National Polytechnic School
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Análisis económico de la eficiencia de las bombas de imán permanente y bombas bes tradicionales implementadas en un bloque de la amazonía ecuatoriana : análisis económico sobre la base de la comparación de la eficiencia de las bombas de imán permanente y de las bombas bes tradicionales implementadas en un bloque 66.
Se evaluó la eficiencia económica de las bombas de imán permanente (PMP) frente a las bombas electricosumergibles de motor de inducción (BES) en los pozos Tigüino 19, 21 y 22, ubicados en la Amazonía ecuatoriana. La metodología utilizada abarcó la recopilación de datos, proyección del caudal, análisis de costos operativos, mantenimiento y consumo energético, empleo de herramientas como declinación exponencial, flujo de caja, Tasa Interna de Retorno (TIR), Valor Actual Neto (VAN) y Relación Beneficio Costo (RBC).The economic efficiency of permanent magnet pumps (PMP) versus electric submersible induction motor pumps (ESP) was evaluated in the Tigüino 19, 21 and 22 wells, located in the Ecuadorian Amazon. The methodology used included data collection, flow projection, analysis of operating costs, maintenance and energy consumption, use of tools such as exponential decline, cash flow, Internal Rate of Return (IRR), Net Present Value (NPV) and Benefit Cost Ratio (BCR)
Desarrollo y construcción de prototipo “ruleta cognitiva” para mejorar el aprendizaje cognitivo en los niños: construcción del prototipo físico y el back-end de la ruleta cognitiva.
Si pensamos en las necesidades más urgentes de los niños con problemas de aprendizaje, podemos plantearnos crear una herramienta en forma de juego. Al observar cómo las luces navideñas captan la atención de los niños, se considera diseñar una herramienta educativa que como parte de sus elementos sean las luces, es una buena estrategia para estimular su aprendizaje de manera más natural y efectiva.
Además, al incorporar tecnologías y enfoques centrados en el usuario, podemos desarrollar una herramienta innovadora que no solo mejore el aprendizaje, sino que también contribuya a mejor las condiciones de vida de los niños. Sería una solución práctica, confiable y amigable para los retos que enfrentan en su educación.
Tomando en cuenta que los niños con dificultades de aprendizaje muy probablemente arrastren dificultades en su camino de desarrollo educativo o formación personal. Estos problemas pueden llegar a involucrar dificultades para concentrarse, recordar información, formar o mejorar habilidades cognitivas esenciales. Es por eso importante explorar y desarrollar herramientas educativas que logren mejorar la concentración y la atención de los niños.
Una buena opción es usar tecnología interactiva y visual. Por eso, se propone crear, diseñar y construir un prototipo, una ruleta con leds de colores como una herramienta novedosa para ayudar a niños con dificultades de aprendizaje a mejorar sus habilidades cognitivas.
Esta ruleta combina elementos visuales y físicos para llamar la atención y fomentar el pensamiento en niños de forma divertida e interactiva.f we think about the most urgent needs of children with learning disabilities, we can consider creating a tool in the form of a game. By observing how Christmas lights capture the attention of children, we consider designing an educational tool that includes lights as part of its elements, it is a good strategy to stimulate their learning in a more natural and effective way.
In addition, by incorporating user-centered technologies and approaches, we can develop an innovative tool that not only enhances learning but also contributes to the quality of life of children. It would be a practical, dependable, and user-friendly solution to the challenges they face in their education.
Since children with learning problems often have difficulties in school or personal development. These problems may involve difficulties in concentrating, remembering information, training, or improving essential cognitive skills. It is therefore important to explore and develop educational tools that can improve children's attention and learning.
A good option is to use interactive and visual technology. Therefore, we propose to create, design, and build a prototype, a roulette with colored LEDs as a novel tool to help children with learning difficulties to improve their cognitive skills.
This roulette wheel combines visual and physical elements to capture children's attention and stimulate their thinking in a fun and interactive way
Desarrollo de un aplicativo web y móvil de apoyo a la administración del club de bienestar animal de la EPN: aplicación móvil de gestión, control y supervisión de actividades de voluntarios y miembros del club "Poli Perros" (Módulo creación y asignación de actividades)
El desarrollo del presente trabajo presenta el componente de administración de la aplicación móvil de gestión, control y supervisión de actividades del club de bienestar animal de la Escuela Politécnica Nacional. La aplicación móvil garantiza el cumplimiento de las 5 libertades del bienestar animal: libertad de alimentación e hidratación, libertad de ambiente apropiado, libertad de buena salud, libertad de bienestar emocional, libertad de expresar su comportamiento natural o normal, mediante la creación de brigadas y tareas los estudiantes voluntarios del club pueden demostrar el cumplimiento de las tareas, así además se optimiza la administración del club ya que también el componente permite generar reportes de asistencias y determinar los estudiantes que cumplen con los requisitos de asistencias para la aprobación del club.
Para el desarrollo de la aplicación se sigue una metodología SCRUM de esta forma en cada sprint se entrega un incremento funcional y con la ayuda de las partes interesadas se puede realizar mejoras o cambios en las historias de usuario.The development of this work presents the administration component of the mobile application for management, control and supervision of activities of the “Club de bienestar animal de la Escuela Politécnica Nacional”. The mobile application ensures compliance with the 5 freedoms of animal welfare: freedom of feeding and hydration, freedom of appropriate environment, freedom of good health, freedom of emotional well-being, freedom to express their natural or normal behavior, through the creation of brigades and tasks, thus also optimizing the administration of the club since the component also allows to generate attendance reports and determine the students who meet the attendance requirements for the approval of the club. For the development of the applications a SCRUM methodology is followed in this way in each sprint a functional increment is delivered and with the help of the interested parties improvements or changes can be made in the user stories
Sistema web para CMMS: gestión de Activos.
La modernización industrial en Ecuador avanza con la incorporación de nuevas tecnologías
que fortalecen la eficiencia y competitividad de las empresas. No obstante, la dependencia
de enfoques tradicionales en los procesos de mantenimiento dificulta la adaptación a la
Industria 3.0 y 4.0 lo que limita el uso de procesos automatizados. Para hacer frente a esta
problemática, este proyecto plantea el desarrollo de un Sistema Computarizado de Gestión
de Mantenimiento (CMMS), estructurado en tres módulos clave: gestión de activos, gestión
de órdenes de trabajo y mantenimiento preventivo. En particular, la gestión de activos
permitirá optimizar el monitoreo del inventario, la generación de órdenes de compra y la
provisión de recursos para las órdenes de trabajo. Además, incorporará un sistema de
notificaciones automatizadas que facilitará la creación y seguimiento de órdenes de
compra. Con el fin de asegurar un software robusto, confiable y de alto rendimiento, se ha
adoptado el enfoque de desarrollo guiado por comportamientos (Behavior Driven
Development, BDD). Este enfoque permite definir y validar escenarios antes de la
implementación del código, lo que favorece la detección temprana de posibles errores y
contribuye a la optimización del proceso de desarrollo. Como resultado, la gestión de
activos no solo se vuelve más estructurada y eficiente, sino también más transparente,
garantizando el cumplimiento de los requisitos de todas las partes interesadas y mejorando
la calidad del servicio de mantenimiento.Industrial modernization in Ecuador is advancing with the incorporation of new technologies
that enhance business efficiency and competitiveness. However, reliance on traditional
approaches in maintenance processes hinders adaptation to Industry 3.0 and 4.0, limiting
the use of automated processes. To address this challenge, this project proposes the
development of a Computerized Maintenance Management System (CMMS), structured
into three key modules: asset management, work order management, and preventive
maintenance. In particular, asset management will optimize inventory monitoring, purchase
order generation, and resource allocation for work orders. Additionally, it will incorporate an
automated notification system to facilitate the creation and tracking of purchase orders. To
ensure robust, reliable, and high-performance software, the Behavior Driven Development
(BDD) approach has been adopted. This approach allows for defining and validating
scenarios before code implementation, enabling early error detection and optimizing the
development process. As a result, asset management not only becomes more structured
and efficient but also more transparent, ensuring compliance with the requirements of all
stakeholders and improving the quality of maintenance services
Análisis comparativo de algoritmos de identificación de patrones basados en mediciones sincrofasoriales para estudios de estabilidad transitoria : comparación de algoritmos de identificación de patrones basados en mediciones sincrofasoriales para estudios de estabilidad transitoria
La evaluación predictiva de estabilidad transitoria en Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP) exige análisis innovadores y desafiantes debido a la creciente complejidad de las redes interconectadas y la necesidad de gestionar eventos disruptivos en tiempo real. La ausencia de herramientas eficientes para predecir situaciones de inestabilidad puede comprometer la confiabilidad del suministro eléctrico y generar riesgos operativos significativos. Este estudio presenta un análisis comparativo de algoritmos de identificación de patrones aplicados a la evaluación predictiva de estabilidad transitoria en los Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP). Para ello, se consideran las características de las mediciones sincrofasoriales en un entorno simulado, utilizando herramientas avanzadas para analizar escenarios críticos de inestabilidad. La metodología integra el método de Montecarlo para la generación de datos, algoritmos de identificación de patrones Funciones Ortogonales Empíricas (EOF), Escalamiento Multidimensional (MDS) y Análisis de Componentes Principales de KERNEL (KERNEL PCA), y algoritmos de aprendizaje automático para la predicción de eventos de inestabilidad. Estas herramientas son implementadas en el entorno de simulación Python - PowerFactory. En el análisis realizado se compara el desempeño de los algoritmos según métricas de calidad como precisión y tiempos de ejecución. Los resultados demuestran la existencia de patrones clave asociados a eventos de estabilidad transitoria. De este modo, la propuesta ostenta su capacidad para evaluar de forma predictiva la estabilidad transitoria de los Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP) con características de rapidez, precisión y flexibilidad, viabilizando su uso en sistemas actuales en aplicaciones en tiempo real.The predictive evaluation of transient stability in Power Systems (PS) involves innovative and challenging analyses due to the increasing complexity of interconnected networks and the need to manage disruptive events in real time. The absence of efficient tools to predict instability scenarios can compromise the reliability of the power supply and pose significant operational risks. This study presents a comparative analysis of pattern recognition algorithms applied to the predictive evaluation of transient stability in Power Systems (PS). To achieve this, the characteristics of synchrophasor measurements are considered in a simulated environment, utilizing advanced tools to analyze critical instability scenarios. The methodology integrates the Monte Carlo method for data generation, pattern recognition algorithms such as Empirical Orthogonal Functions (EOF), Multidimensional Scaling (MDS), KERNEL Principal Component Analysis (KERNEL PCA), and machine learning algorithms for predicting instability events. These tools are implemented within the Python - PowerFactory simulation environment. The analysis compares the performance of the algorithms based on quality metrics such as accuracy and execution times. The results demonstrate the existence of key patterns associated with transient stability events. Thus, the proposed approach showcases its capability to predictively evaluate the transient stability of Power Systems (PS) with characteristics of speed, accuracy, and flexibility, enabling its application in current systems for real-time use
Identificación de áreas de control de voltaje para el cálculo de curvas PV y QV en el sistema nacional interconectado : cálculo de las curvas pv basado en la identificación de áreas de control de voltaje
El presente trabajo de integración curricular tiene como objetivo desarrollar una herramienta para la automatización del cálculo de curvas PV en el Sistema Nacional Interconectado (SNI) utilizando programación en Python y el software powerfactory. Para ello, se implementó una metodología basada en la identificación de Áreas de Control de Voltaje (ACV), la cual permite segmentar el sistema en zonas con características eléctricas similares y facilitar el análisis de estabilidad de voltaje. Para lograr este objetivo, inicialmente, se realizó la migración de una herramienta previamente desarrollada por parte de la Subgerencia de Planeamiento Eléctrico de CENACE en MATLAB a Python, lo que permitió optimizar el procesamiento de datos y aprovechar las ventajas de este lenguaje de programación libre. Se integraron cálculos de sensibilidad de voltaje y distancias eléctricas, los cuales fueron utilizados en el algoritmo Fuzzy C0-Means (FCM) para determinar las ACV en función de la actualización de la base de datos del SNI. Con la herramienta desarrollada, se automatizó el cálculo de curvas PV bajo distintos escenarios de operación y contingencias, permitiendo obtener de manera eficiente los límites de voltaje en operación normal y alerta. Los resultados obtenidos fueron comparados con los valores establecidos en la Regulación Nro. ARCERNNR-001/24, identificando barras que cumplen y aquellas que requieren ajustes en sus niveles de voltaje. Finalmente, se validó la metodología propuesta como una alternativa efectiva para mejorar la gestión y el monitoreo de voltajes en el SNI, proporcionando información clave para la futura definición de límites de voltaje en operación normal y alerta.The present curricular integration project aims to develop a tool for automating the calculation of PV curves in the National Interconnected System (SNI) using Python programming and PowerFactory software. To achieve this, a methodology based on the identification of Voltage Control Areas (VCA) was implemented, allowing the system to be segmented into zones with similar electrical characteristics and facilitating voltage stability analysis. To accomplish this objective, an existing tool previously developed by the Electrical Planning Sub-management of CENACE in MATLAB was migrated to Python. This transition optimized data processing and leveraged the advantages of this open-source programming language. Voltage sensitivity calculations and electrical distances were integrated, which were then used in the Fuzzy C0-Means (FCM) algorithm to determine VCAs based on the updated SNI database. With the developed tool, the calculation of PV curves was automated under various operational scenarios and contingencies, enabling the efficient determination of voltage limits in normal operation and alert conditions. The obtained results were compared with the values established in Regulation No. ARCERNNR-001/24, identifying buses that comply and those requiring voltage level adjustments. Finally, the proposed methodology was validated as an effective alternative for improving voltage management and monitoring in the SNI, providing key information for the future definition of voltage limits in normal operation and alert conditions
Estudio de aplicaciones para sistemas inteligentes de transporte impulsados por datos : análisis de métodos de aprendizaje automático colaborativos aplicados a SIT.
Los Sistemas de Transporte Inteligente (SIT) han evolucionado con la integración de técnicas de aprendizaje automático, permitiendo mejorar el entorno vehicular. Este trabajo de integración curricular estudia las aplicaciones SIT y como pueden adaptarse al aprendizaje federado, con el uso de preguntas y marcos federados. El objetivo es identificar una adaptación de modelos tradicionales hacia enfoques federados. El estudio se compone de tres capítulos. El primero introduce el aprendizaje federado, abarcando sus principales enfoques y algoritmos de agregación, además de una breve descripción de los métodos supervisados y no supervisados. En el segundo capítulo, se describe la metodología utilizada para seleccionar documentos relevantes y se presentan las aplicaciones SIT basadas en aprendizaje tradicional. Según su clasificación, se evalúa su viabilidad para ser federadas. Asimismo, se analizan los marcos federados que emplean una aplicación SIT como caso de estudio. Finalmente, el tercer capítulo examina las aplicaciones SIT desde una perspectiva sistémica, evaluando su potencial de adaptación a un marco federado. Se comparan los marcos seleccionados y se presentan tablas de adaptación para cada aplicación en los dos entornos federados considerados.Intelligent Transportation Systems (ITS) have evolved with the integration of machine learning techniques, enhancing the vehicular environment. This curricular integration project examines ITS applications and their potential adaptation to federated learning using specific research questions and federated frameworks. The objective is to identify a transition from traditional models to federated approaches. The study is structured into three chapters. The first chapter introduces federated learning, covering its main approaches and aggregation algorithms, along with a brief description of supervised and unsupervised learning methods. The second chapter describes the methodology used to select relevant documents and presents ITS applications based on traditional learning. Depending on their classification, their feasibility for federation is evaluated. Additionally, federated frameworks that use an ITS application as a case study are analyzed. Finally, the third chapter examines ITS applications from a systemic perspective, assessing their potential for adaptation to a federated framework. The selected frameworks are compared, and adaptation tables for each application within the two considered federated environments are presented
Desarrollo de prototipos de IACS para industria conectada aplicada a la microindustria de molienda de granos : desarrollo de un prototipo de iacs con lógica distribuida entre controladores en red aplicado a la microindustria de molienda de granos. caso de estudio modbus TCP.
Este documento tiene como finalidad desarrollar un prototipo de IACS en el marco de la "Industria Conectada", centrado en la distribución de la lógica de control entre dispositivos mediante una red Modbus TCP. Como ejemplo práctico, se analiza el proceso de molienda de granos a nivel de la microindustria, buscando descentralizar las decisiones hacia los equipos para lograr una integración horizontal eficiente y aumentar la flexibilidad en la producción. El trabajo incluye una investigación detallada sobre sistemas de control distribuidos, la propuesta de una metodología de distribución de lógica de control, la comparación con estrategias centralizadas y la selección de los elementos de hardware y software adecuados para implementar una arquitectura distribuida. El prototipo reproducirá operaciones de pesaje y dosificación de granos, distribuyendo las funciones de control entre tres controladores industriales conectados mediante Modbus TCP. Asimismo, se evaluará el rendimiento del sistema en contraste con máquinas tradicionales, considerando aspectos como comunicación, sincronización y capacidad de adaptación. Este proyecto aporta un avance relevante hacia arquitecturas más flexibles y escalables en las microindustrias, enfatizando las ventajas de las redes de comunicación industrial para la descentralización del control. Los resultados permitirán identificar oportunidades de mejora en la implementación de IACS y establecer un enfoque práctico y formativo para su aplicación en entornos de producción reales.This document aims to develop an IACS prototype within the framework of the "Connected Industry," focusing on the distribution of control logic among devices through a Modbus TCP network. As a practical example, the grain milling process at the microindustry level is analyzed, aiming to decentralize decision-making to the equipment level to achieve efficient horizontal integration and increase production flexibility. The developed work includes a detailed investigation of distributed control systems, a proposal for distributing control along multiple controllers, a comparison with centralized strategies, and the selection of appropriate hardware and software components to implement a distributed architecture. The prototype will replicate grain weighing and dosing operations, distributing control functions across three industrial controllers connected via Modbus TCP. Furthermore, the system's performance will be evaluated against traditional machinery, considering aspects such as communication, synchronization, and adaptability. This project provides a significant step toward more flexible and scalable architectures in microindustries, highlighting the advantages of industrial communication networks for control decentralization. The results will help identify improvement opportunities in IACS implementation and establish a practical and educational approach for its application in real production environments
Gestión de energía en sistema IOT: análisis de tecnologías de red y en un uav atado a tierra : tecnologías de red aplicadas en la gestión de captación de energía.
Ante la crisis energética presenciada en los últimos años a escala internacional, surge la necesidad de transitar hacia sistemas energéticos adaptativos que permitan optimizar el uso de recursos energéticos renovables y minimizar la dependencia a fuentes no renovables. Aunque se ha avanzado en el desarrollo de tecnologías de red y gestión energética, las investigaciones sobre su aplicación en Latinoamérica son escasas. El objetivo principal de este estudio es realizar una revisión de la literatura existente acerca de tecnologías de redes aplicadas para la gestión de captación de energía, abarcando áreas como mecanismos de gestión, arquitecturas de red, entre otros aspectos. Para ello se empleó una metodología basada en el mapeo sistemático para seleccionar artículos con información relevante. El estudio resalta que las tecnologías como SDN, NFV e IoT son fundamentales para la implementación de sistemas energéticos adaptativos, al mejorar la eficiencia, la escalabilidad y optimización de rutas. Estos aportes pueden guiar futuras investigaciones en áreas como el diseño de protocolos energéticos para dispositivos IoT y estrategias para mitigar la crisis energética en la región.In response to the energy crisis witnessed in recent years on an international scale, there is a need to move towards adaptive energy systems to optimize the use of renewable energy resources and minimize dependence on non-renewable sources. Although progress has been made in the development of grid and energy management technologies, research on their application in Latin America is scarce. The main objective of this study is to review the existing literature on network technologies applied to energy harvesting management, covering areas such as management mechanisms, network architectures, among other aspects. For this purpose, a methodology based on systematic mapping was used to select articles with relevant information. The study highlights that technologies such as SDN, NFV and IoT are fundamental for the implementation of adaptive energy systems, by improving efficiency, scalability and route optimization. These contributions can guide future research in areas such as the design of energy protocols for IoT devices and strategies to mitigate the energy crisis in the region
Estudio y comparación de métodos de estimación espectral aplicados a una señal artificial : estudio de los fundamentos matemáticos e implementación del método del pseudoespectro y su comparación con los métodos no paramétricos basados en fourier (periodograma simple y modificado).
La estimación espectral es una herramienta fundamental en el análisis de señales, que permite identificar y caracterizar la distribución de potencia de una señal en función de las frecuencias. Este estudio explora y compara métodos de estimación espectral aplicados a señales artificiales, centrándose en el método basado en vectores propios para el cálculo del pseudoespectro y comparándolo con los métodos no paramétricos basados en Fourier, como el periodograma simple y modificado. Se desarrolló una implementación personalizada del método de valores propios en MATLAB, validada frente a la función nativa peig. El análisis incluyó pruebas rigurosas para evaluar la carga computacional, la resolución en frecuencia y la sensibilidad para detectar componentes pequeñas en condiciones de ruido variable. Los resultados demuestran que, si bien el método de valores propios tiene un costo computacional más alto, supera a los métodos basados en Fourier en la detección de componentes de baja amplitud y en la resolución de frecuencias cercanas, incluso con conjuntos de datos limitados. Además, el método muestra una alta precisión en señales inmersas en ruido, destacándose como una opción robusta en escenarios donde la relación señal/ruido es baja. Los hallazgos de esta investigación proporcionan una guía práctica para la selección del método de estimación espectral más adecuado para cualquier tipo de aplicaciones como telecomunicaciones, procesamiento de señales biomédicas, análisis de sistemas de comunicación, etc.Spectral estimation is a fundamental tool in signal analysis, enabling the identification and characterization of a signal's power distribution as a function of frequency. This study explores and compares spectral estimation methods applied to artificial signals, focusing on the eigenvector-based method for pseudospectrum calculation and comparing it with non-parametric Fourier-based methods, such as the simple and modified periodogram. A custom implementation of the eigenvalue method was developed in MATLAB and validated against the native peig function. The analysis included rigorous testing to evaluate computational load, frequency resolution, and sensitivity in detecting small components under varying noise conditions. The results demonstrate that while the eigenvalue method incurs higher computational costs, it outperforms Fourier-based methods in detecting lowamplitude components and resolving closely spaced frequencies, even with limited datasets. Additionally, the method exhibits high accuracy for signals immersed in noise, standing out as a robust option in scenarios with low signal-to-noise ratios. The findings of this research provide practical guidance for selecting the most suitable spectral estimation method for various applications, such as telecommunications, biomedical signal processing, communication systems analysis, and more