Revista Tecnología y Ciencia (E-Journal)
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Regressão Simbólica aplicada a Previsão do consumo de eletricidade em Curto prazo no nível da subestação
No full textData modeling is an important problem in several areas of knowledge. Symbolic Regression is a technique that allows finding a mathematical relationship to describe a set of experimental data. Unlike traditional modeling methods, Genetic Programming allows us to find a mathematical expression that can be analyzed and interpreted. Multi-Expression Programming is a variant of Linear Genetic Programming, which has many advantages, making it suitable for real cases. In this work, we propose to apply this variant of Genetic Programming to discover models for load forecasting, one day ahead, using data fromtransformer substation located in the province of Tucumán, Argentina. First, multiple tests were performed using known Benchmark functions to analyze the algorithm's behavior and adjust parameters. We concluded that Multi-Expression Programming is adequate to find models in complex problems as short-term load forecasting, achieving a similar error level compared to other techniques.El modelado de datos es un problema fundamental en diversas áreas del conocimiento. La Regresión Simbólica es una técnica que permite encontrar una relación matemática para describir un conjunto de datos experimentales. A diferencia de los métodos tradicionales de modelado, la Programación Genética permite encontrar una expresión matemática susceptible de ser analizada e interpretada. Multi-Expression Programming es una variante de Programación Genética, que presenta múltiples ventajas, haciéndola apta para su uso en casos reales. En este trabajo proponemos aplicar dicha variante para descubrir modelos de predicción, un día hacia adelante, del consumo eléctrico de subestación transformadora en Tucumán, Argentina. Para analizar el comportamiento del algoritmo y ajustar parámetros, se realizaron pruebas utilizando Benchmarks conocidos. Se concluye que Multi-Expression Programming es adecuada para encontrar modelos en problemas complejos, y en el caso de predicción de consumo eléctrico se logró un nivel de error similar al obtenido con otras técnicas.A modelagem de dados é um problema fundamental em várias áreas do conhecimento. A regressão simbólica é uma técnica que permite encontrar uma relação matemática para descrever um conjunto de dados experimentais. Ao contrário dos métodos tradicionais de modelagem, a Programação Genética permite encontrar uma expressão matemática que pode ser analisada e interpretada. A Programação Multi-Expressão é uma variante da Programação Genética, que apresenta múltiplas vantagens, tornando-a adequada para uso em casos reais. Neste trabalho propomos aplicar esta variante para descobrir modelos de previsão, um dia antes, do consumo de eletricidade da subestação transformadora de Tucumán, Argentina. Para analisar o comportamento do algoritmo e ajustar os parâmetros, testes foram realizados usando benchmarks conhecidos. Conclui-se que a Programação Multi-Expressão é adequada para encontrar modelos em problemas complexos, e no caso de previsão do consumo de energia elétrica foi atingido um nível de erro semelhante ao obtido com outras técnicas
Exploração de parques eólicos em Ejido de Puerto Madryn, Chubut, Argentina
No full textVegetation clearance is one of the most relevant environmental impacts at the construction stage of the wind farms. This report evaluated the vegetation clearance of the three wind farms located within Puerto Madryn city area. Vegetation clearance was assessed trough the use of teledetection techniques with satellite image processing. Vegetation clearance was compared against industry standards wind farm by wind farm and on an average basis and also against the total vegetation clearance caused by the city urbanization process. Results show that vegetation clearance associated to the wind farms amounts to 996 hectares representing 0,81% of the city area. Also the average total direct impact área was 1,70 hectares per MW, which is whithin industry standards.El desmonte y la fragmentación del hábitat que eso produce, es uno de los impactos ambientales más relevantes en la etapa de construcción de los parques eólicos. En este trabajo se evaluó el desmonte asociado a los tres parques eólicos ubicados dentro del ejido de la ciudad de Puerto Madryn, Chubut, Argentina. El desmonte se determinó a partir de técnicas de teledetección con procesamiento de imágenes satelitales. Se comparó el desmonte parque por parque y valor promedio contra estándares de la industria y se determinó el desmonte asociado a proyectos eólicos de la urbanización. Los resultados demostraron que el desmonte de los parques corresponde a unas 996 has, representando un 0,81% de la superficie del ejido en la actualidad. Asimismo el área de impacto total directo promedio en has/MW fue de 1,70, valor que se encuentra dentro de los rangos de la industria.A limpeza e fragmentação do habitat que isso produz é um dos impactos ambientais mais relevantes na fase de construção dos parques eólicos. Neste trabalho, foi avaliada a liberação associada aos três parques eólicos localizados no ejido da cidade de Puerto Madryn, Chubut, Argentina. A limpeza foi determinada usando técnicas de sensoriamento remoto com processamento de imagens de satélite. O desmatamento parque a parque e o valor médio foram comparados com os padrões da indústria e o desmatamento associado a projetos eólicos na urbanização foi determinado. Os resultados mostraram que a limpeza dos parques corresponde a cerca de 996 hectares, representando 0,81% da superfície do ejido atualmente. Da mesma forma, a área total média de impacto direto em has / MW foi de 1,70, um valor que está dentro dos limites da indústria
Estimativa da Mobile Horizon para fusão GNSS-IMU
No full textThe aim of this work is to develop a Global Navigation Satellite System (GNSS) and Inertial Measurement Unit (IMU) sensor fusion system. To achieve this objective, we introduce a Moving Horizon Estimation (MHE) algorithm to estimate the position, velocity orientation and also the accelerometer and gyroscope bias of a simulated unmanned ground vehicle. The obtained results are compared with the true values of the system and with an Extended Kalman filter (EKF). The use of CasADi and Ipopt provide efficient numerical solvers that can obtain fast solutions. The quality of MHE estimated values enable us to consider MHE as a viable replacement for the popular Kalman Filter, even on real time systems.El propósito de este trabajo es el desarrollo de un sistema de fusión de datos provenientes de un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS, del inglés Global NavigationSatelliteSystem) y una Unidad de Medición Inercial (IMU, del inglés InertialMeasurementUnit). Para alcanzar este objetivo, presentamos un algoritmo de Estimación de Horizonte Móvil (MHE, del inglés MovingHorizonEstimation) para estimar mediante simulación la posición, velocidad, orientación y los sesgos (o bias) del acelerómetro y giróscopo de un vehículo terrestre no tripulado. Los resultados obtenidos serán comparados con los valores reales del sistema y con los obtenidos mediante el uso de un Filtro de Kalman Extendido (EKF, del inglés Extended Kalman Filter). La utilización de CasADi e Ipopt proveen solvers numéricos que permiten obtener soluciones sumamente rápido. La calidad de los estimados obtenidos por MHE nos permiten considerar a éste algoritmo como un reemplazo válido para el popular Filtro de Kalman, aún en sistemas que requieren operación en tiempo real.O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema de fusão de dados proveniente de um Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) e uma Unidade de Medição Inercial (IMU, da English InertialMeasurementUnit). Para atingir este objetivo, apresentamos um algoritmo MovingHorizonEstimation (MHE) para estimar por simulação a posição, velocidade, orientação e vieses (ou vieses) do acelerômetro e giroscópio de um veículo terrestre não tripulado. Os resultados obtidos serão comparados com os valores reais do sistema e com os obtidos por meio da utilização de um Filtro de Kalman Estendido (EKF). O uso de CasADi e Ipopt fornecem solucionadores numéricos que permitem obter soluções extremamente rápidas. A qualidade das estimativas obtidas pelo MHE nos permite considerar este algoritmo como um substituto válido para o popular Filtro de Kalman, mesmo em sistemas que requerem operação em tempo real
Isotermas de sorção de gomas de batata-doce: desenvolvimento de produtos e análise de estabilidade
No full textThe present study is about the development of a techno-functional confectionery (soft candy), based on native raw materials from the Chaqueña region. In order to analyze it shelf life, the sorption isotherms were determined at 4, 20 and 30 ° C. Several mathematical models were applied to adjust the sorption behavior, with Peleg's model being the one that best fit the experimental data. The results obtained in this study, open an opportunity for future work in which the food developed can be used as a carrier of functional compounds such as fibers, proteins, bioactive compounds and natural dyes, among others.El presente estudio trata sobre el desarrollo de una confitura (caramelo) tecno-funcional, en base a materias primas autóctonas de la región Chaqueña. A fin de analizar su vida útil, se determinaron las isotermas de sorción a 4, 20 y 30 ºC. Se aplicaron numerosos modelos matemáticos para ajustar el comportamiento de sorción, siendo el modelo de Peleg el que más se ajustó a los datos experimentales. Los resultados obtenidos en el presente estudio, abren una oportunidad para futuros trabajos en los que el alimento desarrollado pueda ser utilizado como portador de compuestos funcionales como fibras, proteínas, compuestos bioactivos y colorantes naturales, entre otros.O presente estudo trata do desenvolvimento de uma geléia tecno-funcional (caramelo), baseada em matérias-primas indígenas da região do Chaco. Para analisar sua vida útil, as isotermas de sorção foram determinadas a 4, 20 e 30 ºC. Inúmeros modelos matemáticos foram aplicados para ajustar o comportamento de sorção, sendo o modelo Peleg o que melhor se ajustou aos dados experimentais. Os resultados obtidos no presente estudo abrem uma oportunidade para trabalhos futuros, nos quais os alimentos desenvolvidos podem ser utilizados como portadores de compostos funcionais como fibras, proteínas, compostos bioativos e corantes naturais, entre outros
Projeto distribuído de um sistema de mapeamento e localização baseado em visão para um robô móvel
No full textIn this paper we present a distributed architecture for the S-PTAM stereo SLAM system. This architecture is developed on the ROS framework, separating the localization and mapping threads in two independent ROS nodes. The distributed SLAM system is ideal for mobile robots with low computing power since it allows the onboard location module and the mapping module -which has a higher computing cost- to be executed in a base station, taking maximum advantage of the processing available onboard. For the validation of the system, experiments were carried out in a public dataset. The results obtained show the feasibility of a distributed architecture and its efficient implementation.En este trabajo se presenta una arquitectura distribuida para el sistema de SLAM estéreo S-PTAM. Esta arquitectura está desarrollada sobre el framework ROS, separando los hilos de localización y mapeo en dos nodos independientes de ROS. El sistema de SLAM distribuido resulta ideal para robots móviles con bajo poder de cómputo ya que permite ejecutar el módulo de localización onboard y el módulo de mapeo -que tiene mayor costo computacional- en una estación base, aprovechando al máximo el procesamiento disponible onboard. Para la validación del sistema se realizaron experimentos en un dataset público. Los resultados obtenidos muestran la factibilidad de una arquitectura distribuida y su implementación eficiente.Neste artigo, é apresentada uma arquitetura distribuída para o sistema SLAM estéreo S-PTAM. Esta arquitetura é desenvolvida no framework ROS, separando os threads de localização e mapeamento em dois nós ROS independentes. O sistema SLAM distribuído é ideal para robôs móveis com baixo poder computacional, pois permite que o módulo de localização onboard e o módulo de mapeamento - que possui um custo computacional superior - sejam executados em uma estação base, aproveitando ao máximo o processamento onboard disponível. Para a validação do sistema, os experimentos foram realizados em um conjunto de dados público. Os resultados obtidos mostram a viabilidade de uma arquitetura distribuída e sua implementação eficiente
Rastreamento de caminho de um robô móvel de tipo automático
No full textThis document presents the simulation results of the design of a kinematic controller for trajectory tracking applied to a mobile robot type auto. Within the design of the control law, the steering wheel rotation limitations and the robot's limited speed are considered. In addition, the point of interest is considered in an arbitrary position inside or outside the robot's body. The trajectory is obtained from a planning process where attention is paid to limiting the rotation of the steering wheel. The simulations show great controller performance.En este documento se presenta los resultados de simulación del diseño de un controlador cinemático para seguimiento de trayectoria aplicado a un robot móvil tipo auto. Dentro del diseño de la ley de control se considera las limitaciones de giro en el volante y la limitada velocidad del robot. Además de ello se considera el punto de interés en una posición arbitraria dentro o fuera del cuerpo del robot. La trayectoria se obtiene de un proceso de planificación en donde se presta atención a la limitación del giro del volante. Las simulaciones muestran un gran desempeño del controlador.Este documento apresenta os resultados da simulação do projeto de um controlador cinemático para rastreamento de trajetória aplicado a um robô móvel do tipo automático. Dentro do projeto da lei de controle, as limitações de rotação do volante e a velocidade limitada do robô são consideradas. Além disso, o ponto de interesse é considerado em uma posição arbitrária dentro ou fora do corpo do robô. A trajetória é obtida a partir de um processo de planejamento onde se dá atenção à limitação do giro do volante. As simulações mostram um ótimo desempenho do controlador
Tijolos cerâmicos porosos de misturas de caroços de argila e pêssego
No full textThe objective of this work is to analyze the feasibility of using peach pits, biomass waste from the fruit and vegetable sector, as a pore former in the manufacture of lightweight ceramic pieces. Commercial clay mixtures were prepared with the aggregate of 5%, 10%, 15% and 20% by volume of pits and a clay sample without aggregates for reference. All mixtures with an aggregate of 8% humidity were formed in molds of 70 mm x 40 mm, using a compaction pressure of 25 MPa. The heat treatment was 1000°C for 3 hours, at a heating rate of 1°C / min. The obtained results reflect a high feasibility of using this biomass for the studied use. The ceramic products have good general properties, although the mechanical properties are a limitation since they meet the market requirements up to 10% aggregates of residual material.El objetivo de este trabajo es analizar la factibilidad de uso de carozos de durazno, desecho biomásico del sector frutihortícola, como formador de poros en la fabricación de piezas cerámicas alivianadas. Se prepararon mezclas de arcilla comercial con el agregado de 5%, 10%, 15% y 20% en volumen de carozos y una muestra de arcilla sin agregados a modo de referencia. Todas las mezclas con un agregado de 8% de humedad se conformaron en moldes de 70 mm x 40 mm, utilizando una presión de compactación de 25 MPa. El tratamiento térmico fue 1000°C durante 3 horas, a una velocidad de calentamiento de 1°C/min. Los resultados obtenidos reflejan una alta factibilidad de utilización de esta biomasa para el uso estudiado. Los productos cerámicos obtenidos poseen buenas propiedades generales, aunque las propiedades mecánicas son un limitante ya que cumplen con los requerimientos del mercado hasta agregados del 10% de material residual.O objetivo deste trabalho é analisar a viabilidade do uso de caroços de pessegueiro, um resíduo de biomassa do setor de frutas e hortaliças, como formador de poros na fabricação de peças cerâmicas iluminadas. Misturas comerciais de argila foram preparadas com o agregado de 5%, 10%, 15% e 20% em volume de fossas e uma amostra de argila sem agregados para referência. Todas as misturas com um agregado de umidade de 8% foram formadas em moldes de 70 mm x 40 mm, usando uma pressão de compactação de 25MPa. O tratamento térmico foi de 1000 ° C por 3 horas, a uma taxa de aquecimento de 1 ° C / min. Os resultados obtidos refletem uma alta viabilidade do uso dessa biomassa para o uso estudado. Os produtos cerâmicos obtidos possuem boas propriedades gerais, embora as propriedades mecânicas sejam uma limitação, pois atendem às exigências do mercado, agregando até 10% de material residual
Estimativa da covariância ICP para a localização de um robô diferencial usando Odometria e varredura a laser
No full textIn this work we present a probabilistic method to solve the localization problem of a differential robot. The Extended Kalman Filter (EKF) is used to merge the information obtained from ICP (Iterative Closest Point) laser measurement records with the odometry information provided by encoders. To use EKF it is necessary to estimate the covariance of each information source, however the ICP algorithm does not return the associated covariance. This paper describes a way to calculate this covariance. The results obtained show that the sensor fusion method results in a more accurate estimation of the robot's pose compared to the estimations obtained through odometry and ICP individually.En este trabajo se presenta un método probabilístico para resolver el problema de la localización de un robot diferencial. Se usa el Filtro Extendido de Kalman (EKF) para fusionar la información obtenida por registraciones de mediciones láser mediante ICP (IterativeClosest Point) con la información de odometría provista por encoders. Para utilizar EKF es necesario estimar la covarianza de cada fuente de información, sin embargo el algoritmo ICP no devuelve la covarianza asociada. En este artículo se describe una forma de calcular esta covarianza. Los resultados obtenidos muestran que el método de fusión de sensores resulta en una estimación más precisa de la pose del robot en comparación con las estimaciones que se podrían obtener mediante odometría e ICP individualmente.Neste trabalho apresentamos um método probabilístico para resolver o problema da localização de um robô diferencial. O Extended Kalman Filter (EKF) é usado para mesclar as informações obtidas pelos registros de medição a laser pelo ICP (IterativeClosest Point) com as informações de odometria fornecidas pelos codificadores. Para usar o EKF é necessário estimar a covariância de cada fonte de informação, porém o algoritmo ICP não retorna a covariância associada. Este artigo descreve uma maneira de calcular essa covariância. Os resultados obtidos mostram que o método de fusão de sensores resulta em uma estimativa mais precisa da postura do robô em relação às estimativas que poderiam ser obtidas por odometria e ICP individualmente
Bioamplificador de alta resolução para ampla eletroencefalografia Espectro
No full textThis article presents the hardware development stage of a high-resolution and low-noise multi-channel bioamplifier, designed to acquire 8 channels of biopotential signals by human brain emitted. Basically it's an 8-lead electroencephalograph (EEG), but designed to pick up signals with wide bandwidth, compared to common EEGs. This bioamplifier is made with the purpose of acquire signals from specific brain sectors, for frequency patterns study higher than the ranges commonly analyzed in conventional electroencephalography. The obtained product consists of 8 identical circuits coupled to capture all the signals with respect to a central electrode. Each circuits consists of a differential amplifier with common mode voltage feedback circuits, which allow improve the noise rejection ratio. High efficiency AC coupling circuits are used to reduce baseline shift without signal altering. Each lead has gain of 10000, to obtain amplitude levels in the Volts order from the signals captured in micro-Volts order. Preliminary results show that the system operates efficiently within a range of 0.5 to 300 Hz, with amplitude measurement error levels less than 0.1%. En este artículo se presenta el desarrollo de la etapa de hardware de un bioamplificador multicanal, de alta resolución y bajo ruido, diseñado para adquirir 8 canales de las señales de biopotencial emitidas por el cerebro humano. Básicamente es un electroencefalógrafo (EEG) de 8 derivaciones, pero diseñado para captar las señales con ancho de banda ampliado, en comparación con los EEG comunes. Este bioamplificador se realiza con el propósito de adquirir señales de sectores específicos del cerebro, para estudiar patrones de frecuencia superiores a los rangos comúnmente analizados en la electroencefalografía convencional. El producto obtenido está formado por 8 circuitos idénticos acoplados para captar todas las señales con respecto a un electrodo central. Cada circuito consiste en un amplificador diferencial con circuitos de realimentación del voltaje en modo común, que permiten mejorar la relación de rechazo al ruido. Se utilizan circuitos de acoplamiento AC de alta eficiencia para reducción del corrimiento de línea de base sin alterar la señal. Cada derivación tiene ganancia de 10000, para obtener niveles de amplitud en el orden de Volts a partir de las señales captadas en el orden de los micro-Volts. Los resultados preliminares muestran que el sistema funciona eficientemente dentro de un rango de 0.5 a 300 Hz, con niveles de error en la medición de amplitud inferiores al 0.14%.Este artigo apresenta o desenvolvimento da etapa de hardware de um bioamplificador multicanal, de alta resolução e baixo ruído, projetado para adquirir 8 canais dos sinais biopotenciais emitidos pelo cérebro humano. É basicamente um eletroencefalógrafo (EEG) de 8 derivações, mas projetado para capturar os sinais com largura de banda expandida, em comparação com os EEGs comuns. Este bioamplificador é feito com o objetivo de adquirir sinais de setores cerebrais específicos, para estudar padrões de frequência superiores aos intervalos comumente analisados na eletroencefalografia convencional. O produto obtido é composto por 8 circuitos idênticos acoplados para captar todos os sinais relativos a um eletrodo central. Cada circuito consiste em um amplificador diferencial com circuitos de realimentação de tensão de modo comum, que permitem melhorar a taxa de rejeição de ruído. Os circuitos de acoplamento CA de alta eficiência são usados para reduzir o desvio da linha de base sem alterar o sinal. Cada tap tem um ganho de 10.000, para obter níveis de amplitude da ordem de Volts a partir dos sinais captados da ordem de micro-Volts. Os resultados preliminares mostram que o sistema funciona de forma eficiente na faixa de 0,5 a 300 Hz, com níveis de erro na medição da amplitude menores que 0,14%
Determinação de Constantes Cinéticas de Redução Bacteriana em Lagoas de Estabilização Opcionais da Província de Mendoza e Modelo de Correlação de Ar - Temperatura da Água
No full textStabilization Lagoons are one of the most economical and efficient systems of biological treatment of residual liquids, by the low energy and maintenance costs, joined to the simple operation and high efficiency in the abatement of pathogenic bacteria and parasitic eggs.
The quality of the effluent is determined by natural conditions that need to be predicted and quantified efficiently.
The purpose of this research is to determine the kinetic constants of fecal contamination indicator bacteria as an indirect measure of the presence of pathogenic bacteria and to obtain a correlation model of air - liquid temperatures that will allow estimating the effluent temperatures in the lagoon and thus predict the efficiency of bacteriological and organic load removal from the treatment system for regional conditions.
This research aims to contribute to the analytical formulation of effluent treatment by stabilization Lagoons and optimize its calculation.
Las lagunas de estabilización facultativas son uno de los sistemas más económicos y eficientes de tratamiento biológico de líquidos residuales, por los bajos costos de operación, mantenimiento, y la eficiencia en el abatimiento de bacterias patógenas y de huevos parasitarios.
La calidad del efluente está determinada por condiciones naturales que es necesario predecir y cuantificar eficientemente.
Esta investigación tiene como objetivos determinar las constantes cinéticas de abatimiento de bacterias indicadoras de contaminación fecal como medida indirecta de la presencia de bacterias patógenas y obtener un modelo de correlación de temperaturas aire – líquido que permitirá estimar las temperaturas del efluente en la laguna y así predecir la eficiencia de remoción de carga bacteriológica y orgánica del sistema de tratamiento para las condiciones regionales.
Esta investigación tiene como objetivo contribuir a la formulación analítica del tratamiento de efluentes por lagunas de estabilización y optimizar su cálculo.
As lagoas de estabilização opcionais são um dos sistemas de tratamento biológico mais econômico e eficiente para líquidos residuais, devido aos baixos custos de operação, manutenção e eficiência na redução de bactérias patogênicas e óvulos parasitas. A qualidade do efluente é determinada por condições naturais que precisam ser previstas e quantificadas com eficiência. O objetivo desta pesquisa é determinar as constantes cinéticas das bactérias indicadoras de contaminação fecal como uma medida indireta da presença de bactérias patogênicas e obter um modelo de correlação de temperatura ar-líquido que permita estimar as temperaturas dos efluentes na lagoa e assim prever a eficiência de remoção de carga bacteriológica e orgânica do sistema de tratamento para condições regionais. Esta pesquisa tem como objetivo contribuir para a formulação analítica do tratamento de efluentes por lagoas de estabilização e otimizar seu cálculo