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Módulos elásticos equivalentes para predicción de deformaciones en articulaciones
Get PDFEn el estudio de la mecánica de contacto de las articulaciones humanas, la deformación de las superficies en contacto es fundamental porque posibilita un canal por el que fluye el lubricante reduciendo el desgaste. Para determinar la validez de las predicciones de los desplazamientos de estas superficies a partir de distintos métodos, estos se aplican al estudio del contacto seco y estático de articulaciones de rodilla y de cadera, sanas y protésicas. Aplicando una carga hertziana, se evaluaron tres módulos elásticos equivalentes en un modelo simplificado de columna: el correspondiente a un sólido de pequeño espesor, el correspondiente a un sólido semiinfinito o de Winkler y el correspondiente a un sólido semiinfinito corregido. Los resultados se contrastaron con la solución obtenida resolviendo numéricamente las ecuaciones de elasticidad mediante el método de elementos finitos (MEF). Los resultados para el módulo de Young correspondiente a un material de pequeño espesor, son los que mejor se aproximan a los obtenidos por el MEF. Se demuestra también, que los módulos de Young derivados de la aproximación de sólido semiinfinito son inapropiados. Asimismo, con este trabajo se ha entrenado un becario en las artes de la Mecánica Computacional
Deposición de capas funcionales sobre esmaltes cerámicos mediante la técnica sol-gel (revisión)
Get PDFFunctionalized enamels for the ceramic tile industry has been a research topic since the past 15 years. Different researchers have focused their efforts on achieving surfaces with functional attributes that increase product value and provide technical solutions for the technological needs of our times. This article presents a review of the scientific literature dedicated to obtaining functional surfaces by means of a sol gel technique, that provides a means for deposition and formation of thin layers on traditional ceramic enamels in order to provide functional characteristics. The document presents: typical used alcoxidic solutions, the different deposition techniques emphasizing the experimental findings obtained by the authors, and presents a synthesis of the functional effects obtained by means of the technique.La funcionalización de esmaltes para la industria de las baldosas cerámicas ha sido un frente de investigación importante en los últimos 15 años. Diferentes investigadores han centrado sus esfuerzos en conseguir superficies con atributos funcionales que incrementen el valor agregado del producto y a su vez aporten respuestas a las necesidades tecnológicas de nuestros tiempos. El presente artículo se concentra en hacer una revisión de la literatura científica dedicada a la obtención de superficies funcionales por medio de la técnica de sol-gel, la cual es apta para la fabricación de soluciones que se depositan formando capas finas sobre los esmaltes de cerámica tradicional con el fin de aportar características funcionales al mismo. El documento presenta las principales soluciones alcóxidicas usualmente empleadas, las diferentes técnicas de deposición haciendo énfasis en los hallazgos experimentales obtenidos por los diferentes autores, y presenta una síntesis de los efectos funcionales hasta la fecha obtenidos por medio de la técnica
Obtención de ACS con energía solar en el cantón Cuenca y análisis de la contaminación ambiental
Get PDFThis document contains the analysis to determine the feasibility of implementing solar water heaters to obtain Sanitary Hot Water (SHW) in Ecuador, in the province of Azuay, in the canton of Cuenca, in order to reduce environmental pollution caused by the use of fossil fuels. The project considers the implementation of a meteorological network and data collection of global solar radiation in 16 points located populated areas of the Canton during the years 2014 and 2015, later through a field work a diagnosis is made to establish which are the systems Currently used to obtain SHW, the efficiencies of two types of solar vacuum tube heaters for SHW production are also analyzed theoretically and practically; with the measured radiation data, it is modeled applying the heat transfer equations and the feasibility of implementation is established based on the measured solar energy; Finally, a comparison is made to determine what would be the decrease of CO2 emissions if the implementation would be carried out. The results obtained indicate that 82% of families use SHW and of these 65% use LPG-based systems and that 44% of the energy demand to obtain SHW can be covered with solar energy, using auxiliary systems to guarantee a constant supply. The implementation of these systems would reduce 108537 tn CO2 eq per year.En este documento se encuentra el análisis para determinar la factibilidad de implementación de calentadores solares para obtener Agua Caliente Sanitaria (ACS) en el Ecuador, en la provincia del Azuay, en el cantón Cuenca, con el fin de disminuir la contaminación ambiental provocada por el uso de combustibles fósiles. El proyecto considera la puesta en marcha de una red meteorológica y toma de datos de radiación solar global en 16 puntos ubicados zonas pobladas del cantón durante los años 2014 y 2015, posteriormente a través de un trabajo de campo se realiza un diagnóstico para establecer cuáles son los actuales sistemas usados para obtener ACS, también se analizan de manera teórica y práctica las eficiencias de dos tipos de calentadores solares de tubos de vacío para producción de ACS; con los datos de radiación medidos se modela aplicando las ecuaciones de transferencia de calor y se establece la factibilidad de implementación en función de la energía solar medida; finalmente, se realiza una comparación para determinar cuál sería la disminución de emanaciones de CO2 si se ejecutaría esta propuesta. Los resultados obtenidos indican que el 82 % de familias utiliza ACS y de estas el 65 % emplean sistemas a base de GLP y, que el 44 % de la demanda de energía para obtener ACS puede ser cubierta con energía solar necesitando utilizar sistemas auxiliares para garantizar un abastecimiento constante. La implementación de estos sistemas permitiría reducir 108 537 tn CO2 eq al año
Estudio cinemático y dinámico del sistema de suspensión de un monoplaza de competencia eléctrico Formula Student
Get PDFThe level of competitiveness generated by the Formula Student, has generated a series of studies and technological advances in order to improve the performance of the single seaters so that they develop successfully in the aspect of the demands of the competition. This document details the study of the suspension system of a Formula Student electric competition single seater. This study involves an analysis of the kinematics and dynamics of the suspension system in which an analytical determination of movement, loads and vibrations is carried out by means of simulation software and mathematical calculations. The aim of the study is to evaluate the performance of the suspension according to the regulations of the competition, to establish parameters that improve the suspension system and at the same time the performance of the car in terms of comfort and safety.El nivel de competitividad que genera la Formula Student ha desencadenado en una serie de estudios y avances tecnológicos con el fin de mejorar cada vez más el rendimiento de los monoplazas para que se desenvuelvan con éxito ante las exigencias de la competencia. En este documento se detalla el estudio del sistema de suspensión de un monoplaza de competencia eléctrico Formula Student. Este estudio involucra un análisis de la cinemática y dinámica del sistema de suspensión en el cual se realiza una determinación analítica del movimiento, cargas y vibraciones por medio de software de simulación y de cálculos matemáticos. Con el estudio se busca evaluar el rendimiento de la suspensión en función del reglamento de la competencia, con el fin de establecer parámetros que mejoren el sistema de suspensión y a la vez el desempeño del monoplaza en términos de confort y seguridad
Análisis y comparación de ISDB-T utilizando modulaciones OFDM y CC-OFDCM
Get PDFDigital Terrestrial Television (DTT) is focused on replacing analogue television transmissions, however, with the modulation used OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), transmissions can be made for fixed equipment. However, in the case of digital television reception systems such as smartphones, laptops and other mobile devices have reception problems caused by the multipath effect. In this project, the OFDM and CC-OFDM modulations (Orthogonal Frequency Division Multiplexing by Convolution Coding) are implemented in software Simulink for the ISDB-T (Integrated Services Digital Television Broadcasting) standard. By means of Simulink de Matlab the respective block diagrams of their architectures were implemented to observe the results when transmitting data, measuring the BER (Bit Error Rate), the delay and the number of carriers, under three types of channels such as: AWGN (Additive White Gaussian Noise), Type A land (rural land) and Type C land (urban land) in order to observe which modulation presents the best efficiency. From the obtained results it is shown that CC-OFDM modulation has a higher efficiency, because it has a higher BER and reduction in the reception delay.La Televisión Digital Terrestre está orientada a sustituir las transmisiones de televisión analógica, al utilizar la modulación OFDM (multiplexación por división de frecuencias ortogonales), con esta modulación se puede realizar transmisiones para equipos fijos y móviles. Sin embargo, en el caso de sistemas de recepción de televisión digital como teléfonos inteligentes, portátiles y otros dispositivos móviles tienen problemas en la recepción causados por el efecto multicamino. En este proyecto se realiza la simulación de las modulaciones OFDM y CC-OFDM (Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales mediante Codificación por Convolución) para el estándar de televisión ISDB-T (Radiodifusión Digital de Servicios Integrado para Televisión). Por medio de Simulink del entorno Matlab, se simuló los diagramas de bloques de ambas arquitecturas para observar los resultados al transmitir datos, midiendo el BER (Tasa de Bit Errado), el retardo y el número de portadoras, bajo los siguientes canales: AWGN (Ruido Gaussiano Blanco Aditivo), Terreno tipo A (terreno rural) y Terreno tipo C (terreno urbano). De los resultados obtenidos se muestra que la modulación CC-OFDM tiene una mayor eficiencia, debido a que presenta un BER mayor y reducción en el retardo en la recepción
Factores para seleccionar tuberías de conducción de gas licuado de petróleo en el Ecuador
Get PDFIn order to build residential, commercial and industrial installations of Liquefied Petroleum Gas (LPG) in Ecuador, the INEN 2260: 2010 Ecuadorian Technical Regulation establishes the minimum safety guidelines that must be taken into account in this type of installations. To conduct this hydrocarbon, the Standard accepts several materials of pipes, methods of union with accessories, forms of installation, which makes the responsible for the sizing and planning of this type of systems have several options to choose from when directing a determined project. This paper shows some factors that affect the selection of the most suitable pipeline for LPG systems, complying with the mandatory Technical Standard in Ecuador. The mechanical strength, hardness and weight are compared as properties of the accepted materials; execution times of pipes and fittings and finally the costs associated with materials, labor and maintenance that must be given to these systems are compared.Para realizar instalaciones residenciales, comerciales e industriales de gas licuado de petróleo (GLP) en el Ecuador, rige la norma técnica ecuatoriana INEN 2260:2010, la cual establece los lineamientos mínimos de seguridad que se deben tener en cuenta en este tipo de instalaciones. Para conducir este hidrocarburo, la norma acepta varios materiales de tuberías, métodos de unión con accesorios, formas de instalación, lo que hace que el responsable del dimensionamiento y planeación de este tipo de sistemas tenga varias opciones para escoger al momento de encaminar un proyecto determinado. El presente trabajo muestra algunos factores que inciden en la selección de la tubería más adecuada para sistemas de GLP, cumpliendo con la norma técnica obligatoria en el Ecuador. Se compara la resistencia a la tracción, dureza y peso como propiedades de los materiales aceptados; tiempos de ejecución de uniones entre tuberías y accesorios y, finalmente, se comparan los costos asociados a los materiales, mano de obra y mantenimiento que debe darse a estos sistemas
Incentivo a la generación distribuida en el Ecuador
Get PDFReducing solar infrastructure costs is one of the main reasons for its global growth. In Ecuador adjustments to the legal framework have to be made to encourage the installation of small photovoltaic solar structures for electricity customers connected to low voltage distribution networks for their personal consumption, and any surplus energy be injected into the grid. Three business models pertaining to the distributed microgeneration of PV have been considered, which consider two applicable measurement systems: the first one is called "net metering" where the net value of the energy (the difference between the one injected into the network and the one consumed) is determined, and the second known as "Feed-in Tariff" - FIT is where the energy injected into the grid is set at a special incentive price. The cost of energy produced by a photovoltaic system in Ecuador is USD / kWh 0.1342 with a discount rate 7\%, CF (capacity factor) at 15\%, while a discount rate 10\%, CF at 20\% the cost reduces to USD / kWh 0.1229. These values however, do not take into account the bank of batteries or the land, these values are increasingly more competitive in relation to non-conventional renewable sources.La reducción de los costos de la infraestructura solar es una de las principales razones de su crecimiento mundial. En Ecuador se requiere realizar reajustes al marco jurídico que incentive la instalación de pequeños emprendimientos solares fotovoltaicos (de clientes del servicio eléctrico) conectados a las redes de distribución de baja tensión para consumo propio, y los excedentes sean inyectados a la red. Se plantean tres modelos de negocios para la microgeneración distribuida fotovoltaica, mismos que consideran dos sistemas de medición aplicables: el primero denominado \emph{netmetering} donde se determina el valor neto de la energía (diferencia entre la inyectada a la red y la consumida), y el segundo conocido como «\emph{Feed-in Tariff}» – FIT donde se determina la energía inyectada a la red a un precio especial como incentivo. El costo de la energía producida por un sistema fotovoltaico en el Ecuador es de USD/kWh 0,1342 con la tasa de descuento del 7 %, el CF (factor de capacidad) = 15 \%, mientras que con la tasa de descuento del 10 %, CF = 20 % el costo de la energía alcanza a USD/kWh 0,1229, valores que no contemplan el banco de baterías ni de los terrenos, estos valores son cada vez más competitivos en relación con las fuentes renovables no convencionales
Detección de peatones en la noche usando Faster R-CNN e imágenes infrarrojas
Get PDFIn this paper we present a system for pedestrian detection at nighttime conditions for vehicular safety applications. For this purpose, we analyze the Faster R-CNN performance for infrared images. So that we note that Faster R-CNN has problems to detect small scale pedestrians. For this reason, we present a new Faster R-CNN architecture focused on multi-scale detection, through two ROI’s generators for large size and small size pedestrians, RPNCD and RPNLD respectively. This architecture has been compared with the best Faster R-CNN baseline models, VGG-16 and Resnet 101, which present the best results. The experimental results have been development on CVC-09 and LSIFIR databases, which show improvements specially when detecting pedestrians that are far away, over the DET curve presents the miss rate versus FPPI of 16% and over the Precision vs Recall the AP of 89.85% for pedestrian class and the mAP of 90% over LSIFIR and CVC-09 test datasets.En este artículo se presenta un sistema de detección de peatones en la noche, para aplicaciones en seguridad vehicular. Para este desarrollo se ha analizado el desempeño del algoritmo Faster R-CNN con imágenes en el infrarrojo lejano. Por lo que se constató que presenta inconvenientes a la hora de detectar peatones a larga distancia. En consecuencia, se presenta una nueva arquitectura Faster R-CNN dedicada a la detección en múltiples escalas, mediante dos generadores de regiones de interés (ROI) dedicados a peatones a corta y larga distancia, denominados RPNCD y RPNLD, respectivamente. Esta arquitectura ha sido comparada con los modelos para Faster R-CNN que han presentado los mejores resultados, como son VGG-16 y Resnet 101. Los resultados experimentales se han desarrollado sobre las bases de datos CVC-09 y LSIFIR, los cuales demostraron mejoras, especialmente en la detección de peatones a larga distancia, presentando una tasa de error versus FPPI de 16 % y sobre la curva Precisión vs. Recall un AP de 89,85 % para la clase peatón y un mAP de 90 % sobre el conjunto de pruebas de las bases de datos LSIFIR y CVC-09
Estudio técnico del uso de energía solar y biogás en vehículos eléctricos en Ilhabela-Brasil
Get PDFActualmente, los sistemas híbridos de generación de energía se han mostrado como una excelente oportunidad para la generación de electricidad. En este trabajo se presenta el estudio de uno de estos sistemas considerando dos fuentes de energía disponibles (solar -- biogás) en la isla Ilhabela en el estado de San Pablo -- Brasil, con miras a dotar de energía a vehículos eléctricos. Este estudio se basa primeramente en el cálculo de la demanda de energía de los vehículos eléctricos en esta isla. Luego se determina la capacidad de producción de biogás en Ilhabela. Posteriormente se efectúa un análisis energético de la planta con una microturbina a biogás para conocer la energía producida y la demanda de biogás. Como último paso, se calcula la cantidad de energía necesaria a ser generada con la planta fotovoltaica. Los resultados muestran que, considerando un índice de inserción de mercado del 4 de los vehículos eléctricos, la demanda energética media es de 46 327 kWh/mes. Por otro lado, la capacidad de producción de biogás en la isla es dos veces mayor a la necesaria para generar 16 200 kWh/mes. Finalmente, la planta fotovoltaica producirá 30 127 kWh/mes
Simulación fotovoltaica considerando parámetros de integración en edificaciones
Get PDFThis research calibrates and validates a model for monocrystalline photovoltaic systems in SAM (System Advisor Model) for power generation simulation, considering the meteorological characteristics of Cuenca, Ecuador, close to the equatorial line. The electrical performance is calculated by arranging photovoltaic systems with specific characteristics, with inclinations that respond to conventional local roofing and different orientations. Efficiency is calculated with in-situ measurements over a period of 18 days. Meteorological data were used to calibrate a weather file for the year 2016. Annual yields are estimated according to inclination and orientation, and technical characteristics of the photovoltaic system. Losses are detected due to dirt accumulation and increase in temperature of the panels. The model is validated by linear regression, by comparing the simulated values with the data obtained from in-situ measurements of a reference panel deployed horizontally. The results show an average efficiency loss of 2,77% for dirt conditions and up to 30% for temperature increases. The validation of the model showed a determination coefficient R2=0,996 and a normalized Root Mean Square Error (RMSE) of 8,16%. It is concluded that, because of the particular latitude of the study site, unlike most of the planet, the provision of photovoltaic panels in any orientation considering low slopes, does not significantly reduce the annual power generation performance.Esta investigación calibra y valida un modelo de sistemas fotovoltaicos monocristalinos en la herramienta computacional System Advisor Model (SAM) para simulación de generación eléctrica, considerando las características meteorológicas en Cuenca (Ecuador), ciudad en altura próxima a la línea ecuatorial. Se obtiene el rendimiento eléctrico al desplegarse paneles fotovoltaicos de características específicas, con inclinaciones que responden a techumbres típicas locales y distintas orientaciones. Se calcula la eficiencia con mediciones in situ durante un período de 18 días, para que, con datos meteorológicos se calibre un archivo climático para el año 2016. Se estiman rendimientos anuales acorde a inclinación y orientación, y a características técnicas de los fotovoltaicos. Se detectan pérdidas por acumulación de suciedad e incremento de temperatura de las placas. Se valida el modelo mediante una regresión lineal, al comparar los valores simulados con los datos obtenidos de mediciones in situ de un panel en posición horizontal. Los resultados indican una pérdida promedio de eficiencia de 2,77 % por condiciones de suciedad y de hasta el 30 % por incremento de temperatura. La validación del modelo mostró un coeficiente de determinación R2 = 0,996 y un RMSE normalizado de 8,16 %. Se concluye además que, por la latitud particular del sitio en estudio, a diferencia de la mayor parte del planeta, la disposición de paneles fotovoltaicos en cualquier orientación considerando pendientes bajas, no reduce significativamente el rendimiento en la generación de energía eléctrica anual