Ciencia, Ingenierías y Aplicaciones es una publicación científica revisada por pares expertos. Su enfoque temático recae en la ingeniería civil y otros campos de la ingeniería (ambiental, estructural, sísmica, etc.). La publicación es de carácter inter, multi y transdisciplinario y recoge la producción científica del INTEC, así como de la comunidad académica internacional. Esta publicación tiene como propósito difundir los resultados de investigaciones originales, notas técnicas, reseñas de libros, así como los avances tecnológicos en la práctica de la ingeniería civil. La revista invita a someter artículos originales e innovadores, tanto de carácter teórico como práctico, así como estudios de casos, notas técnicas y reseñas de libros. La revista está dirigida a investigadores y profesionales de la ingeniería civil y se publica cada seis meses. Leer más...
Instituto Tecnológico de Santo Domingo (INTEC)
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Análisis comparativo del comportamiento sísmico entre una edificación de acero con sistema DIAGRID y una con Arriostramientos Concéntricos en Portoviejo-Ecuador
Este artículo presenta un análisis comparativo del comportamiento sísmico de dos sistemas estructurales aplicados a una edificación de acero de baja altura en Portoviejo, Ecuador: el sistema DIAGRID (PIMD) y los Pórticos Arriostrados Concéntricamente (PEMAC). El objetivo de la investigación es evaluar la eficacia de estos sistemas bajo condiciones sísmicas de diseño, utilizando procedimientos tradicionales establecidos en la normativa nacional, como el análisis modal espectral y el método estático equivalente. Además, se examinan propiedades dinámicas, cortantes basales, derivas laterales, capacidad axial y la eficiencia en el uso de materiales. Los resultados muestran que el sistema DIAGRID (PIMD) presenta una rigidez lateral significativamente superior, evidenciada por períodos de vibración menores (0.38 s en PIMD frente a 0.63 s en PEMAC) y una reducción del desplazamiento lateral de aproximadamente un 50% en comparación con el sistema PEMAC. Esta configuración permite una distribución más eficiente de las fuerzas laterales, reduciendo las deformaciones y mejorando el desempeño sísmico general. Además, el sistema PIMD logró una disminución del 3.64% en el consumo de acero, lo que se traduce en un ahorro significativo en los costos de construcción sin comprometer la seguridad estructural. El sistema DIAGRID (PIMD) se presenta como una alternativa robusta y eficiente para edificaciones de acero en regiones de alta sismicidad, ofreciendo ventajas en rigidez, economía de materiales y desempeño sísmico. Estos hallazgos proporcionan una base sólida para guiar a ingenieros y diseñadores en la adopción de tecnologías estructurales avanzadas, contribuyendo a la resiliencia de infraestructuras en contextos sísmicos.
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Analysis of Fractional Dynamical Systems Using Recursive Bayesian Estimation Methods and Response Data
The research titled Analysis of fractional dynamical systems using recursive Bayesian estimation methods and response data was presented at the Engineering Mechanics Institute Conference and Probabilistic Mechanics & Reliability Conference (EMI/PMC 2024), University of Illinois Urbana-Champaign, Chicago, IL, May 28-31 2024, as part of the Minisymposium Computational methods for stochastic engineering dynamics.
Evaluación Estructural de la Superestructura de un Puente Existente tipo Viga Losa de Acero
El enfoque principal de este proyecto es valorar las condiciones actuales de la superestructura de un puente tipo viga losa de acero de un solo vano con una longitud de 25 metros, ancho 10.4 metros y formado por 4 vigas longitudinales. El mismo se encuentra sobre la quebrada del río Chalguayacu en la provincia de Imbabura, Ecuador. La evaluación se realiza siguiendo la metodología del Manual for Bridge Evaluation y utiliza el método de Load and Resistance Factor Rating, aplicándolo a las condiciones actuales del país, para analizar y determinar la capacidad de carga de las secciones estructurales, identificando áreas que requieran refuerzo de acuerdo con las especificaciones de diseño actualmente requeridas. La investigación se basa en una evaluación de los componentes estructurales del puente como son: vigas, volado, diafragmas, tablero y elementos de corte, que servirán para identificar posibles deficiencias y sus implicaciones en el desempeño del puente. Los hallazgos buscan proporcionar información sobre la seguridad del puente y la integridad estructural, para su servicio continuo. Además, se realizará una modelación del puente con la ayuda del programa CSI Bridge, la cual proporcionará una comprensión detallada del comportamiento estructural del puente bajo diversas cargas, que se irán explicando a lo largo del proyecto. Finalmente, tras una exhaustiva revisión de los resultados, se determinó que las vigas tienen problemas de resistencia a cargas de momento, a pesar de comportarse adecuadamente ante cargas de corte. En cambio, los demás elementos estructurales evaluados se comportan de manera satisfactoria.
Estudio de amenazas hidráulicas en la llanura de inundación de la cuenca del río Bogotá - Cundinamarca – Colombia
Este artículo presenta los análisis y resultados de la investigación realizada por el Centro de Estudios Hidráulicos de la Universidad Escuela Colombiana de Ingeniería, correspondientes al “Estudio de amenazas hidráulicas en la llanura de inundación de la cuenca del Río Bogotá - Cundinamarca – Colombia”, mediante el uso de la herramienta computacional de simulación hidráulica HEC-RAS. Esta investigación ha sido dividida en tres horizontes y los resultados aquí presentados, corresponden al corto plazo, que incluyen, el ensamble de un modelo integrado de elevación con cubrimiento sobre toda la cuenca del Río Bogotá, la localización, identificación y ajuste de las intersecciones o pasos de vía con canales y drenajes, la validación, digitalización y complementación de la red de drenaje urbana y rural, la homologación del mapa de suelos a grupos hidrológicos con tasas de infiltración, la homologación del mapa de usos del suelo a valores de rugosidad e impermeabilidad, y la simulación bidimensional de un evento hipotético de descarga súbita, por el colapso simultáneo de los embalses Tominé, Neusa, Sisga, San Rafael, Chisacá y La Regadera.
Evaluación estructural de la superestructura de un puente existente tipo viga losa de hormigón armado en Ecuador
Este trabajo tiene como finalidad evaluar la superestructura del puente tipo viga – losa de hormigón armado sobre el río Soloma, situado en la provincia de Bolívar, Ecuador. El puente se encuentra conformado por un solo vano de 30 m de longitud, 10 m de ancho y 3 vigas longitudinales. La evaluación se realizó haciendo uso del “Manual for Bridge Evaluation” el cual pertenece a la normativa AASHTO, específicamente siguiendo la metodología “Load and Resistance Factor Rating” y aplicándolo a las condiciones y normativas actuales del Ecuador. Inicialmente, se realizan los cálculos para determinar las solicitaciones a las que está sujeto el puente haciendo uso de la AASHTO y la Norma Ecuatoriana de vialidad y utilizando los factores para las combinaciones de carga correspondientes a las condiciones del puente, con ello se comparan estos resultados con la resistencia real de los elementos dictaminado por los planos estructurales reales. Estos elementos en cuestión son: tablero, viga interior, vigas exteriores, diafragmas y voladizo. Posteriormente, se realiza una modelación del puente en el Software CSI Bridge para obtener un análisis más riguroso del comportamiento de la estructura ante las cargas, siguiendo las normas actuales. Una vez finalizada la modelación se presentan los resultados respectivos de momentos flectores y fuerzas cortantes en los elementos para obtener el factor de capacidad de carga “RF” y con ello analizar los puntos críticos del puente. Realizado los análisis y comparaciones se concluye que los únicos elementos que presentan deficiencias son las vigas.
Estudio comparativo de un edificio de acero diseñado con un sistema dual y utilizando diferentes tipos de columnas
El objetivo de esta investigación es realizar un estudio técnico-económico y comparar diversas configuraciones de columnas en un edificio de acero con un sistema dual compuesto por pórticos especiales con arriostramiento concéntrico. Con este fin se diseñaron y modelaron computacionalmente estructuras con columnas con secciones rectangulares huecas HSS, columnas con secciones tubos rectangulares rellenos de hormigón y columnas con secciones tipo I. Se analizó el comportamiento estructural de estos modelos bajo las mismas cargas y se calculó el costo total de cada alternativa mediante un análisis de precios unitarios. La comparación de las diversas configuraciones se realizó manteniendo una configuración arquitectónica similar y asegurando que los elementos estructurales cumplieran con las especificaciones de la normativa ecuatoriana. La modelación computacional permitió verificar la distribución del cortante basal, la dualidad del modelo, el ajuste del cortante dinámico, el control de modos de vibración y derivas, así como la relación demanda/capacidad, asegurando que todos los elementos estructurales soportaran solicitaciones dentro de sus capacidades. Mediante un estudio económico se obtuvo el presupuesto del edificio. Finalmente, el análisis técnico-económico de los tres modelos permitió identificar la configuración estructural que ofrece la mejor relación costo-beneficio, correspondiéndose con las secciones tubos rectangulares rellenos de hormigón.
Desarrollo de una ecuación para el cálculo del factor de fricción en accesorios y piezas especiales
En el presente trabajo se desarrolló una ecuación para calcular el factor de fricción para piezas especiales (codos, reducciones de tuberías, llaves de paso) y accesorios (válvulas, difusores de presión, calentadores) utilizando la ecuación de Darcy-Weisbach para obtener un valor estimado de las pérdidas de energía que se tienen cuando un fluido a cierta velocidad y con cierta viscosidad pasa a través de accesorios o piezas especiales. Para llegar a la ecuación se propuso partir de las premisas que toda pérdida de energía por fricción de un fluido es causada por la velocidad, pero se refleja en la presión. Además, se asumió que los accesorios y piezas especiales siempre trabajan en turbulencia total. Para esta investigación se utilizó ingeniería inversa a lo que normalmente se hace al calcular el factor de fricción para las piezas especiales y accesorios que consiste en utilizar el Diagrama de Moody (1944) para estos fines. El diagrama de Moody tiene como abscisa los valores del Número de Reynolds que definen el régimen de velocidad (turbulencia o laminar) de un fluido obteniendo de forma gráfica el valor de fricción. Para desarrollar la ecuación se buscó el valor del factor de fricción para cada valor en mil de Reynolds. Utilizando MATLAB se construyeron varias curvas y se analizó el porcentaje de error versus el diagrama de Moody. La ecuación que tuvo un error de aproximación de fracciones racionales (RAT2) por debajo de 0.99.
Derechos de autor 2024 Ciencia, Ingenierías y Aplicaciones https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es
Evaluación estructural de un puente sobre un río en la costa Ecuatoriana
En el presente trabajo se emplea la metodología de evaluación para puentes existentes planteado por The Manual for Bridge Evaluation de la AASHTO adaptándola a las condiciones específicas del Ecuador y siguiendo lo establecido por el Ministerio de Transporte de Obras Públicas del Ecuador y la Normativa Ecuatoriana Vial. El análisis estructural se enfocó en la metodología de evaluación de capacidad por factor de carga y resistencia, aplicada al caso del Puente sobre el río Vite, ubicado en la provincia de Manabí en el Ecuador, el mismo que en base a la inspección visual de sus elementos se constató un deterioro aceptable calificando cualitativamente la condición del puente. Para la verificación, se aplicaron combinaciones de carga bajo la acción de situaciones adversas con efectos estáticos y dinámicos, prestando principal atención a los efectos de carga sísmica empleando la Normativa Ecuatoriana de Construcción. Para el cálculo de la resistencia real se consideraron parámetros estructurales de los elementos del puente mediante los planos usados en su construcción. Posteriormente se desarrolló un modelo analítico en el software CSI Bridge, para determinar los efectos de carga de diseño. Los resultados se utilizaron para la determinación del Índice de capacidad en las secciones donde se esperaba que se produjeran las mayores solicitaciones, proporcionando niveles de confiabilidad, estabilidad y seguridad requeridas. Se concluye que tanto la superestructura como la subestructura no cumplen los niveles de resistencia según la normativa actual.
Diseño de antenas lineales V para satélites
El artículo presenta el diseño y construcción de una estación terrena en miniatura con un conjunto de antenas lineales en forma de V para adquirir y decodificar señales del satélite NOAA 18 en tiempo real. El objetivo es obtener imágenes de satélite en la banda VHF. Los resultados de este trabajo muestran una imagen de buena calidad al utilizar el programa de decodificación NOAA-APT y filtrado de paso de banda. La interfaz entre el sistema radiante y la USRP muestra un nivel aceptable de acoplamiento con un VSWR de 1.5 y pérdida de retorno de -14 dB, al final, se explican los factores adversos que no permitieron mejores resultados, entre los cuales el más importante es el acoplamiento de impedancia mutua del conjunto de antenas y el tiempo de transmisión de información de 10 minutos desde el satélite NOAA 18.
Estudio comparativo del uso de columnas de acero huecas y columnas compuestas en pórticos resistentes a momento
La falta de planificación desde una etapa temprana en el sector de la construcción ha dado lugar a un crecimiento vertical, haciendo necesarios edificios cada vez más altos y esbeltos, en consecuencia, los elementos compuestos se presentan como una alternativa que busca cubrir las deficiencias que los materiales muestran al trabajar exclusivamente de manera individual. Partiendo de esto, se realizó un estudio comparativo técnico y económico con el propósito de analizar el aporte que tienen las columnas compuestas dentro de un sistema estructural porticado, para el cual se propuso la modelación de dos estructuras de acero con pórticos especiales resistentes a momentos, una con columnas rectangulares de acero huecas y la otra con columnas rectangulares de acero rellenas de hormigón. Se analizaron parámetros como modos de vibración, cortante basal, derivas de piso, peso propio de la estructura y costos. Como resultado se concluye que la estructura con columnas rectangulares rellenas de hormigón presenta un buen comportamiento estructural utilizando perfiles de menor espesor en comparación a la estructura con columnas rectangulares de acero huecas, lo que se traduce en un menor costo. Además, se evidenció que las columnas compuestas presentan una mayor capacidad de carga axial por compresión.
El papel de los recursos informáticos en el procesamiento y análisis de datos en la investigación científica
Esta nota técnica explora tres recursos informáticos fundamentales para el procesamiento y análisis de datos en la investigación científica: R, Python y Tableau. Se discute cómo estas herramientas se utilizan en diferentes disciplinas científicas y en qué etapas de la investigación son más útiles. R es un lenguaje estadístico que ofrece una amplia gama de funciones para análisis estadístico y visualización de datos. Python, por otro lado, es un lenguaje de propósito general con bibliotecas especializadas en análisis de datos y aprendizaje automático. Finalmente, Tableau es una plataforma de visualización de datos que permite crear gráficos interactivos y paneles de control para comunicar los resultados de la investigación de manera efectiva.
Estimación de consumos específicos de energía eléctrica de tracción para la primera línea del Metro de Bogotá
Este estudio tuvo como objetivos identificar las variables mecánicas que ejercen mayor influencia en el consumo de energía de tracción en un sistema tipo metro; estimar el consumo específico de energía en diferentes escenarios operativos asociados a perfiles de velocidad en cada tramo y establecer consumos de referencia específicos que guíen la identificación de proyectos orientados a incrementar la eficiencia energética cuando entre en operación la primera línea del Metro de Bogotá. Para lograr los propósitos anteriores, esta investigación se centró en la estimación, a través de una aplicación de software, del consumo específico de energía eléctrica del Metro de la Ciudad de Bogotá, en diferentes escenarios operativos. Resultados de simulaciones realizadas con una aplicación desarrollada en Matlab, para generar perfiles de velocidad en la operación del tren, permiten observar la sensibilidad del consumo específico de energía eléctrica ante cambios realizados en la velocidad de crucero y en las rampas de aceleración y desaceleración. Los resultados muestran que los consumos específicos dependen, en gran medida, de los perfiles de velocidad y del funcionamiento del metro, lo que abre un interesante campo de aplicación de técnicas de optimización orientadas al uso eficiente de la energía en la futura operación del sistema.
Derechos de autor 2023 Ciencia, Ingenierías y Aplicaciones https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es
Efecto del tamaño en el acoplamiento mutuo de impedancias de un arreglo de antenas inteligentes de haz conmutado
En este artículo se presenta el impacto del tamaño de un arreglo en el acoplamiento mutuo de impedancias en un arreglo de antenas de haz conmutado y su efecto en la disponibilidad del enlace para la comunicación entre un dron y una estación terrena fija. Las antenas inteligentes son fundamentales en aplicaciones inalámbricas, como la agricultura de precisión, donde es necesario determinar la dirección de llegada de las señales deseadas para optimizar la potencia de recepción a través del patrón de radiación del arreglo. El estudio se centra en comprender los efectos del acoplamiento mutuo resultantes de las características del arreglo, como el número de elementos y la geometría, que pueden afectar la impedancia de la antena e influir en el SNR y la disponibilidad del enlace. La investigación tiene como objetivo brindar información sobre el efecto que el número de elementos, el espaciado entre ellos y el tamaño o forma de cada elemento en el arreglo tienen en los valores más bajos o altos de SNR debido al acoplamiento mutuo de impedancias.
Selección del modelo óptimo de predicción de la relación de desempeño de una planta solar fotovoltaica. Un enfoque multicriterio basado en algoritmos de aprendizaje automático
La producción de energía eléctrica a partir de las plantas solares fotovoltaicas se ha intensificado en los últimos años con el fin de disminuir el uso de los combustibles fósiles. Sin embargo, este tipo de plantas no está exenta de sufrir pérdidas de energía, reduciendo en consecuencia su rendimiento. La Comisión Electrotécnica Internacional, a través de sus estándares, ha diseñado una serie de indicadores de desempeño clave para estas plantas, uno de los cuales es la relación de desempeño. El objetivo de esta investigación es presentar una metodología multicriterio para seleccionar el mejor modelo de clasificación para predecir la clase de la relación de desempeño de plantas solares fotovoltaicas. Se ilustra la metodología, utilizando los datos de una planta comercial ubicada en la zona central de Chile, considerando la técnica de análisis multicriterio TOPSIS, y los algoritmos de K vecinos más cercanos, máquinas de soporte vectorial, bosques aleatorios, y regresión logística, como alternativas del problema de decisión. Los criterios de decisión son las siguientes métricas: exactitud, precisión, f1-score, recall, y ROC-AUC. Como resultado se obtuvo que el mejor modelo correspondió al obtenido con regresión logística, con un puntaje del 100%, seguido del modelo de bosques aleatorios con 82,86%. Se recomienda incorporar nuevos modelos de clasificación a la metodología, y probarla con los datos de otra planta solar fotovoltaica.
Evaluación del transporte de sedimentos en cauces pequeños y medianos: caso de estudio en el departamento del Cesar (arroyo San Antonio)
El transporte de sedimentos es un proceso natural que influye en los procesos hidráulicos, geomorfológicos y ecológicos de los cuerpos de agua (IDEAM, 2007). En este artículo se presenta una metodología para la evaluación del transporte de sedimentos en cauces pequeños y medianosusando el software HEC-RAS, que permite estimar los cambios en el perfil y las secciones transversales del cauce. Para el desarrollo del trabajo se utilizaron documentos oficiales e investigaciones anteriores, que incluyen el modelo de transporte de sedimentos unidimensional propuesto en el modelo de dominio público HEC-RAS del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos. Se elaboraron además dos modelos de transporte de sedimentos para evaluar la condición actual y futura de un tramo del arroyo San Antonio, ubicado en la zona del proyecto minero La Loma, en el departamento del Cesar. En general, los resultados obtenidos de las modelaciones para la condición futura muestran que los cambios que ocurrirían aguas abajo de la entrega del realineamiento definitivo del arroyo San Antonio son muy similares a los que ocurrirían aguas abajo del realineamiento No. 4 del arroyo San Antonio para la condición actual. Es conveniente, para validar los resultados de las simulaciones, que el modelo de transporte de sedimentos se actualice permanentemente a partir de la nueva información de campo disponible.
La revista científica Ciencia, Ingenierías y Aplicaciones tiene como objetivo difundir resultados de investigaciones de carácter teórico o experimental en las distintas ramas de la ingeniería. Ciencia, Ingenierías y Aplicaciones es una publicación internacional, multidisciplinaria y revisada por pares, dedicada a contribuir con la diseminación y divulgación de los resultados de investigaciones mediante la publicación de artículos originales, notas técnicas, reseñas de libros y estudios de casos. La revista busca servir como un medio de divulgación que permita a investigadores e ingenieros comunicar sus hallazgos a la comunidad científica internacional y profesionales interesados...
Derechos de autor 2023 Ciencia, Ingenierías y Aplicaciones https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Diagnóstico del sistema de transportación urbana utilizando mapas de viaje de usuarios vulnerables: caso de estudio en la ciudad de Loja (Ecuador)
El aumento de la población mundial y la concentración en ciudades pone presión al sistema de transportación urbana. Este sistema debe permitir a todas las personas a que tengan acceso al empleo, educación, servicios médicos, entre otros. Tradicionalmente, los sistemas de transportación urbana se han diseñado con base en usuarios tipo. Por lo tanto, el diseño de los sistemas de transporte suele excluir a personas fuera del usuario tipo, por ejemplo las personas vulnerables, como quienes tiene alguna discapacidad o dificultades para movilizarse como los adultos mayores. Una forma de evaluar si el sistema de transportación urbana es efectivo para las personas vulnerables es utilizando Mapas de Viaje del Cliente (MVC); este tipo de mapas no se han desarrollado en el contexto de ciudades de Ecuador. El objetivo de este artículo es evaluar el uso de los mapas de viaje del cliente con los usuarios vulnerables durante el empleo del sistema de transportación pública en la ciudad de Loja (Ecuador). Los usuarios vulnerables considerados son principalmente los padres de familia que llevan a sus hijos a las escuelas, pero también se incluyeron a personas con discapacidad física y visual. Como resultado, se presentan algunas de las consideraciones al momento de usar los MVC. Además, se resaltan las principales modificaciones que se pueden hacer al sistema de transportación urbana local. Esta herramienta puede ser adaptada fácilmente por otras dependencias que les interese analizar el servicio que le presta su sistema de transportación urbana.
Evaluation of narrowband coupling techniques against frequency variation
This article presents the design of two couplers using a simple stub, one in series and one in parallel, and a coupler design using a quarter lambda section. The aim is to compare the behavior of the frequency variation for a passing bandwidth through the transmission line, considering their respective variation in the lengths in which the couplers are located and the distances of the stubs. In such a way, that each design can be compared and analyzed to determine which of all three is the best coupler in terms of low impacts due to a passing bandwidth. For this, each design is made with the help of the software Amanogawa (Amanogawa.com, s. f.) and by means of the Smith chart. Similarly, the simulation of each one is carried out and through a physical experiment, stub in parallel, the results obtained are corroborated. Observing that the parallel stub method proves to be the most optimal, in terms of implementation and acceptance of a higher bandwidth pass-through variation.
Análisis de un prototipo virtual de un generador de flujo axial trifásico de 250 w de energía eléctrica para miniturbinas eólicas
La demanda de un generador eléctrico de bajo costo para microturbinas eólicas se desarrolla a medida que aumenta la demanda de electricidad. La energía instalada de microturbinas eólicas en todo el mundo supera los 945 MW, con la tendencia mostrando un aumento con el tiempo. Este artículo tiene como objetivo desarrollar un prototipo de un generador de flujo axial trifásico de 250 W para turbinas eólicas de eje vertical u horizontal. Se utiliza la distribución de Weibull para describir las variaciones en la velocidad del viento; la probabilidad anual de velocidades del viento se obtuvo para un escenario específico con el que se calculó la energía total producida por año. Los programas Granta, EMWorks y LTSpice se utilizaron para las simulaciones virtuales. Los materiales fueron seleccionados comparando el precio, las eficiencias eléctricas, las propiedades mecánicas y las variables involucradas en la generación de energía eléctrica. Los resultados muestran una vida útil de 20 años, un análisis rentable y complementario, cumpliendo con políticas sociales y ambientales. La reducción de CO2 estimada es de 0,468 toneladas métricas por año comparada si se genera la misma cantidad electricidad con un generador eléctrico que funcione con combustibles fósiles. El costo de inversión inicial es de US $ 234,78 utilizando imanes de ferrita, correspondiente a un ahorro de US $ 85,72 con respecto al precio regular de un micro generador de la misma capacidad, y un tiempo de recuperación de la inversión es de dos años.
Generación de caudales medios a partir de registros diarios de precipitaciones utilizando un modelo de tanques: caso de estudio, cuencas en la zona minera del sur del Cesar
Este artículo presenta los análisis y resultados de los estudios realizados por el Centro de Estudios Hidráulicos de la Escuela Colombiana de Ingeniería correspondiente a la generación de series de caudales medios diarios en las cuencas que drenan la zona minera en el sur del Cesar, aplicando el modelo de tanques utilizado en el software hec-hms. La investigación ha desarrollado una metodología para estimar, para cada subcuenca, series diarias de caudales medios diarios a partir de registros de precipitaciones y series diarias de evapotranspiración potencial. La metodología incluye la determinación de parámetros iniciales del suelo, de la cobertura vegetal y coeficientes de reducción de la evapotranspiración potencial. El modelo describe la calibración del modelo a partir de los registros diarios de caudales de estaciones localizadas en diferentes puntos sobre el cauce principal de la cuenca en estudio. Tomando como punto de partida los valores iniciales del modelo, se ajustaron los parámetros del suelo (velocidad de infiltración, capacidad de campo, coeficiente de cultivo, almacenamiento inicial) y los factores de reducción de la evapotranspiración potencial hasta conseguir una similitud entre los caudales medios diarios registrados y los caudales medios diarios modelados. El contraste de los resultados se llevó a cabo aplicando diferentes metodologías que permitieron estimar la correlación entre los datos modelados y los datos observados.
Uso del análisis de series de tiempo para pronosticar la producción de energía eléctrica de una planta solar fotovoltaica
Existen varios factores que justifican el uso de fuentes de energía renovable en la producción de electricidad, como por ejemplo la reducción de emisiones contaminantes al medio ambiente y el costo nulo de la fuente primaria. Por tales razones, el uso de plantas solares fotovoltaicas para la generación de energía eléctrica ha crecido continuamente en los últimos años, y estas podrían estar conectadas a la red eléctrica externa o desconectadas de la red. El pronóstico de la producción de energía eléctrica de este tipo de plantas es importante para su gestión, operación y mantenimiento, por lo que en esta investigación se propone un estudio del pronóstico de la generación eléctrica de plantas solares fotovoltaicas utilizando el análisis de series de tiempo con modelos ARIMA, en escala semanal y mensual, haciendo uso de los datos reales de una planta solar fotovoltaica del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de los Estados Unidos. Aplicando la metodología Box-Jenkins1, se consiguen cuatro modelos de pronóstico, dos para los datos semanales y dos para los datos mensuales, para un mismo período de tiempo. Con el fin de evaluar el desempeño de los modelos se obtuvieron las métricas MAE, RMSE y MAPE. Se encontró que desde el punto de vista del MAPE, los modelos con datos mensuales fueron los de mejor desempeño, al ser su valor menor al 10 % para los dos modelos.
Análisis del impacto de los subsidios sociales: propuesta para mejor asignación en República Dominicana
En este trabajo se analiza el alcance y costo de la protección social implementada en la República Dominicana desde el 2004, tomando en cuenta sus principales dimensiones y la efectividad de la misma desde el punto de vista de la solución a la que va dirigida. El choque provocado por la pandemia del 2020 afectó considerablemente a la población vulnerable y el volumen y variedad de los subsidios sociales no han podido satisfacer los retos presentados, dado que la población necesitada de ayuda aumentó, y los recursos del Estado son limitados. Metodológicamente, se propone el uso de gráficas dinámicas para analizar simultáneamente variables de interés, así como la adaptación y aplicación del análisis de envoltura de datos (DEA por las siglas en inglés) para medir la eficiencia en la asignación de los subsidios sociales más importantes. Se concluyó que la combinación novedosa de las técnicas empleadas mejora la asignación de los subsidios. Finalmente, apoyados en una plataforma web para su visualización, se presentan sugerencias para mejorar las políticas públicas de distribución de los subsidios.
Derechos de autor 2022 Ciencia, Ingenierías y Aplicaciones https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Deposición electroforética de TiO2 sobre acero inoxidable 316 y su evaluación como fotoánodo para la decoloración fotoelectrocatalítica del colorante azoico RR239 bajo luz UV
Se realizó la deposición electroforética (EPD) de los semiconductores TiO2_Aeroxide®P25 y TiO2_Comercial sobre acero inoxidable para la fabricación de fotoánodos con potencial uso en la decoloración fotoelectrocatalítica del colorante azoico Rojo_Reactivo_239 (RR239). Se estudió la influencia de los parámetros de la EPD sobre la homogeneidad e integridad de los depósitos. Asimismo, se analizó el efecto de la composición de las fases fotocatalíticas y el ancho de la banda prohibida óptica de los semiconductores en el rendimiento de la decoloración. Las condiciones de fabricación de los electrodos se establecieron en una primera etapa experimental variando el modo de aplicación del voltaje (pulsado y no pulsado) a 10 V y un tiempo de deposición de 30 s. Posteriormente, se varió la temperatura del tratamiento térmico (250 y 350 °C) necesario para la estabilización del depósito. Definido el modo de aplicación del voltaje y la temperatura del tratamiento térmico, se realizó una segunda etapa para establecer el tiempo de la EPD en un rango entre 10 y 60 s. Cuando el voltaje se aplicó por pulsos, los depósitos resultaron más uniformes y homogéneos. El uso de TiO2_Aeroxide®P25 y TiO2_Comercial permitió alcanzar porcentajes de decoloración superiores al 80 % cuando la EPD se ejecutó a 1,1 V durante 1 h irradiando el ánodo con luz UV (λ.= 365 nm). Las condiciones de la EPD y la temperatura del tratamiento térmico mostraron un efecto apreciable sobre las características físicas de los depósitos y su eficacia como fotoánodos para la decoloración de RR239. Se lograron las condiciones adecuadas para la fabricación de los fotoánodos, siendo el TiO2_Comercial una alternativa de reemplazo del TiO2_Aeroxide®P25 en aplicaciones fotoelectrocatalíticas para la decoloración de RR239 bajo las condiciones evaluadas debido a su rendimiento comparable y bajo costo.
Uso de algoritmos de Machine Learning para analizar los datos de energía eléctrica facturada en la Ciudad de Buenos Aires durante el período 2010–2021
Con las capacidades actuales de las computadoras, los algoritmos de Machine Learning se implementan con facilidad en distintas áreas de interés. En el presente estudio se utilizan métodos de Machine Learning para analizar los datos de energía eléctrica facturada mensualmente en la Ciudad de Buenos Aires, durante el período 2010-2021. Los objetivos son: determinar patrones en los datos utilizando el algoritmo K-Means y determinar las variables que más impactan la energía facturada total a través del uso del algoritmo de Regresión Lineal. Como técnica de reducción de la dimensionalidad se utilizó el análisis de componentes principales. La investigación fue de tipo cuantitativa-explicativa, utilizando los datos de la Dirección General de Estadística y Censos de Buenos Aires, los cuales fueron analizados y preprocesados antes de la aplicación de los algoritmos; para generar los modelos se toma el 75 % de los datos para entrenamiento y 25 % para la evaluación del modelo obtenido. Para el modelo de agrupamiento K-Means se determinó el K óptimo a través del método del codo, y se obtuvo que los datos de energía facturada total presentan una estacionalidad mensual. Para el modelo de Regresión Lineal se utilizaron las métricas R2, RMSE y MAE, y se obtuvo que las energías facturadas residencial, comercial e industrial, más el número de usuarios residenciales, son las variables que mayor impacto tienen sobre la energía eléctrica facturada total.
Resultados en la siembra del ají (Capsicum annuum) bajo sistemas biointensivo y convencional en Barranca, La Vega, República Dominicana (2022): en busca de una opción sustentable
En la búsqueda de alternativas de producción del cultivo de ajíes que contribuyan con la mitigación de los efectos del cambio climático, se llevó a cabo un estudio titulado Resultados en la siembra del ají (Capsicum annuum), bajo dos sistemas (Biointensivo vs. el Convencional), Barranca, La Vega, República Dominicana, 2022: en busca de una opción sustentable. La hipótesis a probar es que “los resultados obtenidos en la siembra de ajíes utilizando dos sistemas presentan diferencias estadísticas significativas”. Para esto se llevó a cabo un ensayo que consistió en un experimento con dos tratamientos y seis repeticiones, lo que permitió disponer de 12 unidades experimentales, donde cada unidad tenía 16 plantas, para un total de 192 muestras. La especie sembrada fue ají cubanela, variedad Golden f1, con un área de siembra de 171.36 m2. La muestra general fue de cuatro (4) plantas por unidad experimental, para un total de 48. Los resultados evidencian la no existencia de diferencias estadísticas significativas en las distintas variables relacionadas con el rendimiento promedio (cantidad y peso de los frutos), en tanto que las variables relacionadas con el desarrollo (longitud de los ajíes, longitud de las raíces y longitud de las plantas) no muestran diferencias estadísticas significativas, excepto en el caso del diámetro de los ajíes, con un 25 % a favor del biointensivo. Se registraron diferencias tanto en los costos como en los ingresos, a favor del método biointensivo.