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Localización de recursos distribuidos en redes eléctricas rurales-urbanas marginales considerando el índice de predicción de colapso de tensión
Get PDFThis research focuses on the georeferenced location of distributed resources, specifically the injection of active power through distributed generation. A rural-urban marginal feeder of a distribution company in Ecuador with georeferenced information was taken as a case study, which has a three-phase primary link at a medium voltage and several single-phase branches at a medium voltage of great length to supply users who are far away from the local company\u27s network. Consequently, to analyze the behavior of the electrical network, the Cymdist software was used to perform simulations in a steady state without and with the insertion of distributed generation. For the location of the distributed generation, the voltage collapse prediction index was used as a technique for quantifying and identifying problems in the network nodes. Moreover, based on the proposed methodology, the optimal georeferencing of the sites where it is necessary to inject active power to improve the voltage profiles and reduce the voltage collapse prediction index was obtained.Esta investigación se centra en la localización georreferenciada de los recursos distribuidos, concretamente en la inyección de potencia activa a través de la generación distribuida. Se tomó como caso de estudio un alimentador marginal rural-urbano de una empresa distribuidora de Ecuador con información georreferenciada, que cuenta con un enlace primario trifásico a media tensión y varios ramales monofásicos a media tensión de gran longitud para abastecer a usuarios alejados de la red de la empresa local. En consecuencia, para analizar el comportamiento de la red eléctrica, se utilizó el software Cymdist para realizar simulaciones en estado estacionario sin y con la inserción de generación distribuida. Para la ubicación de la generación distribuida, se utilizó el índice de predicción de colapso de tensión como técnica para cuantificar e identificar problemas en los nodos de la red. Además, a partir de la metodología propuesta, se obtuvo la georreferenciación óptima de los sitios donde es necesario inyectar potencia activa para mejorar los perfiles de tensión y reducir el índice de predicción de colapso de tensión
Diseño IoT y validación de sistema de medida para generación fotovoltaica
Get PDFThe use of photovoltaic (PV) systems for electricity generation is constantly growing in Brazil. With the reduction in the price of PV modules and the implementation of the electric power compensation system by the power distributor, the consumer is investing in PV microgeneration to reduce the electricity bill. This article aims to develop an embedded system in the context of the Internet of Things (IoT). Having an IoT monitoring system applied to a grid-connected PV system in an educational institution helps teach concepts such as IoT and PV generation. The system is based on the ESP32 development board for acquiring DC voltage and current generated by a 1.35 kWp PV system connected to the grid and installed at the IFCE. This proposal offers a low-cost educational solution using open source and programmable hardware, which sends the data to a database in the cloud, enabling remote access worldwide. Then, using the data analysis methodology, it was possible to validate the values measured with the inverter installed with an error below 1% for the voltage and current acquired during one day. With this result, it is concluded that the designed IoT system can be used for measurement in PV systems.El uso de sistemas fotovoltaicos (FV) para la generación de electricidad está en constante crecimiento en Brasil. Con la reducción del precio de los módulos FV y la implementación del sistema de compensación de energía eléctrica por parte del distribuidor de energía, el consumidor está invirtiendo en microgeneración FV para reducir la factura de energía. El objetivo del presente artículo es desarrollar un sistema embebido en el contexto de Internet de las cosas (IoT). Tener un sistema de monitoreo IoT aplicado a un sistema FV conectado a la red en una institución educativa ayuda a enseñar conceptos tanto de IoT como de generación FV. El sistema se basa en la placa de desarrollo ESP32 para la adquisición de tensión y corriente continua generada por un sistema FV de 1,35 kWp conectado a la red e instalado en el IFCE. Esta propuesta ofrece una solución educativa de bajo costo, con código abierto y hardware programable, que envían los datos a una base de datos en la nube, lo que permite el acceso remoto desde cualquier parte del mundo. Posteriormente, con una metodología de análisis de datos fue posible validar los valores medidos con el inversor instalado con un error inferior al 1 % para la tensión y la corriente adquiridas durante un día. Con este resultado se concluye que el sistema IoT diseñado puede ser utilizado para la medición en sistemas FV
Una revisión de los últimos avances de los colectores solares térmicos aplicados en la industria
Get PDFThe energy consumption associated with the industry sector represents 38% of the global energy demand, being an important aspect that marks the development of a country. In this sense, it is extremely important to diversify the different energy sources and incorporate the use of renewable energy sources, such as solar energy, not only with the idea of ensuring energy supply, but also as elements that enable the reduction of energy emissions generated by the use of fossil fuels. This work addresses the main solar collector technologies that may be incorporated into different types of industries, based on experiences and research in other countries. Based on this review, it has been seen that an important part of the industries worldwide requires temperatures up to 250 °C in their processes, which makes suitable the use of solar energy technology. Depending on each industry, flat plate, vacuum tube, Fresnel type or parabolic trough solar collectors may be used. Finally, the savings associated with some facilities are detailed and the challenges related to this sector are addressed.El consumo energético asociado al sector de la industria representa el 38 % de la demanda de energía a nivel global, siendo un aspecto importante que marca el desarrollo de un país. En este sentido, es sumamente importante diversificar las distintas fuentes de energía e incorporar el uso de fuentes renovables de energía, como la solar, no solamente con la idea de asegurar el suministro energético, sino también considerando como elementos que permitan la reducción de las emisiones generadas por el uso de combustibles fósiles. El presente trabajo aborda las principales tecnologías de colectores solares que pueden ser incorporadas a distintos tipos de industrias, basado en experiencias e investigaciones en otros países. Sobre la base de esta revisión, se ha visto que una buena parte de las industrias a nivel mundial requieren temperaturas en sus procesos hasta los 250 °C, lo que hace idóneo el uso de esta tecnología. En función de cada industria, se podrán usar colectores solares de placa plana, de tubos de vacío, del tipo Fresnel o cilindro parabólicos. Por último, se detallan los ahorros asociados a algunas instalaciones y se abordan los desafíos relacionados con este sector
Diseño y construcción de equipo de ventilación mecánica automatizada para asistir insuficiencia respiratoria
Get PDFEste documento presenta los requerimientos cumplidos para el diseño, construcción y primera validación de un sistema de ventilación mecánica, para ser utilizado en pacientes con insuficiencia respiratoria, que en el contexto inicial fuera a causa de la pandemia de COVID-19.
El diseño requirió el uso de software de dibujo asistido por computadora (Computer Aided Design) CAD y la construcción necesitó el uso de las capacidades instaladas en manufactura mecánica, electroneumática, electrónica, biomédica y automatización de los institutos y centros de la Universidad Don Bosco. Los trabajos de ajuste, configuración y programación estuvieron a cargo de docentes investigadores especialistas en dichas disciplinas. Los elementos empleados para su construcción estaban disponibles en el mercado salvadoreño, considerando el cierre de las fronteras como medida gubernamental ante la expansión de la pandemia.
Luego de la etapa de diseño, fabricación y puesta en funcionamiento, se realizaron mediciones de las condiciones del aire suministrado con la ayuda de profesionales dedicados al mantenimiento de equipo médico y con el visto bueno de doctores internistas. Los resultados conseguidos son los que se obtienen con equipos paramédicos y con equipos de primera asistencia, por lo cual se ha previsto que el equipo pueda ser probado en una siguiente instancia con el gremio médico certificado
Prototipo de un dispositivo para la medición automática de señales fisiológicas para asistir al diagnóstico y seguimiento de pacientes con COVID-19
Get PDFThis article describes the design, construction and preliminary results of a device to automate the measurement of physiological signals to assist in the diagnosis and monitoring of COVID-19. The device uses a system to controlling linear actuators to turn on/off certified biomedical instruments, in addition to algorithms for image recognition of displays with measurements of temperature, oxygen saturation, pressure and heart rate. The system also includes a mobile application, which receives data in real time and creates a database for medical evaluation. Results obtained with the device have demonstrated to provide a high percentage of efficiency in the data acquisition. After several trials with users, SUS and PSSUQ tests were applied to allow verifying the users’ feedback regarding the satisfaction and usability of the prototype, with high score, showing the good acceptance of the device from the users.En el presente artículo se describe el diseño, construcción y resultados preliminares de un dispositivo para automatizar la medición de señales fisiológicas para asistir el diagnóstico y seguimiento de la COVID-19. El dispositivo utiliza un sistema para controlar actuadores lineales para encender/apagar instrumentos biomédicos certificados, además de algoritmos para el reconocimiento de imágenes de las pantallas de los instrumentos con mediciones de temperatura, saturación de oxígeno, presión arterial y frecuencia cardiaca. El sistema incluye también una aplicación móvil que recibe los datos de las mediciones a tiempo real y crea una base de datos para realizar una evaluación médica. Los resultados obtenidos demuestran un alto porcentaje de eficiencia en la adquisición de las mediciones. Después de hacer varias pruebas con usuarios, las evaluaciones SUS y PSSUQ permitieron verificar resultados satisfactorios respecto a la satisfacción y usabilidad del prototipo, demostrando la aceptación del dispositivo
Distanciamiento social ante la COVID-19: Simulación del aforo máximo de personas mediante PHP
Get PDFPopulation confluence in internal or external areas considerably increases transmission of COVID-19, due to not respecting the social distancing established by the health system. The objective of this work was to make use of programming techniques,
using the PHP language (hypertext preprocessor), for the development of an application that simulates the maximum capacity of people who can enter an internal or external area. The methodology allowed recognizing common internal and external areas, configurating to the development environment, coding, simulation proposing and executing of the simulator where a practical case and ten places were evaluated to determine its reliability. The simulator provided the maximum capacity of people who can enter an internal or external area, complying with the social distancing of 2 m. The results made it possible to know that the use of information technologies through programming techniques and the PHP language contributed to being a technological alternative for the fight against the spread of the virus.La confluencia poblacional en áreas internas o externas incrementa considerablemente la trasmisión de la COVID-19, por no respetar el distanciamiento social que establece el sistema de salud. El objetivo de este trabajo fue hacer uso de técnicas de programación, empleando el lenguaje PHP (preprocesador de hipertexto), para el desarrollo de una aplicación que simule el aforo máximo de personas que pueden ingresar a un área interna o externa. La metodología permitió el reconocimiento de áreas internas y externas comunes, configuración al entorno de desarrollo, codificación, propuesta de simulación y ejecución del simulador donde se ha evaluado un caso práctico y diez lugares para determinar su confiabilidad. El simulador brindó el aforo máximo de personas que pueden ingresar a un lugar de área interna o externa cumpliendo el distanciamiento social de 2 m. Los resultados permitieron conocer que el uso de las tecnologías de información a través de las técnicas de programación y el lenguaje PHP contribuyó en ser una alternativa tecnológica para la lucha contra la propagación del virus
Plataforma de enseñanza a distancia de microcontroladores e internet de las cosas
Get PDFDue to the increasing technological development in embedded systems and the Internet of Things (IoT), devices based on microcontrollers are increasingly applied in various areas of knowledge. In this context, online educational platforms and products are considered virtual remote laboratories because students can access the physical devices anywhere as long as they have an Internet-connected computer system. In this sense, this work describes the design and development of a platform with four online educational products for teaching microcontrollers and IoT. These educational products are based on open-source software, allowing their free online distribution and can be accessed from a cloud server. The open-source and multiplatform (Linux, Windows®, and Mac OSX) approach allows more significant user interaction and accessibility. The online educational products make possible the programming of ESP32 firmware remotely via OTA (over the air) and Linux embedded systems based on Raspberry Pi (Rpi), enabling virtual microcontroller laboratory applications. In addition, online educational products allow the manipulation of GPIO pins via the Internet through a graphical interface of the ESP32 and ESP8266 microcontrollers and the Rpi. In this context, the proposed online platform, running on a cloud server, was tested, and the four online educational products of distance learning and actual application of microcontrollers and the Internet of Things have been validated and worked as designed.Debido al creciente desarrollo tecnológico de los sistemas embebidos y el internet de las cosas (IoT), los dispositivos basados en microcontroladores se aplican cada vez más en diversas áreas del conocimiento. En este contexto, las plataformas y productos educativos online se consideran laboratorios virtuales remotos, ya que los estudiantes pueden acceder a los dispositivos físicos en cualquier lugar siempre que dispongan de un sistema informático conectado a internet. En este sentido, este trabajo describe el diseño y desarrollo de una plataforma con cuatro productos educativos online para la enseñanza de microcontroladores y IoT. Estos productos educativos están basados en software de código abierto, lo que permite su distribución gratuita en línea y se puede acceder a ellos desde un servidor en la nube. El enfoque de código abierto y multiplataforma (Linux, Windows® y Mac OSX) permite una mayor interacción y accesibilidad del usuario. Los productos educativos en línea hacen posible la programación del firmware de ESP32 de forma remota a través de OTA (over the air) y de sistemas embebidos Linux basados en Raspberry Pi (Rpi). Además, los productos educativos en línea permiten manipular los pines a través de la interfaz gráfica de los microcontroladores ESP32 y ESP8266, así como del Rpi. Como resultado, se prueba la plataforma en línea propuesta, ejecutada en un servidor en la nube, y se validaron los cuatro productos educativos de aprendizaje a distancia y la aplicación real de microcontroladores e IoT se encuentran operativos tal como fueron diseñados
Detección de peatones en el día y en la noche usando YOLO-v5
Get PDFThis paper presents new algorithm based on deep learning for daytime and nighttime pedestrian detection, named multispectral, focused on vehicular safety applications. The proposal is based on YOLO-v5, and consists of the construction of two subnetworks that focus on working with color (RGB) and thermal (IR) images, respectively. Then the information is merged, through a merging subnetwork that integrates RGB and IR networks to obtain a pedestrian detector. Experiments aimed at verifying the quality of the proposal were conducted using several public pedestrian databases for detecting pedestrians at daytime and nighttime. The main results according to the mAP metric, setting an IoU of 0.5 were: 96.6 \% on the INRIA database, 89.2 % on CVC09, 90.5 % on LSIFIR, 56 % on FLIR-ADAS, 79.8 % on CVC14, 72.3 % on Nightowls and 53.3 % on KAIST.En este artículo se presenta un nuevo algoritmo basado en aprendizaje profundo para la detección de peatones en el día y en la noche, denominada multiespectral, enfocado en aplicaciones de seguridad vehicular. La propuesta se basa en YOLO-v5, y consiste en la construcción de dos subredes que se enfocan en trabajar sobre las imágenes en color (RGB) y térmicas (IR), respectivamente. Luego se fusiona la información, a través, de una subred de fusión que integra las redes RGB e IR, para llegar a un detector de peatones. Los experimentos, destinados a verificar la calidad de la propuesta, fueron desarrollados usando distintas bases de datos públicas de peatones destinadas a su detección en el día y en la noche. Los principales resultados en función de la métrica mAP, estableciendo un IoU en 0.5 son 96.6 % sobre la base de datos INRIA, 89.2 % sobre CVC09, 90.5 % en LSIFIR, 56 % sobre FLIR-ADAS, 79.8 % para CVC14, 72.3 % sobre Nightowls y KAIST un 53.3 %
Editorial
Get PDFEstimadas y estimados lectores: La filosofía de la Ciencia es un producto del siglo XX pero muchos autores contribuyeron de manera significa para consolidar el concepto mismo de ciencia; comparto con ustedes algunos datos que nos permitirán fortalecer el actuar como investigadores.Uno de los filósofos que tiene gran trascendencia hasta nuestros tiempos es Arquímedes quien nació en Siracusa - Sicilia, (287–212 a.c.), se le considera un genio excéntrico y muchos de sus desarrollos e inventos en la actualidad son el fundamento de muchos desarrollos científicos y tecnológicos.En la segunda mitad del siglo XVI (1564 – 1630) Galileo Galilei quien fundamenta su actuar con una frase muy significativa “Me parece que aquellos que sólo se basan en argumentos de autoridad para mantener sus afirmaciones, sin buscar razones que las apoyen, actúan en forma absurda. Desearía poder cuestionar libremente y responder libremente sin adulaciones. Así se comporta aquel que persigue la verdad”; recurre siempre a la naturaleza para confirmar sus conclusiones deducidas previamente de un razonamiento a partir de hipótesis puramente teóricas, es el inicio del método científico de investigación.En este mismo siglo otro astrónomo y filósofo muy influyente es Johannes Kepler (1571 – 1630) quien con el descubrimiento de los movimientos planetarios define las llamadas leyes de Kepler; también realizo aportaciones en el campo de la óptica, enuncio una primera aproximación satisfactoria de la ley de la refracción y analizo el aspecto geométrico de diversos sistemas ópticos.En el siglo XVII Isaac Newton (1642 – 1727) realizó descubrimientos fundamentales en el campo de las matemáticas y la óptica., los aportes generados por este filósofo sustentan todo el análisis de transferencia de calor que da soporte al desarrollo de tecnología para el aprovechamiento de la energía térmica.Descartes (1596 – 1650) manifiesta “En nuestra búsqueda del camino directo a la verdad, no deberíamos ocuparnos de objetos de los que no podamos lograr una certidumbre similar a las de las demostraciones de la aritmética y la geometría”, se requiere de implementar procedimientos que garanticen confiabilidad de los datos medidos para dar confiabilidad a los modelos propuestos.Claude Bernard (1813 – 1878) sostiene, entre otros, que la observación es la constatación pura y simple de los fenómenos naturales tal como se presenta a los sentidos, mientras que la experimentación es la constatación de los fenómenos creados por el experimentador.El método experimental, en cuanto método científico, descansa por entero sobre la verificación experimental de una hipótesis científica.Popper (1985) manifiesta que el método científico considera la formulación de ideas innovadoras y estas someterlas a las más razonables, rigurosas y eficaces refutaciones posibles; determina el método ensayo y error que consiste en proponer hipótesis audaces y exponerlas a las más severas críticas para tratar de determinar una equivocación si esta existiera.Otro filosofo actual que ha generado grandes aportes en el método científico es Mario Bunge (2007), explica que una tecnología eficiente se fundamenta en hipótesis de mecanismos bien confirmadas, para esto se requieren procesos que son parte de un sistema concreto al que denomina materialismo sistémico; al sistema lo denomina como un objeto complejo cuyas partes o componentes se mantienen unidos por medio de vínculos de algún tipo ya sean estos lógicos o materiales. Los puentes que se generan entre la teoría y el hecho se pueden describir como el Método Hipotético deductivo en donde en primer lugar se deducen las consecuencias observables de la teoría, luego se obtienen datos empíricos, estos se confrontan con predicciones y finalmente se evalúa la teoría, indica que contiene una importante parte de verdad pero que también es gravemente defectuoso puesto que las teorías no implican observaciones así sin más, y en consecuencia, no pueden ser contrastados los datos de modo directo con los datos empíricos pertinentes