores de patrones, as mismo veremos que con el uso de estos generadores podremos tener una ayuda para poder crear patrones de diseo. Por esta razn se denominarn Meta-Patrones, y se pasarn a especificar dentro del contexto de los patrones de diseo orientado a objetos ya que en ese lugar es donde realmente se demuestra su utilidad. 3. Tipos de Metapatrones Meta-Patrn Encapsulador (encapsulator) Problema: Ponindonos en el caso de que tengamos cierta funcionalidad o interaccin compleja y adems que este distribuida entre varios objetos. Solucin: La solucin sera Encapsular dicha funcionalidad o interaccin en un objeto (dependiendo del nivel de abstraccin en el que nos encontremos podra estar en una funcin, clase, componente, subsistema, etc.). El encapsulador provee simplificacin sobre el diseo generando un nuevo rol.

* *

Software flexible - reutilizable Aado Indireccin (desacoplo). * Creo un elemento intermedio (gano capacidad de manipulacin, etc. tambin me alejo ms del problema en s mismo, y constituye otro elemento a mantener). Estos elementos intermedios pueden ser: - Funcin. - Clase.

Problema de ejemplo: La creacin de una compleja estructura de objetos (Builder).

Clase de Nivel Alto Metodo1(); Metodo2(); Crear estructura del nivel edio();

Clase1 de Nivel Med io Metodo3(); Cre ar estructura del nivel bajo();

Clase N de Nivel Medio Metodo4(); Crear estructura del nivel bajo2();

Clase1 de Nivel Bajo

Clase2 de Nive l bajo

ClaseK de Nive l Bajo

ClaseM de Nive l Bajo

19


ESTRUCTURA ORIGINAL: SOLUCIN ESPECFICA:Clase de Nivel Alto Metodo1(); Metodo2();

Builder

Clase de Nive l Alto Metodo1(); Metodo2();

Clase de Nivel Alto Metodo1(); Metodo2();



Clase de Nivel Alto Metodo1();Metodo2();

Clase de Nivel l Metodo1(); Metodo2();

REPRESENTACIN ABSTRACTA:

Patrones que lo implementan: Builder, Fachada, Iterador, Mediador, etc. Meta-Patrn Adder (Aadido). Problema: Tenemos una clase a la que le queremos aadir determinadas funcionalidades (en el sentido amplio de la palabra). Solucin: Aadimos otra clase en la que encapsulamos dicha funcionalidad. El Adder provee nueva funcionalidad al sistema a travs de un nuevo rol que hace de intermediador. Estructura Original:

Clase XYZ Metodo A() Metodo B() Resolucin especfica:Clase XYZ

Clie nte A

Clie nte A usa la Clase

Clie nte B

Clie nte B necesita usar la Clase XYZ

20


Representacin abstracta:

Clase A Mtodo A() Mtodo B()

Nueva Funcionalidad Aadir Funcin()

Clie nte A

Clie nte B

Clase XYZ Con Polimorfismo: Metodo A() Metodo B()Clase A

Clie nte A

Clie nte A usa la Clase XYZ Nueva Funcin 1

Adapter Metodo C()

Mtodo A() Mtodo B()

Clie nte B

Nueva Funcionalidad Clie nte B necesita usa el ADAPTER para accede rFuncin() Aadir a la funcionalidad de la Clase XYZ

Nueva Funcin N

Clie nte A

Cliente B

Adder - Polimrfico

Patrones que lo implementan: Adaptador (aade una nueva interfaz), Proxy (aade control sobre el acceso a un objeto), comando (aadimos capacidad de control sobre la ejecucin de mtodos), decorator, etc. Meta-Patrn Decoupler (desacoplador). Problema: Dentro de una clase existe cierta funcionalidad compleja que queremos flexibilizar o desacoplar para mejorar la calidad del diseo. Solucin: Encapsulamos dicha funcionalidad en una clase agregada a la original, y la flexibilizamos aplicando Polimorfismo. El Decoupler provee flexibilidad a alguna funcionalidad ya existente a travs de un nuevo rol. 21


Estructura Original:

Solucin especfica:Clase XYZ Metodo A() Metodo B() Algoritmo Abstracto

Algoritmo 1

Algoritmo N

Representacin abstracta:Clase XYZ Mtodo A() Mtodo B() Alguna Funcionalidad

Con Polimorfismo:Clase XYZ Mtodo A() Mtodo B() Funcionalidad Abstracta

Impleme ntacin 1

Implementacin N

Patrones que lo implementan: Puente (desacopla la implementacin), Estado (desacopla el estado de un objeto (conducta)), estrategia (desacopla algoritmo), etc. Estos Meta-Patrones o mecanismos, estn presentes en la estructura de casi todos los patrones. Los nicos patrones no cubiertos (o que no pueden ser generados) por medio de los Meta-Patrones son los patrones que centran su utilidad en la adicin de nuevos roles a un diseo (sin correspondencia previa con los elementos previamente existentes en dicho sistema), ya que aunque pueden verse como un Adder, su semntica es algo diferente ya que no encapsulan nada que ya estuviera presente en el sistema (podramos verlos como el cuarto Meta-Patrn, y desde luego el ms general). Estos objetos son bajo mi punto de vistas nuevos roles (Common Roles). Encontrar, especificar y comunicar nuevos roles comunes dentro de contextos concretos es uno de los objetivos principales de los patrones de diseo que constituyen lenguajes de patrones. Estos nuevos roles no se generan por influencia del anlisis del contexto de la aplicacin, sino que generalmente suponen aadir cierta funcionalidad que se demuestra til en dicho contexto. En la mayora de los patrones podemos ver que se encuentran uno o incluso varios Metapatrones. En la siguiente seccin se pueden ver algunos patrones de diseo generados de forma muy sencilla usando el concepto de Meta-Patrn. 4. Nuevos Patrones usando los Metapatrones 22 Los patrones de diseo describen un problema que ocurre repetidas veces en algn contexto determinado de desarrollo de software, y entregan una buena solucin ya probada. Esto ayuda a disear correctamente en menos


tiempo, ayuda a construir problemas reutilizables y extensibles, adems de que facilita la documentacin. Los patrones te ensean a aplicar de manera eficaz qu hacer con la herencia, el Polimorfismo, y todas las ventajas que posee la POO. Un patrn de diseo es una descripcin de clases y objetos comunicndose entre s, adaptada para resolver un problema de diseo general en un contexto particular. Ahora que conocemos el concepto de patrones de diseo clsicos, haremos uso de los Metapatrones y el concepto que manejan y veremos que no solo es ms fcil entender los patrones de diseo, sino que tambin generarlos en nuestros diseos. A continuacin veremos unos patrones de diseo nuevos que se obtienen del resultado de aplicar estos Metapatrones. Validator Problema: Tenemos un objeto que tiene que hacer complejas validaciones con los argumentos que recibe y sobre los objetos con los que se relaciona. Solucin: Desacoplamos esta funcionalidad en otra clase (Validator) para hacer ms sencillo, mantenible, etc. al objeto original. Estructura: Meta-Patrn Decoupler en el que encapsulamos las validaciones que debe de hacer el objeto. Si necesitamos ms flexibilidad podramos evolucionar hacia una estructura con Polimorfismo (decoupler-polimorphic). Persistor (persistencia) Problema: Tenemos en una clase implementada su persistencia en fichero, y necesitamos mayor flexibilidad (Base de Datos locales, remotas, etc.). Solucin: Desacoplamos los mecanismos de persistencia de dicha clase. Estructura: Meta-Patrn Decoupler - polimorphic en el que desacoplamos y encapsulamos los mecanismos de persistencia. Set Problema: Tenemos una gran coleccin de objetos (generalmente del mismo tipo) y tenemos que habilitar una manera sencilla de proveer informacin sobre dicho conjunto. Solucin: Damos origen a un nuevo Rol: Mapeador. Estos crean una estructura con todos los objetos que se deben mapear para tener un nico punto de acceso a los mismos y centraliza la informacin del conjunto de estos objetos. Estructura: Meta-Patrn Adder. Logger (patrn log) Problema: Queremos tener un registro detallado de cmo funciona el sistema, con lo que obtenemos una estructura en la que el rol de mantener un registro del funcionamiento del sistema est distribuido. Solucin: Encapsulamos toda la funcionalidad de registrar informacin en una clase Log. Estructura: Meta-Patrn Encapsulator. RESULTADOS 1. Los patrones de diseo han adquirido gran popularidad entre investigadores y diseadores de software orientado a objetos. La razn principal de su xito radica en que estos forman parte de un vocabulario comn de buenas soluciones perfectamente identificadas y aplicables a distintos problemas tpicos de diseo que pueden encontrarse en diferentes contextos. 2. Para poder construir software correcto, robusto, extensible y reusable, debemos ser conscientes que este conjunto de factores externos de calidad guardan una relacin directa con la calidad interna del mismo, es decir con su correccin, flexibilidad, etc. 3. Uno de los mecanismos fundamentales para poder conseguir correccin, consiste en reducir la complejidad inherente al problema, encapsulando abstracciones as como normalizando y uniformando. 4. Los diagramas de objetivo mecanismo son tambin llamados Metapatrones y adems representa a varios niveles de abstraccin como son diagramas de software correcto y diagramas de software flexible reusable. BIBLIOGRAFA 1. http://hillside.net/patterns/definition.html A Pattern Definition, Software Patterns by James O. Coplien Bell Laboratories Naperville, Illinois 2. http://hillside.net/patterns/books/DPBook/DPBook.html GOF (en la red)

23


3. http://c2.com/cgi/wiki?PatternDefinionThread Pattern Definition Thread 4. http://c2.com/cgi/wiki?BookList A Patterns BookList on the WikiWiki Web 5. http://hillside.net/patterns/patterns.html The Patterns Home Page 6. http://www.enteract.com/~bradapp/docs/patterns-nutshell.html#Pattern_HistoryPatter Origins and History 7. http://vido.escet.urjc.es/VisualizacionSW/proyectos/javaMod-patrones.html 8. http://www.dcc.uchile.cl/~luguerre/cc40b/ 9. http://www.moisesdaniel.com/es/wri/MetaPatronesHtml.htm 10. http://sol.info.unlp.edu.ar/poo/practicas/publicadas/Practica_2-2004.htm 11. http://listas.aditel.org/archivos/python-es/2004-November/011035.html 12. http://www.microsoft.com/spanish/msdn/comunidad/mtj.net/voices/art163.asp 13. http://www.aditel.org/weblog/rcancho-20031213204009/showArticleDetails

E-mail: [email protected] [email protected] [email protected]

24


DIMENSIONAMIENTO DEL NEUTRO DE REDES DE DISTRIBUCIN SECUNDARIA EN PRESENCIA DE ARMNICAS Y DESBALANCE DE CARGA Neutral dimensioning of secondary distribution networks in presence of harmonics and load unbalanceLuis Manuel Terrazos ngaro1

@

[email protected]

ABSTRA TRACT ABSTRACT At the moment all network of secondary distribution especially with neuter landed contains harmonic of current, this is that most of the commonly loads used contain electronic devices, also these networks are unbalanced severely for lack of an appropriate control and maintenance, however the projects are designed considering that the currents are sinuoidals and the loads are perfectly balanced, therefore in the neuter one only small desbalance currents circulated. In that way this article shows three simple methods to determine the current through the neuter one with harmonic content and the effect taken place by the load unbalance, to make the corresponding comparative analysis it was made mensurations with an register in some sub stations of the city of Juliaca with different grades of harmonic distortion way, after carrying out the respective calculations to determine the real sizing of the neutral conductor. wor ords: Key words: Sizing, distribution nets, harmonic, neutral, current, distortion. RESUMEN Actualmente toda red de distribucion secundaria especialmente con neutro aterrizado contiene armonicas de corriente, esto es que la mayora de las cargas comunmente utilizadas contienen dispositivos electrnicos, asimismo estas redes se encuentran severamente desbalanceadas por falta de un adecuado control y mantenimiento, sin embargo los proyectos son diseados considerando que las corrientes son sinusoidales y las cargas son perfectamente balanceadas, por lo tanto en el neutro slo circularan pequeas corrientes de desbalance. En tal sentido este estudio muestra tres mtodos simples para determinar la corriente a travs del neutro con contenido armnico y el efecto producido por el desbalance de carga, para efectuar el correspondiente anlisis comparativo se hizo mediciones con un registrador en algunas sub estaciones de la ciudad de Juliaca con diferentes grados de distorsion armonica de modo, que luego de realizar los calculos respectivos determinar el dimensionamiento real del conductor neutro. PALABRAS CLA PAL ABRAS CL AVE: Dimensionamiento, redes de distribucin, armnicas, neutro, corriente, distorsin

INTRODUCCIN Actualmente todava se contina dimensionando los conductores en los proyectos de electrificacin de redes de distribucin secundaria de 04 hilos con neutro multiaterrizado, considerando que las cargas a alimentar van a ser de tipo lineal, sin embargo existen abundantes estudios y anlisis que comprueban que la utilizacin de cargas no lineales es un aspecto cotidiano tanto en las dispositivos que se usan para iluminacin, fuerza, electrodomsticos y equipos de oficina (computadoras, impresoras, fotocopiadoras, etc.). Esto obliga a tener que establecer una nueva metodologa de aplicacin simple para que los proyectistas puedan dimensionar adecuadamente los conductores de fase y 25

1 M.Sc. Sistemas Elctricos de Potencia, Universidad Nacional San Agustn de Arequipa Per; Ingeniero Electricista, Universidad Nacional de Ingeniera Lima Per; Docente Asociado de la Facultad de Ingenieras y Ciencias Puras, Universidad Andina Nstor Cceres Velsquez - Juliaca.


neutro de las redes de distribucin. De los mtodos ms simples conocidos para determinar la corriente en el neutro se tienen los siguientes: Mtodo 01 Segn lo indicado por Jacques Schonek [1] para los casos de sistemas trifsicos con cargas desbalanceadas no lineales considerando el predominio de las terceras armnicas se puede aproximar la corriente en el neutro (IN) aplicando las siguientes relacionesIN IL 1 + THD2 I

1 + 4 THD I2

(1)

IN IL

1 + 4 THD I2 1 + THD I2

(2)

Estando limitada la aproximacin para cuando: IN/IL

REVISTA INVESTIGACION (UANCV)

Documents

Transcript of REVISTA INVESTIGACION (UANCV)