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Una revisión del desarrollo de la hidroelectricidad en Etiopía, Tanzania, Zambia y Zimbabue
Get PDFAll continents are currently undergoing energy transitions toward low-carbon economies driven by renewable technologies. Africa is no exception; with its rapidly growing population and expanding economy, it represents nearly one-fifth of the global demographic. Although the African continent contributes less than 3% of global carbon emissions, it is already experiencing severe and disproportionate impacts from climate change. This manuscript aims to analyze hydropower development in Ethiopia, Tanzania, Zambia, and Zimbabwe, with the objective of assessing the current use of this renewable energy resource and its project role. These countries were selected due to their significant hydroelectric potential and ongoing investment in renewable energy infrastructure. While these nations have made substantial commitments to hydropower, climate-induced shifts in hydrological patterns, particularly increased drought risk, pose serious challenges to energy security and sustainability. Consequently, electric utilities must not only forecast project future energy generation but also implement robust mitigation and adaptation strategies to safeguard long-term investments. Given the critical role of climate change as an external variable influencing energy planning, it is essential to evaluate hydropower generation and reservoir operations through a multidimensional framework that includes parameters such as temperature, precipitation, humidity, river flow, watershed characteristics, and other related factors.Todos los continentes están atravesando actualmente transiciones energéticas hacia economías bajas en carbono, impulsadas por las fuentes renovables. Uno de estos continentes es África, donde la población y el crecimiento económico representan una quinta parte del total mundial. Si bien el continente africano tiene la menor responsabilidad por el calentamiento global —con menos del 3 % de las emisiones—, ya enfrenta severos impactos del cambio climático. Por lo tanto, este trabajo tiene como objetivo analizar el desarrollo hidroeléctrico en Etiopía, Tanzania, Zambia y Zimbabue, con el fin de examinar el uso de esta fuente renovable y sus proyecciones. Estos países fueron seleccionados debido a su amplia proyección hidroeléctrica. En ellos, se ha invertido una cantidad significativa en hidroelectricidad; sin embargo, el impacto del cambio climático aumenta el riesgo de sequías, lo cual genera preocupación debido a las variaciones en los patrones climáticos. Las compañías eléctricas no solo necesitan pronosticar la generación futura de energía, sino que también adoptar medidas de mitigación y adaptación para mantener sus inversiones. Además, el cambio climático es un parámetro externo que desempeña un papel importante al proporcionar datos de referencia para futuros proyectos, por lo que es necesario evaluar las operaciones de energía hidroeléctrica y los embalses en función de un conjunto de variables (temperatura, precipitación, humedad, caudal de los ríos, cuencas, entre otros)
Caracterización de óxido de grafeno sintetizado mediante un método de Hummers modificado
Get PDFGraphene oxide (GO) has garnered significant interest due to its exceptional and tunable properties, which make it a promising candidate for a wide range of engineering applications, including composite material fabrication and water treatment. In this study, GO was synthesized from graphite flakes using a modified Hummers method involving a reduced amount of sulfuric acid. The resulting material was characterized using scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). These techniques enabled a clear differentiation between the morphology of the synthesized GO and that of the original graphite. The GO exhibited a substantially altered structure, with increased thickness likely due to the incorporation of oxygen-containing functional groups on its basal plane. FTIR analysis confirmed the presence of characteristic functional groups such as hydroxyl, carbonyl, and carboxyl. XPS analysis revealed that the elemental composition of the synthesized GO consisted of approximately 69.7% carbon and 29.9% oxygen, with a trace amount of sulfur attributed to the reagents used in the synthesis. The observed changes in morphology and composition suggest the successful synthesis of GO with potential for functionalization and application in diverse engineering contexts.El óxido de grafeno ha despertado un creciente interés debido a sus propiedades únicas y potencialmente ajustables, las cuales abarcan aplicaciones que van desde la fabricación de materiales compuestos hasta el tratamiento de aguas. Por esta razón, se desarrolló un proceso de síntesis de óxido de grafeno basado en el método de Hummers con una reducción en la cantidad de ácido sulfúrico empleada. El material obtenido fue caracterizado mediante diferentes técnicas, incluyendo microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopía infrarroja transformada de Fourier (IR-TF) y espectrometría fotoelectrónica por rayos X (XPS). Estas técnicas experimentales permitieron distinguir las diferencias morfológicas entre el óxido de grafeno sintetizado y el grafito utilizado como precursor. Adicionalmente, se determinó la composición química del polvo obtenido, así como la relación entre carbono y oxígeno, con el fin de evaluar su viabilidad para aplicaciones específicas. Se observó que la morfología del óxido de grafeno difiere significativamente de la del grafito de partida. En particular, el espesor de las láminas de óxido de grafeno se incrementó debido a la incorporación de grupos funcionales oxigenados en el plano basal. El espectro FTIR del óxido de grafeno confirmó la presencia de diversos grupos funcionales, como el hidroxilo (-OH), carbonilo (C-O) y carboxilo (-COOH). Por su parte, la espectroscopía XPS reveló que la composición química del óxido de grafeno obtenido fue de 69,7 % de carbono y 29,9 % de oxígeno, con una traza mínima de azufre atribuida a los reactivos empleados durante el proceso de síntesis
Modelación de un cañón electromagnético utilizando ATP-EMTP y ATPDraw
Get PDFThis study presents a computational model of an electromagnetic cannon developed using the ATP/EMTP simulation tool and its graphical interface, ATPDraw. The system features a cylindrical metallic armature that traverses multiple stages of circular coils. Employing the Voltage Behind Reactance (VBR) methodology, each coil is modeled as a dynamic equivalent circuit comprising a resistance, an inductance, and an electromotive force source. The model parameters are dynamically updated at each simulation time step based on the armature’s motion. The coils are energized by pre-charged capacitors and connected through thyristors, which are triggered at specific positions of the moving armature. The model’s validity is corroborated by experimental data reported in the literature, confirming the accuracy and robustness of the proposed approach. In addition to supporting the design of electromagnetic cannons, this work provides a methodological foundation for future research and practical applications in this domain.Este trabajo presenta un modelo de cañón electromagnético desarrollado mediante la herramienta \linebreak[4]ATP/EMTP y su entorno gráfico ATPDraw. El diseño incluye varias etapas de bobinas circulares a través de las cuales se desplaza una armadura metálica cilíndrica. Utilizando la técnica Variable Branch Representation (VBR), cada bobina se convierte en un equivalente dinámico, compuesto por una resistencia, una inductancia y una fuente de fuerza electromotriz. Estos parámetros se determinan instantáneamente según la dinámica del sistema mecánico. Las bobinas se energizan mediante condensadores precargados, y se conectan a ellas mediante tiristores, que se disparan en momentos específicos determinados por la posición de la armadura metálica móvil. La validez del modelo se verifica mediante resultados experimentales reportados previamente en la literatura técnica, lo que asegura la precisión y efectividad del enfoque propuesto. Este estudio, además de contribuir al diseño de cañones electromagnéticos, establece una metodología de análisis replicable para futuras investigaciones y aplicaciones en este campo
Implementación y evaluación de un robot con sistema de locomoción wheeled-legged para la optimización del protocolo de inspección de tomas de aire en aviones caza en estado previo al vuelo
Get PDFMaintenance and inspection protocols in the aerospace industry are designed to safeguard the structural integrity of aircraft and ensure pilot safety. However, the air intakes of fighter aircraft pose significant access challenges for maintenance technicians during preflight inspections. To address this limitation, this study presents an innovative solution: the implementation and evaluation of a robot equipped with a wheeled-legged locomotion system. This system enables efficient access to the air intakes, significantly enhancing the inspection protocol. The robot was developed in close alignment with the operational requirements of Peruvian Air Force (FAP) technicians, which was critical to defining its design specifications and manufacturing parameters. Its adaptive and compact architecture allows it to navigate confined intake structures effectively, optimizing inspection time and resource utilization. The prototype’s performance was rigorously assessed through standardized tests, demonstrating its capability to reliably access and inspect air intakes under preflight conditions. This advancement contributes to the modernization of conventional aircraft maintenance procedures by integrating robotic technologies into the aeronautical inspection process.Los protocolos de mantenimiento e inspección en la industria aeroespacial están diseñados para salvaguardar la integridad estructural de las aeronaves y la seguridad de los pilotos. Las tomas de aire de los aviones caza presentan un acceso limitado para los técnicos de mantenimiento durante la inspección en estado previo al vuelo. Ante esta limitación, se propone una solución innovadora mediante la implementación de un robot con sistema de locomoción wheeled-legged, que permite acceder a dichas tomas de aire y optimizar significativamente el protocolo de inspección. En esta investigación se desarrolló e implementó un robot con tecnología de locomoción \emph{wheeled-legged}, cuyo propósito específico es facilitar la inspección de las tomas de aire en aviones caza previo al vuelo. Para su diseño y fabricación se consideraron cuidadosamente los requerimientos operativos de los técnicos de la Fuerza Aérea del Perú (FAP), lo que resultó fundamental en la definición de las especificaciones del sistema. El resultado fue un diseño adaptativo y compacto que permite al robot desplazarse con eficacia a través de las tomas de aire, optimizando el tiempo y los recursos empleados en las inspecciones. Mediante pruebas estandarizadas se evaluó el rendimiento del prototipo, demostrando su capacidad para acceder e inspeccionar eficazmente dichas estructuras. Esto permite mejorar el protocolo de mantenimiento tradicional mediante la incorporación de tecnología avanzada en los procesos de inspección aeronáutica
Determinación de los formatos óptimos para la compresión de imágenes digitales
Get PDFSe concluye que independientemente de la herramienta que se utilice, es el formato de la imagen lo que influye en el tamaño final.&
The objective was to determine the influence of different image formats and tools used for compression on the final size of the images, to know which are the optimal formats for compression. The sample was made up of five digital image files with BMP extension, taken in different scenarios and at different times at the researcher\u27s discretion. The technique used was the analysis of digital image files and as an instrument a double input matrix, where the conversions of BMP files to six different extensions of image files were registered, with four different tools for manipulation of image files. The experimental design was factorial, where the two factors were the image compression formats and tools and the dependent variable the final image file size. Factorial ANOVA statistical analysis was applied with a = 0.05. It was obtained that the format of smaller size was the JPG when using as tool the Illustrator and the one of greater size the one of greater extension the PSD also obtained with the Illustrator. The statistical analysis showed that the format factor significantly influences the final size of the images (p < 0.05) and the tool factor does not show significant influence on the size of the images (p > 0.05), nor is the interaction between the factors significant. It is concluded that regardless of the tool used, it is the image format that influences the final size.El objetivo de este trabajo fue el determinar la influencia de diferentes formatos de imagen y herramientas que se utilizan para la compresión en el tamaño final de las mismas, para conocer cuáles son los formatos óptimos para la compresión. La muestra estuvo conformada por cinco archivos de imágenes digitales con extensión .bmp, tomadas en diferentes escenarios y horas a criterio del investigador. La técnica empleada fue el análisis de archivos de imágenes digitales y como instrumento una matriz de doble entrada, donde se registraron las conversiones de los archivos .bmp a seis diferentes extensiones de archivos de imágenes, con cuatro diferentes herramientas de manipulación de archivos de imágenes. El diseño experimental fue factorial, donde los dos factores fueron los formatos y las herramientas de compresión de imágenes y la variable dependiente, el tamaño final del archivo de imagen. Se aplicó análisis estadístico ANOVA factorial con a = 0,05. Se obtuvo que el formato de menor tamaño fue el .jpg al utilizar como herramienta el Illustrator y el de mayor tamaño el .psd, también obtenido con el Illustrator. El análisis estadístico mostró que el factor formato influye de forma significativa en el tamaño final de las imágenes (p < 0,05) y el factor herramienta no muestra influencia significativa en el tamaño de las imágenes (p > 0,05), como tampoco es significativa la interacción entre los factores. Se concluye que independientemente de la herramienta que se utilice, es el formato de la imagen lo que influye en el tamaño final
Análisis operativo de la gestión de carga controlada en vehículos eléctricos: Coordinación centralizada y descentralizada
Get PDFElectric vehicle (EV) charging management can be implemented through centralized or decentralized strategies. Strategic coordination between these approaches enhances system efficiency and balances energy loads, thereby supporting the widespread adoption of EVs and fostering a sustainable, emissions-free society. In this study, distribution network operators (DNOs), acting as centralized charging managers, are responsible for mitigating the lack of coordination among electric vehicle aggregators (EVAs), which represent decentralized managers. The primary objective of the centralized management in this research is to constrain each decentralized optimization model, characterized using Monte Carlo simulations. Three EV adoption scenarios--comprising 2,000, 2,500, and 3,750 vehicles--are evaluated by comparing decentralized charging management with an unregulated charging baseline in the IEEE 14-bus power system. Improvements are required only in the highest adoption scenario, where the proposed centralized coordination model is applied. The study models energy trading constraints for each EVA, assigning one aggregator per load-bearing bus in the system. Transmission-level results are analyzed and then synthesized for application in the IEEE 13-bus distribution power system. Findings demonstrate that coordinated centralized and decentralized charging management significantly improves operational conditions in both transmission and distribution networks without necessitating changes to travel behavior.La gestión de la carga controlada de vehículos eléctricos se aplica de forma centralizada y descentralizada. La coordinación estratégica entre ambas optimiza la eficiencia y equilibra la carga de los sistemas energéticos, promoviendo tanto la adopción de vehículos eléctricos, así como una sociedad sostenible y libre de emisiones. Los operadores de las redes de distribución (gestores de carga centralizada) deben controlar la descoordinación entre los agregadores de vehículos eléctricos (gestores descentralizados seleccionados para este estudio). El objetivo de gestión centralizada de esta investigación es acotar cada modelo de optimización descentralizada (caracterizado mediante simulación de Monte Carlo). La gestión descentralizada, se compara con la carga desregulada en el sistema de potencia IEEE de 14 barras para 3 escenarios de adopción de vehículos eléctricos (2000, 2500, 3750 vehículos eléctricos), requiriendo mejoras únicamente en el último escenario, al cual se le aplica la coordinación en gestión centralizada propuesta. El estudio modela las restricciones en la energía comercializada por cada agregador de vehículos eléctricos (uno por barra del sistema eléctrico con carga). Los resultados en transmisión se analizan, sintetizan y aplican al modelo de sistema de potencia de distribución IEEE de 13 barras. Los sistemas de transmisión y distribución de energía coordinan entre la gestión de carga centralizada y descentralizada mejoran las condiciones de operación en los sistemas de potencia sin requerir cambios en los patrones de manejo
Implementación de microservicios en proyectos de IoT con Arduino
Get PDFThis article focuses on the implementation of a system to send and receive data using an Arduino MEGA and an Ethernet Shield, with an emphasis on communication with a microservices-based API. The relevance of this study lies in the growing demand for accessible technological solutions for automation and education, allowing the integration of low-cost systems with modern data management tools. The objective is to provide a detailed description of the components and configurations required to establish this communication, offering practical examples of the most common HTTP services: GET, POST, PUT, and DELETE. For the creation of the microservices, a MAMP server is used, and PHP is programmed using the Slim Framework. A comprehensive explanation is provided on how to implement each of these methods in Arduino projects, accompanied by code examples and practical demonstrations that facilitate understanding and application in various contexts. The results obtained demonstrate the viability of this technology in educational and automation projects, highlighting the effectiveness of combining Arduino with microservices for real-time data management. In conclusion, the combination of Arduino and microservices presents itself as an effective and adaptable solution for implementing technological projects in educational and automation contexts, offering a robust and efficient alternative for data handling.Este artículo aborda la implementación de un sistema para el envío y recepción de datos mediante un Arduino MEGA y un Ethernet Shield, con énfasis en la comunicación con una API basada en microservicios. La relevancia de este estudio se encuentra en la creciente demanda de soluciones tecnológicas accesibles para la automatización y la educación, lo que permite la integración de sistemas de bajo costo con herramientas modernas de gestión de datos. El objetivo principal es describir detalladamente los componentes y configuraciones necesarias para establecer esta comunicación, proporcionando ejemplos prácticos de los servicios HTTP más comunes: GET, POST, PUT y DELETE. Para la creación de los microservicios, se utiliza un servidor MAMP y se programa en PHP empleando el framework Slim. Se detalla la implementación de cada uno de estos métodos en proyectos con Arduino, incluyendo ejemplos de código y demostraciones prácticas que facilitan su comprensión y aplicación en diversos contextos. Los resultados obtenidos evidencian la viabilidad de esta tecnología en proyectos educativos y de automatización, destacando la eficacia de combinar Arduino con microservicios para la gestión de datos en tiempo real. En conclusión, la combinación de Arduino y microservicios se presenta como una solución eficaz y adaptable para el desarrollo de proyectos tecnológicos en contextos educativos y de automatización, proporcionando una alternativa robusta y eficiente para la gestión de datos
Exploración de modelos generativos profundos para una mejor generación de datos en la miocardiopatía hipertrófica
Get PDFData generation strategies are essential for addressing the challenge of limited training data in deep learning-based medical image analysis, particularly for hypertrophic cardiomyopathy (HCM) using magnetic resonance imaging (MRI). Unlike traditional augmentation techniques, deep generative models can synthesize novel and diverse MRI images, enriching the training datasets. This study evaluates several generative models, including Variational Autoencoders (VAEs), Generative Adversarial Networks (GANs), Deep Convolutional GANs (DCGANs), Auxiliary Classifier GANs (ACGANs), InfoGANs, and Diffusion Models, using the Structural Similarity Index Measure (SSIM) and Cross-Correlation Coefficient (CC) to assess image quality and structural fidelity. While VAEs demonstrated limitations such as noticeable noise and blurriness, GAN-based models, particularly DCGANs and ACGANs, generated higher-quality and anatomically accurate images. Diffusion models achieved the highest image fidelity among all the methods evaluated, but required longer generation times. These findings underscore the trade-off between image quality and computational efficiency and highlight the potential of deep generative models to augment MRI datasets, thereby improving deep learning applications for HCM diagnosis.Las estrategias de generación de datos son fundamentales para superar el desafío de los datos de entrenamiento limitados en el análisis de imágenes médicas basado en aprendizaje profundo, en particular para la miocardiopatía hipertrófica (HCM) mediante resonancia magnética (MRI). A diferencia de los métodos de aumento tradicionales, los modelos generativos profundos pueden sintetizar imágenes de MRI novedosas y diversas. Este estudio evalúa múltiples modelos generativos: autocodificadores variacionales (VAE), redes generativas adversarias (GAN), GAN convolucionales profundas (DCGAN), GAN con clasificador auxiliar (ACGAN), InfoGAN y modelos de difusión, utilizando el índice de similitud estructural (SSIM) y el coeficiente de correlación cruzada (CC) para evaluar la calidad de imagen y la fidelidad estructural. Si bien los VAE mostraron limitaciones como el ruido y la borrosidad, los modelos basados en GAN, especialmente DCGAN y ACGAN, produjeron imágenes de mayor calidad y precisión anatómica. Los modelos de difusión lograron la mayor fidelidad de imagen, aunque a expensas de tiempos de generación más prolongados. Estos resultados destacan la compensación entre la calidad de imagen y la eficiencia computacional, y demuestran el potencial de los modelos generativos para ampliar los conjuntos de datos de MRI, mejorando así las aplicaciones de aprendizaje profundo para el diagnóstico de HCM
Parches de contacto de neumáticos radiales con diferentes relaciones de longitud y anchura bajo carga estática
Get PDFThe aspect ratio of tires significantly influences the tread contact patch, which is closely related to the vehicle\u27s driving performance and handling. This study investigates the effect of radial tires with varying aspect ratios on contact patches under different loads and inflation pressures. The size and shape of the contact patches, along with the pressure distribution in tires with different aspect ratios, were analyzed. Five finite element tire models with aspect ratios of 55%, 60%, 65%, 70%, and 75% were developed. The simulation models of 205/55R16 were validated against experimental results. The findings reveal that as the aspect ratio increases, the contact length along the tire\u27s axial direction decreases, while the contact width along the rolling direction increases. Minimal differences in contact area were observed among tires with different aspect ratios under the same static load. For a given load, as the length-to-width ratio increases, the tread width of the contact patch decreases, while its length increases. Additionally, with an increasing length-to-width ratio, the contact patch shape transitions from a saddle to a barrel-like form. The maximum normal contact stress occurs at the shoulder of the tire for aspect ratios of 55%, 60%, and 65%, but shifts to the center of the tread for aspect ratios of 70% and 75%. The primary influence of the aspect ratio is on the contact size.La relación de aspecto de los neumáticos influye significativamente en el área de contacto de la banda de rodadura, afectando el rendimiento de conducción y manejo del vehículo. Este estudio analiza el efecto de neumáticos radiales con diferentes relaciones de longitud y diámetro en las manchas de contacto bajo diversas cargas o presiones de inflado. Se evaluaron el tamaño, forma y distribución de presión en neumáticos con relaciones de aspecto de 55 %, 60 %, 65 %, 70 % y 75 %, mediante cinco modelos de elementos finitos. El modelo 205/55R16 fue validado experimentalmente. Los resultados indican que, al aumentar la relación de aspecto, la longitud de contacto a lo largo del eje del neumático disminuye, mientras que la anchura en la dirección de rodadura aumenta. Bajo la misma carga estática, el área de contacto varía poco entre relaciones de aspecto diferentes. Sin embargo, con mayor relación longitud-anchura, el ancho de la banda de rodadura disminuye y la longitud aumenta. Asimismo, la forma de la mancha de contacto cambia de silla de montar a tambor de cintura. Los máximos valores de tensión de contacto normal se localizan en los hombros para relaciones de aspecto de 55 %, 60 % y 65 %, y en el centro de la banda para relaciones de 70 % y 75 %. La principal influencia de la relación de aspecto radica en el tamaño del contacto
Una evaluación integral de las técnicas de ia para predecir el índice de calidad del aire: RNN y transformers
Get PDFThis study evaluates the effectiveness of Recurrent Neural Networks (RNNs) and Transformer-based models in predicting the Air Quality Index (AQI). Accurate AQI prediction is critical for mitigating the significant health impacts of air pollution and plays a vital role in public health protection and environmental management. The research compares traditional RNN models, including Long Short-Term Memory (LSTM) and Gated Recurrent Unit (GRU) networks, with advanced Transformer architectures. Data were collected from a weather station in Cuenca, Ecuador, focusing on key pollutants such as CO, NO2, O3, PM2.5, and SO2. Model performance was assessed using Root Mean Square Error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE), and the Coefficient of Determination (R2). The findings reveal that the LSTM model achieved superior performance, with an R2 of 0.701, an RMSE of 0.087, and an MAE of 0.056, demonstrating superior capability in capturing temporal dependencies within complex datasets. Conversely, while Transformer-based models exhibited potential, they were less effective in handling intricate time-series data, resulting in comparatively lower accuracy. These results position the LSTM model as the most reliable approach for AQI prediction, offering an optimal balance between predictive accuracy and computational efficiency. This research contributes to improving AQI forecasting and underscores the importance of timely interventions to mitigate the harmful effects of air pollution.
Este estudio evalúa la eficacia de las redes neuronales recurrentes (RNN) y los modelos basados en transformadores para predecir el índice de calidad del aire (ICA). La investigación compara los modelos RNN tradicionales, incluidos los de memoria a corto y largo plazo (LSTM) y la unidad recurrente controlada (GRU), con arquitecturas avanzadas de transformadores. El estudio utiliza datos de una estación meteorológica en Cuenca, Ecuador, centrándose en contaminantes como CO, NO2, O3, PM2.5 y SO2. Para evaluar el rendimiento de los modelos, se utilizaron métricas clave como el error cuadrático medio (RMSE), el error absoluto medio (MAE) y el coeficiente de determinación (R2). Los resultados del estudio muestran que el modelo LSTM fue el más preciso, alcanzando un R2 de 0,701, un RMSE de 0,087 y un MAE de 0,056. Esto lo convierte en la mejor opción para capturar dependencias temporales en los datos de series temporales complejas. En comparación, los modelos basados en transformadores demostraron tener potencial, pero no lograron la misma precisión que los modelos LSTM, especialmente en datos temporales más complicados. El estudio concluye que el LSTM es más eficaz en la predicción del ICA, equilibrando tanto la precisión como la eficiencia computacional, o que podría ayudar en intervenciones para mitigar la contaminación del aire