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Impacto de los algoritmos de sobremuestreo en la clasificación de subtipos principales del síndrome de Guillain-Barré
Get PDFGuillain-Barré Syndrome (GBS) is a neurological disorder where the body’s immune system attacks the peripheral nervous system. This disease evolves rapidly and is the most frequent cause of paralysis of the body. There are four variants of GBS: Acute Inflammatory Demyelinating Polyneuropathy, Acute Motor Axonal Neuropathy, Acute Sensory Axial Neuropathy, and Miller-Fisher Syndrome. Identifying the GBS subtype that the patient has is decisive because the treatment is different for each subtype. The objective of this study was to determine which oversampling algorithm improves classifier performance. In addition, to determine whether balancing the data improves the performance of the predictive models. Three oversampling methods (ROS, SMOTE, and ADASYN) were applied to the minority class. Three classifiers (C4.5, SVM and JRip) were used. The performance of the models was obtained using the ROC curve. Results show that balancing the dataset improves the performance of the predictive models. The SMOTE Algorithm was the best balancing method, in combination with the classifier JRip for OVO and the classifier C4.5 for OVA.El Síndrome de Guillain-Barré es un trastorno neu-rológico donde el sistema inmune del cuerpo ataca al sistema nervioso periférico. Esta enfermedad es de rápida evolución y es la causa más frecuente de parálisis del cuerpo. Existen cuatro variantes de SGB: Polineuropatía Desmielinizante Inflamatoria Aguda, Neuropatía Axonal Motora Aguda, Neuropatía Axonal Sensorial Aguda y Síndrome de Miller-Fisher. Identificar el subtipo de SGB que el paciente contrajo es determinante debido a que el tratamiento es diferente para cada subtipo. El objetivo de este estudio fue determinar cuál algoritmo de sobremuestreo mejora el rendimiento de los clasificadores. Además, determinar si balancear los datos mejoran el rendimiento de los modelos predictivos. Aplicamos tres métodos de sobremuestro (ROS, SMOTE y ADASYN) a la clase minoritaria, utilizamos tres clasificadores (C4.5,SVM y JRip). El rendimiento de los modelos se obtuvo mediante la curva ROC. Los resultados muestran que balancear el dataset mejora el rendimiento de los modelos predictivos. El algoritmo SMOTE fue el mejor método de balanceo en combinación con el clasificador JRip para OVO y el clasificador C4.5para OVA
Evaluación experimental de un motor de encendido provocado bajo diferentes gasolinas
Get PDFThe internal combustion engine with provoked ignition is a thermal machine that enables obtaining mechanical power from the chemical energy of a fuel. The objective of this work was to evaluate the performance of an internal combustion engine through the balance of energy and exergy, under the individual use of the three types of gasoline sold in Ecuador (Super, Extra and Ecopais). The experimental methodology consisted of starting the engine with the individual use of gasoline until reaching its maximum power at engine speed, and taking measurements of temperature, specific fuel consumption and air-fuel ratio during 3 minutes. Results show an energy efficiency of 11.31% for the Super gasoline, 10.75% for the Extra gasoline and 10.39% for the Ecopais gasoline. Regarding exergy efficiency, 58.81% was established for the Super gasoline, 58.89% for the Extra gasoline and 59.19% for the Ecopais gasoline. Results enable us to conclude that there is an exergy potential for improvement that may be an opportunity to increase energy efficiency.El motor de combustión interna de encendido provocado es una máquina térmica que permite obtener una potencia mecánica a partir de la energía química de un combustible. El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el desempeño de un motor de combustión interna mediante el balance de energía y exergía, bajo el uso individual de las tres gasolinas comercializadas en el Ecuador (súper, extra y ecopaís). La metodología experimental consistió en la puesta en marcha bajo el uso individual de las gasolinas hasta alcanzar su máxima potencia a una velocidad de giro del motor, donde se tomaron mediciones de temperatura, consumo específico del combustible y la relación aire combustible para un tiempo de tres minutos. Los resultados muestran una eficiencia energética de 11,31 % para gasolina súper, 10,75 % para gasolina extra y 10,39 % para gasolina ecopaís. En lo relacionado a la eficiencia exergética se estableció un 58,81 % para la gasolina súper, 58,89 % para la gasolina extra y un 59,19 % para la gasolina ecopaís. Los resultados permiten concluir que existe un potencial exergético de mejoramiento que puede ser una oportunidad para aumentar la eficiencia energética
Mejora del proceso de molienda de lactosa para una empresa fabricante de productos lácteos
Get PDFThis research presents results obtained after having implemented an improvement in the lactose grinding process of a company which manufactures dairy products, the current situation of the process was determined identifying that in a continuous 48-hour grinding time, lactose particle size of 40.23 um. is obtained. After theoretical and experimental developed research process, it was obtained a fine grinding with a particle size of 22 um average in a grinding time of 5 continuous hours as the best option, using a drum mills with a volume of 25% grinding elements and 61 rpm operating speed, when using cylpebs which are specified in this research which generates savings in raw material (lactose), energy consumption and operation time of the grinding process.Esta investigación presenta resultados obtenidos luego de haber implementado una mejora en el proceso de molienda de lactosa de una empresa fabricante de productos lácteos. Se determinó la situación actual del proceso, identificando que, en un tiempo de molido de 48 horas continuas, se obtiene un tamaño de partícula de lactosa de 40,23 um. Posterior a los procesos de investigación teórica y experimental se estableció que con el uso de un molino de tambor con un volumen de elementos molientes del 25 %, una velocidad de operación de 61 rpm y el uso de cylpebs especificados en este trabajo, representan la mejor opción para obtener una molienda fina con un tamaño promedio de partículas de 22 um en un tiempo de molido de 5 horas continuas, lo que genera principalmente un ahorro por materia prima (lactosa), consumo energético y tiempo de operación del proceso de molido
Determinación de la presión máxima de compresión de un MEP basado en una RNAR
No full textIn the present research the explanation of the applied methodology for the determination of the maximum pressure of compression of an engine of internal combustion alternative of ignited provoked (MEP), that is based on a study that starts from the characterization of the curves of the amperage rating of the starter motor. A protocol for data acquisition and subsequent statistical analysis is applied. The statistical values of the signal as energy, average, standard deviation, variance, kurtosis, asymmetry, maximum, minimum and crest factor are selected in function of the greater contribution of information for the characterization of the experiment; these values generate databases that are applied for the creation and training of a recurrent artificial neural network (RNAR) in which an absolute error of less than 2\% is obtained. In the first instance, the test methodology is applied in an engine assembled in a didactic bank and then the application of the method is applied in vehicles.En la presente investigación se realiza la explicación de la metodología aplicada a la determinación de la presión máxima de compresión de un motor de combustión interna alternativo de encendido provocado (MEP), el cual se basa en un estudio que parte de la caracterización de las curvas del consumo de amperaje del motor de arranque. Se aplica un protocolo de adquisición de datos y su posterior análisis estadístico. Los valores estadísticos de la señal como energía, promedio, desviación estándar, varianza, kurtosis, asimetría, máximo, mínimo y factor de cresta son seleccionados en función al mayor aporte de información para la caracterización del experimento; estos valores generan bases de datos las cuales son aplicadas para la creación y entrenamiento de una red neuronal artificial recurrente (RNAR) en la cual se obtiene un error absoluto menor al 2 \%. En una primera instancia se aplica la metodología de pruebas en un motor ensamblado en un banco didáctico y luego se procede a la aplicación del método en motores aplicados en vehículos
Estudio del comportamiento de inclusiones esféricas en un cilindro bajo traccion
Get PDFIn the present paper the behaviour of a hyperelastic body is studied, considering the presence of one, two and more spherical inclusions, under the effect of an external tension load. The inclusions are modeled as nonlinear elastic bodies that undergo small strains. For the material constitutive relation, a relatively new type of model is used, wherein the strains (linearized strain) are assumed to be nonlinear functions of the stresses. In particular, it is used a function such that the strains are always small, independently of the magnitude of the external loads. In order to simplify the problem, the hyperelastic medium and the inclusions are modelled as axial-symmetric bodies. The finite element method is used to obtain results for these boundary value problems. The objective of using these new models for elastic bodies in the case of the inclusions is to study the behaviour of such bodies in the case of concentration of stresses, which happens near the interface with the surrounding matrix. From the results presented in this paper, it is possible to observe that despite the relatively large magnitude for the stresses, the strains for the inclusions remain small, which would be closer to the actual behaviour of real inclusions made of brittle materials, which cannot show large strains.En el presente art\\u27iculo se estudia el comportamiento de un s\\u27olido hiper-el\\u27astico con una, dos y m\\u27as inclusiones esf\\u27ericas, bajo el efecto de una carga externa de tracci\\u27on. Las inclusiones se modelan como s\\u27olidos el\\u27asticos con comportamiento no-lineal y que presentan peque\~nas deformaciones, usando un nuevo modelo propuesto recientemente en la literatura, en donde las deformaciones (caso infinitesimal) se expresan como funciones no-lineales de las tensiones. En particular, se consideran expresiones para dichas funciones que aseguran que las deformaciones est\\u27an limitadas en cuanto a su magnitud independientemente de la magnitud de las cargas externas. Como una forma de simplificar el problema, el medio hiper-el\\u27astico y las inclusiones se modelan como s\\u27olidos axil-sim\\u27etricos. El m\\u27etodo de elementos finitos es usado para obtener resultados para estos problemas de valor de frontera. El objetivo del uso de los nuevos modelos para cuerpos elásticos para el caso de las inclusiones, es estudiar el comportamiento de dichos cuerpos en el caso de concentración de tensiones, lo cual ocurre cerca de la zona de interface con la matriz. De los resultados mostrados en este trabajo, es posible apreciar que a pesar de los valores relativamente altos para las tensiones, las deformaciones se mantienen pequeñas, lo cual sería mucho más cercano al comportamiento esperado en la realidad, cuando se trabaja con inclusiones hechas de un material frágil, el cual no puede mostrar grandes deformaciones
Modelo matemático de un horno resistivo para termoformado de láminas de polipropileno
Get PDFA mathematical model of a resistive oven for the production of thermoformed sheets is developed in this paper; such oven is located in a production plant in the city of Riobamba. The objective of the research is to achieve temperature stability and that the plates have a homogeneous dimension when going through the thermoforming process, to guarantee customer satisfaction. For this purpose, the physical variables that govern the heat transfer phenomena, namely radiation, convection and conduction, are analyzed, to obtain a mathematical model that predicts the temperature profile of the oven in the thermoforming process, from which a controller is designed using various control techniques that are efficiently coupled to the system. A theoretical study of the physical phenomena and of the mathematical equations that represent them is proposed in the first stage of the research. Then, they are solved through computational techniques using Simulink to obtain the temperature profile. Finally, this model is validated by comparing it with those obtained in previous works through statistical techniques, and a new controller that guarantees minimum temperature variability is proposed. As a result of the simulation, a variation of ±1 mm in the width of the plate is achieved.En el presente trabajo se desarrolla un modelo matemático de un horno resistivo para la producción de planchas termoformadas, localizado en una planta de producción de la ciudad de Riobamba. El objetivo de la investigación es conseguir la estabilidad de la temperatura y que, al pasar por el proceso de termoformado, las planchas tengan una dimensión homogénea que garantice la satisfacción del cliente. Para ello se analizan las variables físicas que rigen los fenómenos de transferencia de calor; radiación, convención y conducción, y así obtener un modelo matemático que prediga el perfil de temperatura del horno en el proceso de termoformado, a partir del cual se diseña un controlador utilizando varias técnicas de control que se acoplen al sistema de forma eficiente. En la primera etapa de la investigación se plantea un estudio teórico de los fenómenos físicos y las ecuaciones matemáticas que los representan. Luego son resueltas a través de técnicas computacionales usando Simulink para conseguir el perfil de temperatura. Por último, se valida este modelo comparándolo con aquellos ya obtenidos en trabajos anteriores a través de técnicas estadísticas; finalmente, se propone un nuevo controlador que garantice la variabilidad mínima de la temperatura. Como resultado de la simulación se consigue una variación de ±1 mm del ancho de la plancha
Análisis comparativo de confort térmico de vivienda unifamiliar en LSF frente a mampostería
Get PDFResidential construction in Ecuador has recently grown by 35.6%. The typical construction system for housing envelopes is concrete block or brick, construction in LSF, Light Steel Framing or galvanized steel frames (LSF,) is emerging. To solve the housing demand, the thermal interior comfort of a two-story single-family home in the city of Cuenca is evaluated with both construction systems to know the comfort standards offered by homes in accordance with the Ecuadorian Construction Standard. (NEC). The research was carried out with Design Builder and Therm where the parameters that influence the energy performance of homes are analyzed. Under local conditions, the predominant system reaches annual hourly thermal comfort values of 51%, but the LSF system reaches 62%. However, with improvement strategies in the overall envelope, the LSF reaches 86%. The variables in order from greater to lesser thermal influence resulted: Air infiltrations, construction system of the envelope and implantation of the house. In Cuenca it is feasible to use the LSF with minimum insulation to reach acceptable levels of comfort, being an adequate alternative to promote to build single-family homes.La construcción residencial en Ecuador ha crecido un 35,6 %. El sistema constructivo típico para envolvente de viviendas es de bloque de concreto o de ladrillo, la construcción en LSF (Light Steel Framing) o marcos de acero galvanizado (LSF) está en surgimiento. Para solucionar la demanda habitacional se evalúa el confort interior térmico de una de vivienda unifamiliar de dos plantas en la ciudad de Cuenca con ambos sistemas constructivos para conocer los estándares de confort que ofrecen las viviendas en concordancia con la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC). La investigación se realizó con Design Builder y Therm donde se analizan los parámetros que influyen en el desempeño energético de las viviendas. Con las condiciones locales, el sistema predominante alcanza valores de confort térmico horario anual del 51 %, pero el sistema LSF alcanza un 62 %. Sin embargo, con estrategias de mejoramiento en la globalidad de la envolvente, el LSF alcanza el 86 %. Las variables en orden de mayor a menor influencia térmica resultaron: infiltraciones de aire, sistema constructivo de la envolvente e implantación de la vivienda. En Cuenca es posible el uso del LSF con aislamiento mínimo para alcanzar niveles aceptables de confort, siendo una alternativa adecuada a promover para edificar viviendas unifamiliares
Consideraciones en el diseño de subestaciones eléctricas, incluyendo el efecto del gradiente de potencial en las estructuras metálicas circundantes
Get PDFFor designing and studying an electrical substation grounding system [GS], a simple remote substation is considered according to the safety procedures indicated in the IEEE 80 Standard. Buried metallic materials or nearby metallic structures permanently endanger human life when electrical faults occur. Scenarios related to the design of electrical substations that consider the transfer of electrical potentials that can occur between the GS and buried metallic materials in their vicinity are presented, the behavior of potential transfer is evaluated, values of transferred voltages are calculated, and the main variables that influence the transferred voltage levels are identified. The simulations are performed with the CYMGRD software specific for GS calculations. Its analysis generates real results in the potential transfer that must be considered by the GS design engineer, which enables to avoid designing isolated substations without taking into account existing elements that may affect the substation surroundings.Para el diseño y el estudio de un sistema de puesta a tierra de una subestación eléctrica [Grounding Systems, GS, en inglés], se considera una subestación remota simple según los procedimientos de seguridad indicados en la norma IEEE 80. Los materiales metálicos enterrados o las estructuras metálicas cercanas ponen en peligro permanente la vida humana cuando se producen fallas eléctricas. Se presentan escenarios relacionados con el diseño de subestaciones eléctricas que consideran la transferencia de potenciales eléctricos que pueden producirse entre la GS y los materiales metálicos enterrados en sus proximidades. Se evalúa el comportamiento de la transferencia de potencial, se calculan los valores de las tensiones transferidas y se identifican las principales variables que influyen en los niveles de tensión transferidos. Las simulaciones se realizan con el programa CYMGRD específico para el cálculo de GS. Su análisis genera resultados reales en la transferencia de potencial que deben ser considerados por el ingeniero de diseño de GS, lo que permite evitar el diseño de subestaciones aisladas sin tener en cuenta los elementos existentes que pueden afectar al entorno de la subestación
Diseño y construcción de un equipo de soldadura por fricción con asistencia láser para la unión de ejes de acero AISI 1045 y aluminio 2017-T4
Get PDFWelding metal alloys with dissimilar melting points make conventional welding processes unfeasible to be used. On the other hand, friction welding has proven to be a promising technology capable of joining materials, while preventing the temperature from exceeding the melting point. However, obtaining a welded joint with mechanical properties that are similar to the base materials remains a challenge. In the development of this work, a laser-assisted rotary friction welding equipment was designed and manufactured. A 3 HP conventional lathe was used to provide rotary movement, and a hydraulic pressure system that applies axial force through a simple effect cylinder was designed to generate friction to obtain the union between the base materials. In the implemented equipment, joints of AISI 1045 steel and 2017-T6 aluminum shafts were made. The welded joints were metallurgically evaluated, emphasizing on the chemical composition at the weld interface. For microstructure characterization, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersion spectroscopy (EDS), and glow discharge optical emission spectrometry (GDOES) were used to measure the initial composition of the welded materials. The results obtained show an adequate joint between the base materials, denoting the usefulness of the equipment manufactured for the union of dissimilar materials.La soldadura de materiales disímiles hace que los procesos de soldadura convencional no sean factibles de ser utilizados. La soldadura por fricción, por otro lado, ha demostrado ser una tecnología prometedora capaz de unir materiales sin que la temperatura supere su punto de fusión. Sin embargo, la obtención de las propiedades mecánicas de la junta soldada con características similares a los materiales base sigue siendo un desafío. En el desarrollo de este trabajo se diseñó y fabricó un equipo de soldadura por fricción rotatoria con asistencia láser. Para proporcionar el movimiento rotatorio se empleó un torno convencional de 3 HP de potencia y para generar fricción se diseñó un sistema hidráulico de presión el cual aplica fuerza axial mediante un cilindro de simple efecto para obtener la unión entre los materiales base. En el equipo implementado se realizaron uniones de ejes de acero AISI 1045 con aluminio 2017-T6; las uniones soldadas se evaluaron metalúrgicamente, haciendo hincapié en la composición química en la interfaz de la soldadura. Para la caracterización de la microestructura se empleó microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de dispersión de energía (EDS) y espectrometría de emisión óptica de descarga luminiscente (GDOES) para medir la composición inicial de los materiales que se soldaron. Los resultados obtenidos muestran una adecuada unión entre los materiales base, denotando la utilidad del equipo fabricado para la unión de materiales disimiles