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Filtraje robusto de señales débiles de fenómenos reales
Get PDFIn a large number of real-life scenarios it is required to process desired signals that are significantly immersed into background noise: tectonic signals from the entrails of the earth, signals coming from the far away cosmos, biometric telemetry signals, distant acoustic signals, noninvasive neural interfaces and so on. The purpose of this paper is to present the description of a robust and efficient platform for the real time filtering of signals deeply immersed in noise (rather weak signals) with rather different nature. The proposed strategy is based on two principles: the chaotic modelling of the signals describing the physical phenomena and the application of filtering strategies based on the theory of non-linear dynamical systems. Considering as a study case seismic signals, fetal electrocardiogram signals, voice-like signals and radio frequency interference signals, this experimental work shows that the proposed methodology is efficient (with mean squared error values less than 1%) and robust (the filtering structure remains the same although the phenomenological signals are drastically different). It turns out that the presented methodology is very attractive for the real time detection of weak signals in practical applications because it offers a high filtering precision with a minimum computational complexity and short processing times.En un gran número de escenarios de la vida real se requiere procesar señales de interés que se encuentran muy inmersas en medio de ruido de fondo: señales tectónicas de las entrañas de la Tierra, otras provenientes del lejano cosmos, de telemetría biomédica, acústicas lejanas, interfaces neuronales no invasivas, etc. El propósito de este trabajo es presentar la descripción de una plataforma robusta y eficiente para hacer filtraje en tiempo real de señales muy inmersas en ruido (bastante débiles) y de naturaleza muy diferente. La estrategia propuesta se basa en dos principios: el modelado de las señales de los fenómenos físicos mediante procesos caóticos y la aplicación de estrategias de filtraje basadas en la teoría de sistemas dinámicos no lineales. Tomando como caso de estudio señales sísmicas, señales de electrocardiogramas fetales, señales de tipo voz y señales de interferencias de radiofrecuencia, este trabajo experimental muestra que la metodología es eficiente (error cuadrático medio menor al 1 %) y robusta (la estructura de filtraje, basada en filtro de Kalman, es invariante ante diferentes señales fenomenológicas). La metodología presentada resulta ser muy atractiva para aplicaciones prácticas para la detección de señales débiles en tiempo real por su alta precisión de filtraje con una mínima complejidad computacional y tiempos de procesamiento muy cortos
Innovación tecnológica de un sistema integral para monitorear el consumo eléctrico
Get PDFThe present work focused on the design and implementation of an integral system to monitor, locally and remotely, the electrical consumption generated in the different environments within a home. In this way, it was considered the creation of a prototype capable of measuring the current consumed every minute, by the different loads connected to the electrical network in different environments of a home. A wireless network based on Zigbee technology was used to transmit the data from the prototypes to a server that is responsible for receiving the data when there is a consumption of electricity in the home. The data is processed and subsequently stored in a database. Finally, a web page was implemented that graphically shows a history of electricity consumption, which the user can access locally or remotely and quickly and practically monitor the electricity consumption within the home. For the development of this integral system, the operation of current sensors, voltage dividers, Xbee modules was analyzed, and the application was developed with the use of Open Source software such as Java, MySQL and PHP. Currently, the user only has the monthly readings, delivered by the electricity service provider, ignoring the reality about critical environments within the home. Through the proposed system. The user can know in any place and at any time the electricity consumption generated in specific areas, and thus take appropriate energy saving measures.El presente trabajo se enfocó en el diseño e implementación de un sistema integral para monitorear local y remotamente, el consumo eléctrico generado en los diferentes ambientes dentro de un hogar. De esta manera, se consideró la creación de un prototipo capaz de medir la corriente consumida cada minuto, por las diferentes cargas conectadas a la red eléctrica en los ambientes de un hogar. Se utilizó una red inalámbrica basada en la tecnología Zigbee para la transmisión de los datos desde los prototipos hasta un servidor que se encarga de recibir los datos cuando exista un consumo de electricidad en el hogar. Los datos son procesados y posteriormente almacenados en una base de datos. Finalmente, se implementó una página web que muestra gráficamente un historial del consumo eléctrico, a la que el usuario puede acceder local o remotamente y monitorear de forma rápida y práctica el consumo eléctrico en el hogar. Para el desarrollo de este sistema integral se analizó el funcionamiento de sensores de corriente, divisores de voltaje, módulos Xbee, y se desarrolló la aplicación con el uso de software Open Source como Java, MySQL y PHP. Actualmente, el usuario cuenta tan solo con las lecturas mensuales, entregadas por el proveedor de servicio de electricidad, desconociendo la realidad sobre los ambientes críticos dentro de su casa. Mediante el sistema propuesto, el usuario podrá conocer en todo lugar y en cualquier momento el consumo eléctrico generado en áreas específicas, y así tomar medidas oportunas de ahorro energético
Análisis del almacenamiento en sistemas de gas licuado de petróleo: tanques estacionarios vs. cilindros
Get PDFIn Ecuador, liquefied petroleum gas (LPG) is used as an energy source for residential, commercial and industrial equipment. In natural state this fuel is in gas phase, but for ease of transport and storage is liquefied and deposited in containers called cylinders (by spare) or tanks (stationary), where it is re-gasified for consumption. The present work measures the remaining LPG that is returned in cylinders to the marketers by 20 commercial and industrial users in Ecuador during a month, 8 with 15 kg cylinders and 12 with 45 kg cylinders. The average return was 3.82 kg/cil. (25.49%) and 9.69 kg/cil. (21.54%) respectively. Then, 8 safety parameters contemplated in the current Technical Standard in Ecuador were verified for these 20 facilities, and the results of those users who do not comply with these parameters are presented. Finally some arguments are given as to why there are economic and security advantages in the storage of LPG in stationary tanks on cylinders.En el Ecuador se utiliza el gas licuado de petróleo (GLP) como fuente de energía para equipos residenciales, comerciales e industriales. En estado natural este combustible se encuentra en fase gaseosa, pero por facilidad de transporte y almacenamiento es licuado y depositado en recipientes denominados cilindros (por recambio) o tanques (estacionarios), donde se vuelve a gasificar para su consumo. El presente trabajo mide el GLP remanente que es devuelto en cilindros a las comercializadoras por veinte usuarios comerciales e industriales en el Ecuador durante un mes, 8 con cilindros de 15 kg y 12 con cilindros de 45 kg. El promedio de devolución fue de 3,82 kg/cil. (25,49 %) y 9,69 kg/cil. (21,54 %) respectivamente. Luego se verificaron ocho parámetros de seguridad contemplados en la norma técnica vigente en el Ecuador para estas veinte instalaciones, y se presentan los resultados de aquellos usuarios que no cumplen con estos parámetros. Finalmente, se entregan algunos argumentos sobre por qué existen ventajas económicas y de seguridad en el almacenamiento de GLP en tanques estacionarios sobre cilindros
Estudio experimental y numérico de la presión del flujo de agua en un tubo Venturi
Get PDFThe Venturi tube is a device used to measure the flow rate in different industrial processes. In the present work, a study is carried out for two cases, one experimental and another numerical of the pressure exerted by the flow of water on the walls of a Venturi tube. In the first case, five experiments with different flow rates are carried out. In the second, the flow is simulated for two types of meshes and two turbulence models, using the code COMSOL Multhiphysics 4.3. The experimental and numerical results showed that the pressures of the flow on the walls in two references identified as C and G keep their magnitude constant; in addition, the numerical profiles showed that the lowest pressure drop occurs in the wall at the inlet and outlet of the throat section. It is concluded that, the distribution of the flow pressure in the wall of the throat section has a convex profile, and the results of pressures obtained for the standard turbulence model are more adjusted to the experimental data.El tubo Venturi es un dispositivo utilizado para medir el caudal en diferentes procesos de la industria. En el presente trabajo, se realiza un estudio para dos casos, uno experimental y otro numérico de la presión ejercida por el flujo de agua en las paredes de un tubo Venturi. En el primer caso, se realizan cinco experimentos con diferentes caudales. En el segundo, el flujo se simula para dos tipos de mallas y dos modelos de turbulencia, utilizando el código COMSOL Multhiphysics 4.3. Los resultados experimentales y numéricos mostraron que las presiones del flujo sobre las paredes en dos referencias identificadas C y G mantienen constante su magnitud; además, los perfiles numéricos mostraron que la menor caída de presión se presenta en la pared a la entrada y salida de la sección de la garganta. Se concluye que, la distribución de la presión del flujo en la pared de la sección de la garganta tiene un perfil convexo, y los resultados de presiones obtenidos para el modelo de turbulencia k-e estándar, se ajustan más a los datos experimentales
Análisis de la contaminación ambiental producida por el plasma frío de baja presión en la limpieza de láminas metálicas
Get PDFThe present research addresses an analysis of the level of contamination produced by gases generated from carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and hydrocarbons (HC) in the cleaning of metallic sheets of stainless steel AISI / SAE 304, when applying low pressure cold oxygen plasma for the removal of oils ISO 32, ISO 68 and ISO 220, using different generator control parameters according to the lubricating oil removed from the surface of the stainless steel metallic sheet. The experimentation was carried out in a first phase in which a discharge was applied directly to the surface of the sheet contaminated with a volume of 0.1 ml of oil, and in a second phase in which the sheet with the oil was immersed in an oil degreaser to perform a pre-cleaning prior to the application of low pressure cold plasma on the surface. For analyzing the results in the level of gases generated by each oil, a statistical analysis is applied to determine if there is a significant difference in the level of the gases generated between the two phases.ion exist.La presente investigación aborda un análisis del nivel de contaminación producido por los gases generados de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y los hidrocarburos (HC) en la limpieza de láminas metálicas de acero inoxidable AISI/SAE 304 aplicando plasma frío de oxígeno a baja presión para la remoción de los aceites ISO 32, ISO 68 e ISO 220, con diferentes parámetros de control del generador de acuerdo con el aceite lubricante removido de la superficie de la lámina metálica de acero inoxidable. La experimentación se realizó en un primer proceso con una descarga aplicada directamente a la superficie de la lámina impregnada con el aceite colocando con un volumen de 0,1 ml y en un segundo proceso donde la lámina con el aceite impregnado fue sumergida en un desengrasante para aceites y grasas con la finalidad de realizar una limpieza previa a la aplicación del plasma frío a baja presión en la superficie. Para el análisis de los resultados en el nivel de gases generados por cada aceite se aplica un análisis estadístico para determinar si existe una diferencia significativa en el nivel de los gases generados en las dos etapas
Efecto de la composición química del baño en la microestructura y resistencia a la corrosión de los recubrimientos de zinc por inmersión en caliente: Una revisión
Get PDFMetal coatings are widely used methods for corrosion protection of metal alloys, the hot dip galvanizing process being one of the most industrially evolved. The objective of this work is to carry out a literature review, on the influence of the addition of alloying elements in the bathroom, on the microstructure and on the corrosion behavior of zinc coatings obtained by hot dipping technique. It was determined that the chemical composition of the galvanized baths influences the microstructural characteristics of the coatings and their corrosion behavior. The improvement of the corrosion resistance of zinc coatings is produced by the addition to the baths of elements generally more active than zinc, such as magnesium or aluminum that allow the formation of passive layers that retard the corrosive process.Los recubrimientos metálicos son métodos ampliamente utilizados para la protección contra la corrosión de aleaciones metálicas, siendo el proceso de cincado por inmersión en caliente uno de los que presenta mayor evolución a nivel industrial. El objetivo de este trabajo es realizar una revisión bibliográfica sobre la influencia de la adición de elementos aleantes en el baño, en la microestructura y en el comportamiento a la corrosión de recubrimientos de zinc obtenidos por la técnica de inmersión en caliente. Se estableció que la composición química de los baños galvanizados influye en las características microestructurales de los recubrimientos y en su comportamiento a la corrosión. La mejora de la resistencia a la corrosión de los recubrimientos de zinc se produce por la adición a los baños de elementos generalmente más activos que el zinc, tales como el magnesio o el aluminio que permiten la formación de capas pasivas que retardan el proceso corrosivo
Evaluación de propiedades mecánicas en recubrimientos galvanizados por doble inmersión en caliente sobre acero al carbono
Get PDFLittle is known about the operational conditions, the microstructure and properties of the coatings manufactured by hot double-dip. The objective of this work is to evaluate the mechanical properties of Zn / Zn-5%Al coatings applied by the hot double-dip technique, varying the immersion times in liquid baths. For the evaluation, Vickers microhardness profiles and bending tests were made. The microhardness profiles for different immersion times show similarities, exhibiting great heterogeneity due to the microstructural characteristics. It is observed that increasing the immersion time decreases the critical angle, and the immersion time does not significantly influence the density of confined and unconfined cracks. It is concluded that the ductility of the coatings is influenced by their total thickness, and possibly by the thickness of the different areas and residual stresses, with the samples being coated for a 60 s immersion time, which present better behavior in the bending test.Poco se conoce sobre las condiciones operacionales, la microestructura y propiedades de los recubrimientos fabricados por doble inmersión en caliente. Este trabajo tiene como objetivo evaluar propiedades mecánicas de recubrimientos Zn/Zn-5%Al aplicados por la técnica de doble inmersión en caliente, variando los tiempos de inmersión en los baños líquidos. Para la evaluación se realizaron perfiles de microdureza Vickers y ensayos de doblez. Los perfiles de microdureza para diferentes tiempos de inmersión presentan similitudes, mostrando gran heterogeneidad debido a las características microestructurales. Se observa que al aumentar el tiempo de inmersión disminuye el ángulo crítico y el tiempo de inmersión no influye significativamente en la densidad de grietas confinadas y no confinadas. Se concluye que la ductilidad de los recubrimientos se ve influenciada por el espesor total de los mismos, y posiblemente por el espesor de las diferentes zonas y esfuerzos residuales, siendo las muestras recubiertas con tiempo de inmersión de 60 segundos, las que presentan mejor comportamiento ante el ensayo de doblez
Caracterización mecánica a flexión de materiales compuestos con matriz fotopolimérica reforzados con fibras de abacá y cabuya mediante impresión 3D
Get PDFComposite materials and the manufacture of auto parts by 3D printing, is currently an alternative in the manufacture of automotive auto parts. The objective of the present investigation was to characterize the composite material with a photopolymer resin matrix reinforced with natural abaca and cabuya fibers manufactured by 3D printing, for its application in automotive autoparts manufacturing. As an object of study, the directional grid of the air conditioning duct of an automotive vehicle is selected, which by means of an experimental analysis and computational simulation, compares its mechanical characteristics; For the manufacture of the test specimens, a composite volumetric reinforcement fiber fraction of 20% was proposed in the two types of fibers, the bending test was carried out according to the ASTM 790 standard. As a result of the mechanical characterization of the manufactured materials it was obtained that the maximum bending stress of the compounds reinforced with abaca (77,53 MPa) and cabuya (83,26 MPa) decreased with respect to the matrix material (92,77 MPa), the modulus of elasticity to flexion that had reinforced compounds with abaca (2211,33 MPa) and cabuya (1806,03 MPa) increased with respect to the matrix material (1689,64 MPa), which translates into an increase in the rigidity of the characterized materials, making possible the substitution of the matrix material.Los materiales compuestos y la fabricación por impresión 3D son en la actualidad una alternativa en la fabricación de autopartes. La presente investigación tuvo como objetivo caracterizar el material compuesto con matriz de resina fotopolimérica reforzada con fibras naturales de abacá y cabuya fabricados por impresión 3D, para su aplicación en la fabricación de autopartes. Como objeto de estudio se seleccionó la rejilla direccional del ducto de aire acondicionado de un automotor; mediante análisis experimental y simulación computacional se compararon sus características mecánicas. Para la fabricación de las probetas de ensayos se propuso una fracción volumétrica de fibra refuerzo del composite del 20 % en los dos tipos de fibras, el ensayo a flexión se procedió según la norma ASTM 790. Como resultado de la caracterización mecánica de los materiales fabricados se obtuvo que el esfuerzo máximo a flexión de los compuestos reforzados con abacá (77,53 MPa) y cabuya (83,26 MPa) disminuyeron con respecto al material matriz (92,77 MPa). El módulo de elasticidad a la flexión que presentaron compuestos reforzados con abacá (2211,33 MPa) y cabuya (1806,03 MPa) aumentaron con respecto al material matriz (1689,64 MPa), lo que se traduce en un aumento de la rigidez de los materiales caracterizados, haciendo posible la sustitución del material matriz
Número de coeficientes del filtro de las subportadoras en el Sistema GFDM: efecto en el desempeño
Get PDFGeneralized Frequency Division Multiplexing (GFDM) is a non-orthogonal multicarrier transmission scheme proposed for fifth (5G) and future generation wireless networks. Due to its attractive properties, it has been recently discussed as a candidate waveform for the future wireless communication systems. GFDM is introduced as a generalized form of the widely used Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation scheme and it uses only one cyclic prefix (CP) for a group of symbols. The main focus of this work is to present like impact on the system performance the coefficient quantity of the subcarrier filter. A simple method for the computation of the coefficients of the prototype filter is employed. Besides, it is presented a structure for the GFDM by taking advantage of the arrangement in the modulation matrix. We evaluated the Bit Error Rate (BER) using the receiver models presented in this work. The results showed that the BER is affected according to the coefficients quantity of the prototype filter. Based on the obtained results, the coefficients quantity has a relation with the number of time slots of the GFDM system.El GFDM (Generalized Frequency Division Multiplexing) es un esquema de transmisión multiportadora no ortogonal propuesta para la quinta (5G) y futura generación de redes inalámbricas. Por sus atractivas propiedades, está siendo investigada como una forma de onda a ser considerada para los futuros sistemas de redes de comunicaciones. La GFDM es introducida como una generalización del ampliamente utilizado esquema de modulación OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) y usa un único prefijo cíclico (Cyclic Prefix, CP) para un grupo de símbolos. El objetivo principal de este trabajo es presentar cómo impacta la cantidad de coeficientes del filtro de las subportadoras en el desempeño del sistema. Se emplea un método simple para el cálculo de los coeficientes del filtro prototipo. Además, se presenta una estructura para la GFDM aprovechando la estructura de modulación matricial. Se evaluó la tasa de error de bit (Bit Error Rate, BER) usando los modelos de receptores presentados en este trabajo. Los resultados muestran que el BER es afectado según la cantidad de coeficientes del filtro prototipo. Basado en los resultados obtenidos, la cantidad de coeficientes tiene relación con el número de intervalos de tiempo del sistema GFDM
Detección de fallas en motores de combustión mediante indicadores de temperatura y presión de inyección
Get PDFThe present work aims at proposing indicators for early detection of faults in the fuel-oil generator sets of internal combustion engines, using the injection pressure and temperature of the combustion chamber. As a case study, the generation groups of the Maintenance Company of Fuel-Oil Generating Sets (EMGEF), in the Cuban province of Granma, were evaluated. A multifactorial design was used for the experiment, using 16 engines as main factors, the 9 cylinders of each engine, and a working time of 3 years. The study demonstrated that pressure and temperature are significant indicators of engine failure, and that the number of detected faults from temperature were more significant than those reported from injection pressure. It is concluded that high temperatures in the cylinders are generally related to a high index of gases, and a poor state of the injectors. The differences between the pressures are related to low hermetism, and the technical state of the elements of the feeding system.El presente trabajo tiene como objetivo proponer indicadores para la detección temprana de fallas en los motores combustión interna de los grupos electrógenos de fueloil a partir de la presión de inyección y temperatura de la cámara de combustión. Como caso de estudio fueron evaluados los grupos de generación de la Empresa de Mantenimiento a los Grupos Electrógenos Fueloil (EMGEF) en la provincia cubana de Granma. Para el experimento se utilizó un diseño multifactorial usando como factores principales los 16 motores, los 9 cilindros de cada motor y un tiempo de trabajo de 3 años. El estudio demostró que la presión y la temperatura son indicadores significativos en las fallas de los motores, además de que el número de fallas detectadas por temperatura fueron más significativas que las reportadas por la presión de inyección. Se concluye que las altas temperaturas en los cilindros generalmente están relacionadas con un alto índice de gases y un deficiente estado de los inyectores. Las diferencias entre las presiones están relacionadas con la baja hermeticidad y el estado técnico de los elementos del sistema de alimentación