Repositorio Institucional ITM
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Propiedades piezoeléctricas del Pentóxido de Niobio y Pentóxido de Tantalio: un estudio desde primeros principios: un estudio desde primeros principios
No full textNb2O5 and Ta2O5 are wide-bandgap semiconductor oxides that have attracted great interest in recent years due to their technological applications, such as in electronics, telecommunications or photocatalysis. Because of this, we present a study based on first-principles calculations of the piezoelectric properties of the Z and β phases of Ta2O5 as well as the Z and P phases of Nb2O5 by using the Density Functional Theory and the Generalized Gradient Approximation with PBEsol parameterization. Once the equilibrium geometry was determined for each of these phases, we made a calculation using the linear response theory to determine the piezoelectric tensor associated with each phase. We discovered that the Z phase of both compounds presents good piezoelectric response. Additionally, β-Ta2O5 does not show such response.Nb2O5 y Ta2O5 son óxidos semiconductores de brecha ancha, los cuales en los últimos años han despertado gran interés debido a sus múltiples aplicaciones tecnológicas, ya sea en electrónica, telecomunicaciones o fotocatálisis. Por estas razones, en este trabajo presentamos un estudio a partir de cálculos de primeros principios de las propiedades piezoeléctricas de las fases Z y β de Ta2O5, y de las fases Z y P de Nb2O5 utilizado la teoría de los funcionales de la densidad y la aproximación del gradiente, generalizado con la parametrización PBEsol. Una vez determinada la geometría de equilibrio para cada una de estas fases, realizamos un cálculo utilizando respuesta lineal para determinar el tensor piezoeléctrico asociado a cada una de estas fases, encontrando que la fase Z para ambos compuestos presenta una buena respuesta piezoeléctrica. Adicionalmente, encontramos que la fase β-Ta2O5 no presenta respuesta piezoeléctrica
Desmezclado espectral en percepción remota hiperespectral: una herramienta para el mapeo de palma aceitera
No full textOil palm plantations typically span large areas; therefore, remote sensing has become a useful tool for advanced oil palm monitoring. This work reviews and evaluates two approaches to analyze oil palm plantations based on hyperspectral remote sensing data: linear spectral unmixing and spectral variability. Moreover, a computational framework based on spectral unmixing for the estimation of fractional abundances of oil palm plantations is proposed in this study. Such approach also considers the spectral variability of hyperspectral image signatures. More specifically, the proposed computational framework modifies the linear mixing model by introducing a weighting vector, so that the spectral bands that contribute the least to the estimation of erroneous fractional abundances can be identified. This approach improves palm detection as it allows to differentiate them from other materials in terms of fractional abundances. Experimental results obtained from hyperspectral remote sensing data in the range 410-990 nm show improvements of 8.18 % in User Accuracy (Uacc) in the identification of oil palms by the proposed framework with respect to traditional unmixing methods. Thus, the proposed method achieved a 95% Uacc. This confirms the capabilities of the proposed computational framework and facilitates the management and monitoring of large areas of oil palm plantations.Las plantaciones de palma de aceite típicamente abarcan grandes áreas, por esto, la teledetección remota se ha convertido en una herramienta útil para el monitoreo avanzado de este cultivo. Este trabajo revisa y evalúa dos enfoques para analizar las plantaciones de palma de aceite a partir de datos de teledetección remota hiperespectral: desmezclado espectral lineal y variabilidad espectral. Además, se propone un marco computacional basado en el desmezclado espectral para la estimación de las fracciones de abundancias de cultivos de palma de aceite. Este enfoque también considera la variabilidad espectral de las firmas en las imágenes hiperespectrales. El marco computacional propuesto modifica el modelo de mezcla lineal mediante la introducción de un vector de pesos, de manera que se puedan identificar las bandas espectrales que menos contribuyen a la estimación de fracciones de abundancias erróneas. Este enfoque aprovecha la detección de los árboles de palma de aceite, ya que permite diferenciarlos de otros materiales en términos de fracciones de abundancia. Los resultados experimentales obtenidos a partir de datos de teledetección remota hiperespectral en el rango de 410-990 nm, muestran mejoras de un 8.18 % en la métrica de Precisión del Usuario (Uacc) en la identificación de palmas de aceite por el marco propuesto con respecto a los métodos tradicionales de desmezclado espectral; el método propuesto logró un 95 % de Uacc. Esto confirma las capacidades del marco computacional formulado y facilita la gestión y el monitoreo de grandes áreas de plantaciones de palma de aceite
Clasificación automática de las vocales en el lenguaje de señas colombiano
No full textSign language recognition is a highly-complex problem due to the amount of static and dynamic gestures needed to represent such language, especially when it changes from country to country. This article focuses on static recognition of vowels in Colombian Sign Language. A total of 151 images were acquired for each class, and an additional non-vowel class with different scenes was also considered. The object of interest was cut out of the rest of the scene in the captured image by using color information. Subsequently, features were extracted to describe the gesture that corresponds to a vowel or to the class that does not match any vowel. Next, four sets of features were selected. The first one contained all of them; from it, three new sets were generated. The second one was extracted from a subset of features given by the Principal Component Analysis (PCA) algorithm. The third set was obtained by Sequential Feature Selection (SFS) with the FISHER measure. The last set was completed with SFS based on the performance of the K-Nearest Neighbor (KNN) algorithm. Finally, multiple classifiers were tested on each set by cross-validation. Most of the classifiers achieved a performance over 90%, which led to conclude that the proposed method allows an appropriate class distinction.El reconocimiento del lenguaje de señas es un problema de alta complejidad, debido a la cantidad de gestos estáticos y dinámicos necesarios para representar dicho lenguaje, teniendo en cuenta que el mismo variará para cada país en particular. Este artículo se enfoca en el reconocimiento de las vocales del lenguaje colombiano de señas, de forma estática. Se adquirieron 151 imágenes por cada clase, teniendo en cuenta también una clase no vocal adicional con diferentes escenas. A partir de cada imagen capturada se separa el objeto de interés del resto de la escena usando información de color; luego, se extraen características para describir el gesto correspondiente a cada vocal o a la clase que no corresponde a ninguna vocal. Posteriormente, se seleccionan cuatro conjuntos de características. El primero con la totalidad de ellas; a partir de este salen tres nuevos conjuntos: el segundo extrayendo un subconjunto de características mediante el algoritmo de Análisis de Componentes Principales (PCA). El tercer conjunto, aplicando Selección Secuencial hacia Adelante (SFS), mediante la medida de FISHER y el último conjunto con SFS basado en el desempeño del clasificador de los vecinos más cercanos (KNN). Finalmente se prueban múltiples clasificadores para cada conjunto por medio de validación cruzada, obteniendo un desempeño superior al 90% para la mayoría de los clasificadores, concluyendo que la metodología propuesta permite una adecuada separación de las clases
Estudio exploratorio de las preferencias de adultos jóvenes colombianos sobre los sistemas de recomendación en e-commerce
No full textObjective: This study aimed to determine the preferences of young Colombian adults regarding recommendation systems in e-commerce, with a view to identifying key considerations that positively impact their user experience.Design/Methodology: An exploratory and qualitative approach was adopted. Semi-structured interviews were conducted with young adults who are frequent shoppers, in order to gain insights into their preferences concerning e-commerce recommendations. A content analysis was subsequently performed through three phases: conceptualization, coding, and interpretation.Findings: The results were organized around three central questions: What do users prefer? When? and How? Participants indicated a clear preference for recommendations that are both attractive and relevant, particularly those tailored to their purchase history, interests, age, location, and gender. Furthermore, they valued suggestions for complementary products and personalized combinations, on special occasions and at specific points during the purchasing process, such as within product detail pages. In contrast, participants rejected recommendations based on one-off purchases, as well as those perceived as intrusive and pressuring in terms of time and availability.Conclusions: determining participants’ preferences allows for the conclusion that the design of recommendation systems must align with users’ attitudes and behaviors during online shopping. Such alignment is crucial for configuring recommendations in terms of both content and timing, thus facilitating memorable and hyper-personalized experiences. In particular, users value recommendations that help narrow down choices, are based on their profiles, and are presented in a timely and visually appealing manner. These characteristics support more accurate, efficient, and informed decision-making, thereby contributing to a sense of accomplishment and satisfaction. These insights provide a basis for developing guidelines for the design of recommendation systems, which can, in turn, have a positive economic impact for businesses.Originality: This study extends the analysis of user experience design by offering practical insights into the development of personalized and timely recommendation systems, while avoiding the use of dark patterns. Moreover, it sheds light on how technology and the perceptions of young adults in the Latin American context interact to create exceptional e-commerce experiences in an environment characterized by abundant options and recommendations.Objetivo: el objetivo fue determinar las preferencias de adultos jóvenes colombianos respecto a sistemas de recomendación en e-commerce, para identificar consideraciones que impacten positivamente su experiencia.Diseño/metodología: el estudio fue de tipo exploratorio con un abordaje cualitativo; se realizaron entrevistas semiestructuradas a adultos jóvenes compradores frecuentes, para conocer sus preferencias sobre las recomendaciones en e-commerce. Se hizo un análisis de contenido para interpretar los datos obtenidos en tres fases: conceptualización, codificación e interpretación.Resultados: los resultados se organizaron alrededor de las 3 preguntas centrales: ¿qué prefieren?, ¿cuándo? y ¿cómo? Se identificó que los usuarios valoran recomendaciones atractivas, cercanas, basadas en su historial de compras, gustos, edad, ubicación y género. Aprecian recomendaciones de productos complementarios y combinaciones personalizadas, en fechas especiales y diferentes momentos de compra, específicamente en el detalle de producto. Los usuarios no desean recomendaciones basadas en compras ocasionales, molestas y que ejercen presión de tiempo y disponibilidad.Conclusiones: determinar las preferencias de los participantes permite aseverar que el diseño de experiencia de estos sistemas debe considerar actitudes y comportamientos del usuario cuando compran en línea. Esta alineación es crucial para configurar las recomendaciones en contenido y tiempo, logrando experiencias memorables a través de la híperpersonalización. Los usuarios valoran recomendaciones cuando reducen opciones, están basadas en su perfil, son oportunas y atractivas; así pueden decidir de manera acertada, ágil e informada, alcanzando la sensación de logro. Estas consideraciones permiten definir guías para la configuración de recomendaciones, teniendo un impacto económico positivo para el negocio.Originalidad: el estudio expande el análisis del diseño de experiencia de usuario para ofrecer recomendaciones personalizadas y oportunas, evitando el uso de patrones oscuros. Además, arroja luz sobre cómo la tecnología y las percepciones de los adultos jóvenes en el contexto latinoamericano interactúan para crear experiencias excepcionales de comercio electrónico en un entorno caracterizado por la abundancia de opciones y recomendaciones
Evaluación de modelos para el reconocimiento de gestos en señales biométricas, para un usuario con movilidad reducida
No full textThis paper compares the results of three computational models (pattern recognition, hidden Markov models, and bag of features) for recognizing the hand gestures of a user with reduced mobility using biometric signal processing. The evaluation of the models included eight gestures co-designed with a person with reduced mobility. The models were evaluated using a cross-validation scheme, calculating sensitivity and precision metrics, and a data set of ten repetitions of each gesture. It can be concluded that the bag-of-features model achieved the best performance considering the two metrics under evaluation; the traditional pattern recognition model, using vector support machines, produced the most stable results; and the hidden Markov models had the lowest performance.Este trabajo presenta los resultados de una comparación de tres modelos computaciones (reconocimiento de patrones, modelos ocultos de Markov y bolsas de características), para el reconocimiento de gestos por medio del procesamiento de señales biométricas, para un usuario con movilidad reducida. La evaluación involucra ocho gestos diseñados de forma participativa con un usuario con problemas de movilidad y se desarrolló mediante un esquema de validación cruzada, en el que se calcularon métricas de sensibilidad y precisión, para un conjunto de datos formado por diez repeticiones de cada gesto. Los resultados obtenidos permitieron concluir que las bolsas de características son el modelo con mejor desempeño para las dos métricas evaluadas. El modelo de tradicional de reconocimiento de patrones al usar máquinas de soporte vectorial mostró los resultados más estables y los modelos ocultos de Markov presentaron el desempeño más bajo
Uso de X-Road para implementar datos abiertos en sistemas eléctricos y promover la integración con estrategias de ciudad inteligente y gobierno abierto
No full textThe electrical industry is undergoing a deep digital transformation towards the consolidation of smart grids, which requires a high demand of data and information systems involved in the processes. Open data initiatives, which have been focused on open governance to a great extent, generate positive impacts on society and the economy in terms of easy access to public resources, agility, and transparency. These initiatives can also be adopted in the electrical industry (i.e., power, electrical, and energy systems) for customer engagement, collaboration with other industries, and reaching consensus. This study proposes the implementation of an open data solution for the electrical industry through the deployment of a data hub that offers digital services for smart city applications and the integration of the X-Road system to improve the security and interoperability of open data. This initiative aims to promote a wider adoption of open data in the electrical industry and prepare the latter for fully connected and collaborative digital ecosystems in smart cities, industries, and governments. This study also proposes an open data architecture for the interoperability of the electrical industry with other digital industries (through a Smart City Hub and the adoption of 5G technology), and it reports some relevant results and major findings in this regard. This paper highlights the benefits of promoting open data and technological strategies for digitized electrical systems while considering humans an essential factor. Finally, it discusses the pros and cons of the integration of X-Road with the electrical industry under the concept of smart grids for data exchange and potential applications.La industria eléctrica está experimentando una profunda transformación digital hacia la consolidación de redes inteligentes, que necesita una alta demanda de datos y sistemas de información involucrados en los procesos. Las iniciativas de datos abiertos, que en mayor medida han sido empleadas para iniciativas de gobierno abierto, generan impactos positivos en la sociedad y la economía en cuanto al fácil acceso a los recursos públicos, la agilidad y la transparencia. Estas iniciativas también se pueden adoptar en la industria eléctrica para sistemas de potencia, eléctricos y de energía para su uso en la participación de los clientes, la colaboración y la mejora de consenso en industrias. Esta investigación propone la implementación de una solución de datos abiertos para la industria eléctrica mediante el despliegue de un Hub que ofrece servicios digitales para aplicaciones de ciudad inteligente y la integración del sistema X-Road para mejorar la seguridad e interoperabilidad de los datos abiertos. Esta iniciativa pretende una adopción más amplia de datos abiertos en la industria eléctrica y su preparación para ecosistemas digitales totalmente conectados y colaborativos en ciudades inteligentes, industrias y gobierno. Se muestran algunos resultados relevantes y hallazgos importantes de este trabajo acerca de una arquitectura de datos abiertos para la interoperabilidad del sector eléctrico con otras industrias digitales a través de un Smart City Hub y la adopción tecnológica de 5G, exponiendo los beneficios de promover los datos abiertos y estrategias tecnológicas para sistemas eléctricos digitalizados mientras se considera el humano como factor esencial. Se discuten los pros y los contras de la integración de X-Road con la industria eléctrica dentro del concepto de redes inteligentes para el intercambio de datos y aplicaciones potenciales
Circuitos equivalentes para simular arreglos PV irregulares bajo condiciones de sombreado parcial
No full textModeling and simulation of photovoltaic (PV) systems are open research areas since I-V and P-V curves are commonly required to analyze the performance of PV installations. To obtain such curves commercial software packages can be used, however the connection type and size of the PV array may cause large simulation times. To overcome such an issue several techniques based on analyzing the inflection points have been proposed to model the PV array with the aim of reconstruct accurately the required electrical curves. However, such analysis has been applied only for series-parallel (SP) configuration, which is just one alternative to connect PV arrays among several other regular or irregular options. Therefore, a more general approach is needed. This paper presents an approach to obtain the characteristics curves for any PV array, regular or irregular, by extending the inflection points analysis. Then, the calculation of the PV array electrical curves is simplified by using equivalent circuits within the intervals defined by the inflection points. Such a procedure is based on defining which modules become active due to the behavior of the bypass diodes. Finally, the proposed approach enables to analyze any PV array without requiring long electrical simulations. The solution was validated by means of simulation results obtained in Matlab®.El modelado y simulación de sistemas fotovoltaicos (PV) son áreas de investigación abiertas ya que las curvas I-V y P-V son comúnmente requeridas para analizar el desempeño de instalaciones PV. Para obtener dichas curvas se pueden utilizar paquetes de cómputo, sin embargo, el tipo de conexión y el tamaño del arreglo PV pueden ocasionar largos tiempos de simulación. Para superar dicha dificultad se han propuesto técnicas basadas en los puntos de inflexión para modelar el arreglo PV con el objetivo de reconstruir exactamente las curvas eléctricas requeridas. Sin embargo, tal análisis ha sido aplicado solo a la configuración serie-paralelo (SP), la cual es solo una de las alternativas para conectar arreglos PV entre otras opciones de conexión regular o irregular. Por esto, se requiere una aproximación más general. Este artículo presenta una proximación para obtener las curvas características de cualquier arreglo PV, regular o irregular, extendiendo el análisis de los puntos de inflexión. Entonces, de las curvas eléctricas del arreglo PV es simplificado utilizando circuitos equivalentes en intervalos definidos por los puntos de inflexión. Tal procedimiento está basado en definir cuáles módulos se activan debido al comportamiento de los diodos de bypass. Finalmente, la aproximación propuesta permite analizar cualquier arreglo PV sin requerir de simulaciones largas. La solución fue validada por medio de resultados de simulación obtenidos en Matlab®
Análisis comparativo del control predictivo de corriente en convertidores VSI empleados en la conexión a red de energías renovables
No full textThis paper analyzes the performance of the predictive current control technique in the operation of Voltage Source Inverters (VSI) used to connect renewable resources to the power grid. VSIs are commonly used to convert DC power from renewable energy sources, such as energy storage units, solar power plants and fuel cells, to AC power with constant magnitude and frequency. For this purpose, a strategy known as PWM was implemented to determine the switching sequence of the converter’s power semiconductors. In addition, the current being injected into the grid must be controlled; thus, an additional control algorithm was required to operate in conjunction with the PWM technique. The main contribution of this paper is demonstrating that predictive current control presents better characteristics than current-oriented control, the most widely used strategy. The first section analyzes conventional PWM techniques and, in the second part, current control techniques are formulated. Predictive control minimizes the future error of the current by defining the best switching state in each period. The two current control techniques present good performance. However, predictive control is preferable due to its simplicity, easy implementation, low harmonic content, as well as reduced response time.Este artículo analiza el desempeño del control de corriente predictivo en la operación de inversores fuente de voltaje o Voltage Source Inverter (VSI), que sirven de elemento de conexión de energías renovables a la red eléctrica. El VSI es comúnmente utilizado para convertir señales de corriente continua, obtenidas a partir de fuentes renovables o de sistemas de acumulación, en señales de corriente alterna de amplitud y frecuencia constantes. Con este propósito, se implementa una estrategia que define la secuencia de conmutación de los semiconductores de potencia del convertidor conocida como técnica PWM. Además, se requiere realizar el control de la corriente que se inyecta a la red requiriendo un algoritmo de control adicional, que actúa en conjunto con la técnica PWM. El principal aporte del artículo consiste en demostrar que el control de corriente predictivo presenta mejores características en comparación con el control orientado de corriente, que es la estrategia más conocida. Inicialmente, se analizan las técnicas PWM convencionales y luego, se realiza la formulación de las técnicas de control de corriente. El control predictivo minimiza el error futuro de la corriente definiendo el mejor estado de conmutación en cada período. Las dos técnicas de control de corriente presentan buenos resultados. Pero sobresale el control predictivo por su simplicidad, fácil implementación, bajo contenido armónico y menor tiempo de respuesta
Desarrollo de recubrimientos a partir de silicato de zirconio de origen mineral mediante proyección térmica por llama oxiacetilénica para aplicación sobre ladrillos refractarios
No full textIn this paper, the experimental development used to flame sprayed coatings from mineral zircon sand (ZrSiO4) and a mixture of ZrSiO4 with 50 wt.% of commercial alumina Oerlikon Metco 105 SFP is presented. The ZrSiO4 sand was milled and sieved to obtain the particle sizes distribution corresponding to -37 +25 m and -25 m. Different parameters of thermal spraying process were simulated with the Jets & Poudres SPCTS software version 2002-2009 and the conditions with the greatest potential to obtain coatings were verified experimentally. The coatings elaborated on silico-aluminous refractory substrates were characterized by SEM and XRD, finding that those deposited from the lower size distribution, using a flame produced with 22 and 70 L / min of acetylene and oxygen respectively, at a spray distance of 10 cm and with a displacement of the gun of 0,275 cm/s and with a rotation of the substrate of 34,57 rpm were those that presented the best structural characteristics. The porosities of coatings sprayed from ZrSiO4 sand and the mixture of ZrSiO4 with Al2O3 were 30,5 ± 6,6% and 20.3 ± 9.2% in area and their Vickers hardness were 3.06 ± 0.70 GPa and 6.0 ± 0.30 GPa, respectively. From the results obtained it was concluded that it is possible to use this mineral as a raw material in the Oxy-acetylene flame thermal spraying process.En el presente trabajo se documenta el desarrollo experimental empleado para obtener mediante proyección térmica por llama oxiacetilénica, recubrimientos a partir de arena de circonio (ZrSiO4) de origen mineral y de una mezcla de ZrSiO4 con 50 % en peso de alúmina comercial referencia Oerlikon-Metco 105 SFP. La arena de ZrSiO4 fue molida y tamizada, con el fin de seleccionar las fracciones de tamaño de partícula -37 +25 μm y -25 μm. Diferentes parámetros de proyección térmica fueron simulados con la herramienta computacional Jets et Poudres SPCTS versión 2002-2009 y las condiciones con mayor potencial para obtener recubrimientos fueron verificadas experimentalmente. Los recubrimientos elaborados sobre sustratos refractarios silico-aluminosos fueron caracterizados mediante MEB y DRX, encontrando que aquellos depositados a partir de la fracción de tamaño más fina, utilizando una llama producida con 22 y 70 L/min de acetileno y oxígeno respectivamente, a una distancia de proyección de 10 cm y con una velocidad de desplazamiento de la antorcha de 0,275 cm/s y con una rotación de los sustratos de 34,57 rpm fueron los que presentaron las mejores características estructurales. La porosidad de los recubrimientos fabricados a partir de la arena de circonio y de la mezcla ZrSiO4 con alúmina fueron de 30,5 ± 6,6% y 20,3 ± 9,2% en área y su dureza fue de 3.06±0.70 GPa y 6.0±0.30 GPa, respectivamente. A partir de los resultados obtenidos se concluye que es posible la utilización de este mineral como materia prima en el proceso de proyección térmica oxiacetilénica