Revista Digital Novasinergia

5G networks: A review from the perspectives of architecture, business models, cybersecurity, and research developments

Resumen: La tecnología 5G está transformando nuestras redes críticas, con implicaciones a largo plazo. Dado que 5G está en transición a una red puramente basada en software, las mejoras potenciales serán las actualizaciones de software, como la forma en que se actualizan los teléfonos inteligentes en la actualidad. Para la empresa global, la llegada de 5G sería disruptiva. Las soluciones largamente esperadas para una variedad de fallas en los sistemas clave de networking surgirán debido a la adopción de la red 5G. Además, las deficiencias de la tecnología en términos de contribuir al crecimiento empresarial y al éxito se pondrán de cabeza. La parte más complicada de la carrera 5G real es reestructurar la forma en que protegemos la red más crítica del siglo XXI y el ecosistema de dispositivos y aplicaciones que surgen de esa red debido a las vulnerabilidades cibernéticas del software. Las nuevas tecnologías habilitadas por las nuevas aplicaciones que se ejecutan en redes 5G tienen mucho potencial. Sin embargo, a medida que avanzamos hacia un futuro conectado, se debe prestar igual o mayor atención a la protección de esos enlaces, computadoras y aplicaciones. En este artículo se abordan los aspectos clave de la estandarización y la arquitectura 5G. También se proporciona un resumen detallado de los modelos comerciales de redes 5G, casos de uso y ciberseguridad. Además, se realiza un estudio de métodos de simulación por computadora y bancos de pruebas para la investigación y el desarrollo de posibles propuestas de redes 5G, que son elementos que rara vez se abordan en estudios y artículos de revisión actuales.

Abstract: 5G technology is transforming our critical networks, with long-term implications. Since 5G is transitioning to a purely software-based network, potential improvements will be software updates, like how smartphones are upgraded. For the global enterprise, the 5G arrival would be disruptive. Long-awaited solutions to various flaws in critical networking systems will arise due to 5G network adoption. Furthermore, the shortcomings of technology in contributing to business growth and success would be turned on their heads. The more complicated part of the actual 5G race is retooling how we protect the most critical network of the twenty-first century and the ecosystem of devices and applications that sprout from that network due to cyber software vulnerabilities. The new technologies enabled by new applications running on 5G networks have much potential. However, as we move toward a connected future, equal or more attention should be paid to protecting those links, computers, and applications. We address critical aspects of 5G standardization and architecture in this article. We also provide a detailed summary of 5G network business models, use cases, and cybersecurity. Furthermore, we perform a study of computer simulation methods and testbeds for the research and development of potential 5G network proposals, which are elements that are rarely addressed in current surveys and review articles.

Facebook as an emerging educational tool in the teaching-learning process in childhood education in times of pandemic

Resumen: El objetivo de este trabajo fue determinar el nivel de aceptación de Facebook como herramienta educativa emergente en el proceso de enseñanza-aprendizaje de los niños del nivel inicial durante la pandemia COVID-19. Una vez culminado el año escolar 2019-2020 y después de haber utilizado Facebook como herramienta tecnología para la educación, se aplicó una encuesta a 67 padres de familia que asistieron a sus hijos en el desarrollo de las actividades pedagógicas. Se evaluaron seis dimensiones: calidad formativa del curso, metodología de la parte presencial y de la no presencial, actividades de aprendizaje, carga de trabajo para los niños, capacitación técnica y didáctica de los profesores-tutores y calidad técnica y didáctica de los materiales de formación. Cuando la suma de porcentajes de respuestas “satisfecho” y “muy satisfecho” supero el 70% se consideró un nivel de satisfacción aceptable. Los resultados mostraron un nivel de aceptación superior a 70% en todas las dimensiones evaluadas. Los resultados sugieren que están dadas las condiciones para desarrollar metodologías nuevas que permitan adaptar el proceso educativo presencial a una forma virtual o hibrida en el nivel de educación inicial.

Abstract: This work's objective was to determine the level of acceptance of Facebook as an emerging educational tool in the teaching-learning process of preschool children during the COVID-19 pandemic. At the end of the 2019-2020 school year and after having used Facebook as a technology tool for education, a survey was applied to 67 parents who assisted their children in the development of pedagogical activities. Six dimensions were evaluated: formative quality of the course, the methodology of the face-to-face and non-face-to-face parts, learning activities, the workload for the children, technical and didactic training of the teacher-tutors, and technical and didactic quality of the training materials. When the sum of the percentages of "satisfied" and "very satisfied" responses exceeded 70%, it was considered an acceptable level of satisfaction. The results showed a level of acceptance above 70% in all the dimensions evaluated. The results suggest that the conditions are in place to develop new methodologies to adapt the face-to-face educational process to a virtual or hybrid form at the initial education level.

Bioconstruction of single-family social housing with bamboo Guadua angustifolia Kunth

Resumen: El crecimiento de la población, el aumento de la necesidad de obtener una vivienda y el deterioro del medio ambiente hacen que el mundo necesite preservar el medio ambiente y ahorrar energía. Una alternativa ante este requerimiento es la utilización de materiales que contribuyan al desarrollo local y reduzcan los costos en la industria de la construcción. Este estudio pretende realizar una recopilación bibliográfica sobre los aspectos más relevantes de la construcción con el bambú Guadua angustifolia Kunth y elaborar una memoria descriptiva que sirva de referencia para su ejecución. Como resultado, se ha analizado y diseñado una vivienda unifamiliar construida principalmente con Guadua angustifolia Kunth bajo los parámetros exigidos por los organismos competentes en Ecuador en cuanto a tamaño y presupuesto. La ejecución de este tipo de proyectos con las recomendaciones y directrices emitidas sigue los principios de la bioconstrucción, promueve la arquitectura vernácula y contribuye a reducir la huella ecológica de la industria de la construcción. Los resultados sirven de documento orientador en la búsqueda de financiación para viviendas de bajo coste y como guía para la ejecución y supervisión de la obra. El objetivo es que estas propuestas constructivas se generalicen y que el bambú Guadua angustifolia Kunth se convierta en un material de múltiples aplicaciones para contribuir al problema de la vivienda en Ecuador.

Abstract: The population growth, the increase in the need to obtain housing, and the deterioration of the environment make the world need to preserve the environment and energy-saving. An alternative to this requirement is using materials that contribute to local development and reduce costs in the construction industry. This study aims to carry out a bibliographic compilation on the most relevant aspects of construction with the bamboo Guadua angustifolia Kunth and prepare a descriptive report to serve as a reference for its execution. As a result, we have analyzed and designed a single-family house built mainly of Guadua angustifolia Kunth under the parameters required by the competent bodies in Ecuador in terms of size and budget. The execution of this type of project with the recommendations and guidelines issued follows the principles of bio construction, promotes vernacular architecture, and reduces the construction industry's ecological footprint. The results serve as a guiding document in the search for financing for low-cost housing and guide the work's execution and supervision. The objective is that these constructive proposals become generalized, and the Guadua angustifolia Kunth bamboo becomes a material with multiple applications to contribute to the housing problem in Ecuador.

Perceptions of comfort in a historic building for educational use case study: Faculty of Economics - Universidad Central del Ecuador

Resumen: En el artículo se analizan las percepciones de confort de los estudiantes que asisten al Bloque “A”, de la Facultad de Ciencias Económicas - Universidad Central del Ecuador (UCE). El problema radica en conocer si esta edificación, cumple con las demandas actuales de confort ambiental, psicológico, funcional y eficiencia energética. Es un estudio descriptivo cuyo objetivo fue evaluar las percepciones de las variables citadas en el problema. Se aplicó una encuesta tipo Likert a una muestra de estudiantes. El nivel de confianza y margen de error fueron 95 % y 7 % respectivamente. Se emplearon el Índice de Importancia Relativa y Chi2 para el procesamiento de la información. Se determinó que las condiciones ambientales y psicológicas son más confortables en el ambiente exterior, pero se prefiere el ambiente interior para realizar las actividades académicas. Factores que inciden en el confort en orden decreciente son: actividades académicas al interior, iluminación natural exterior, espacios de encuentro y diálogo. Las variables de incomodidad fueron ruidos y olores desagradables. Respecto del espacio físico, la edificación cumple con el aforo normado. Las percepciones de los estudiantes son favorables respecto de las variables estudiadas en la edificación. En conclusión, la edificación ofrece confort en los componentes analizados.

Abstract: The article analyzes the comfort perceptions of the students who attend Building "A" of the Faculty of Economic Sciences - Central University of Ecuador. The problem lies in knowing if this building meets the current demands of environmental, psychological, functional comfort, and energy efficiency. It is a descriptive study whose objective was to evaluate the perceptions of the variables mentioned in the problem. A Likert-type survey was applied to a sample of students. The level of confidence and margin of error were 95% and 7%, respectively. The Relative Importance Index and Chi2 were used for information processing. It was determined that the environmental and psychological conditions are more comfortable in the outdoor environment. However, the indoor environment is preferred to carry out academic activities. Factors that affect comfort in decreasing order are indoor academic activities, outdoor natural lighting, meeting and dialogue spaces. The discomfort variables were unpleasant noises and odors. Regarding the physical space, the building complies with the regulated capacity. The students' perceptions are favorable regarding the variables studied in the building. In conclusion, the building offers comfort in the components analyzed.

Influence of aggregate quality and type of cement in compressive strength of concrete proportioned by volume

Resumen: El hormigón es el material más utilizado en construcción y su calidad debe asegurarse cuando se fabrique en obra. La Guía de Diseño 7 recomienda dosificaciones al volumen a los llamados no profesionales de la construcción para la fabricación de hormigón estructural in situ. El propósito es promover buenas prácticas en la elaboración del hormigón, debido a un alto índice de construcciones informales existentes en el Ecuador, de cumplir con la normativa vigente. El objetivo principal del estudio es demostrar que la calidad del hormigón puede verse seriamente afectada si se utiliza únicamente dosificación al volumen, sin considerar, las propiedades de sus componentes. La teoría de diseño de experimentos (DOE) fue empleada para fabricar mezclas con una misma dosificación al volumen, pero utilizando diferentes propiedades de agregados y tipos de cemento de uso general disponibles en el mercado. Un modelo matemático resultante del análisis del diseño factorial permitió determinar el impacto de los referidos factores en la resistencia a la compresión del hormigón (f’c), encontrándose una afectación significativa en un rango de -13.7% a 28.4%. Los profesionales y no profesionales de la construcción deben considerar dicho impacto y establecer una dosificación propia para cada proyecto.

Abstract: Concrete is the most widely used material in construction. Its quality must be assured when it is manufactured on-site. Design Guide 7 recommends batching to volume for non-professional construction workers to manufacture structural concrete in situ. This study aims to promote good practices in the manufacture of concrete due to the high rate of informal construction in Ecuador and to comply with current regulations. The study's main objective is to demonstrate that the quality of concrete can be seriously affected if only batching by volume is used, without considering the properties of its components. The design of experiments (DOE) theory was employed to produce mixes with the same volume proportioning but using different aggregate properties and types of cement commonly available in the market. A mathematical model resulting from the factorial design analysis allowed determining the impact of the referred factors on the concrete compressive strength (f'c), finding a significant affectation in a range of -13.7% to 28.4%. Construction professionals and non-professionals should consider this impact and establish their dosage for each project.

Effects of initial data variability on pavement condition index and prediction of pavement deterioration

Resumen: El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos de la variabilidad de los datos tomados en campo para la determinación del índice de condición de pavimento (PCI) y la predicción de su deterioro, a través del coeficiente de variación de Pearson. Existen varias investigaciones que comparan los métodos de evaluación de condición de pavimentos y aplican modelos de predicción de deterioro, sin considerar la subjetividad existente en la toma de datos en campo y su influencia en sus resultados. Para cumplir con el objetivo se elaboró una herramienta de evaluación en campo, que sigue los lineamientos de la metodología PCI con el propósito de recopilar datos para evaluar la variabilidad de resultados se utilizó la técnica doble ciego aplicado a 20 expertos. En el procesamiento y posterior interpretación de datos se encontró los efectos que producen la variabilidad de toma de datos en los resultados de la evaluación de pavimento y en el modelo de predicción. Al evaluar los resultados del método se encontró que el factor que influye en la existencia de variabilidad es el número de daños del pavimento (19 daños) y mediante un proceso analítico jerárquico (AHP) utilizando criterios como la frecuencia con la que se encuentra cada daño, el grado de afectación y el porcentaje de cada daño encontrado. Los resultados de la ponderación realizada en base al criterio de expertos permitieron reducir el número de daños a 9 más representativos y de esta manera reducir los efectos de la variabilidad de los datos tomados en campo.

Abstract: This study's objective was to evaluate the effects of the variability of the data collected in the field for the determination of the pavement condition index (PCI) and the prediction of its deterioration through Pearson's coefficient of variation. Several investigations compare pavement condition assessment methods and apply deterioration prediction models without considering the existing subjectivity in the field data collection and its influence on their results. A field evaluation tool was developed following the PCI methodology guidelines to collect data and evaluate the variability of results using the double-blind technique applied to 20 experts. In the processing and subsequent interpretation of data, the effects produced by the variability of data collection in the results of the pavement evaluation and in the prediction model were found. When evaluating the method's results, it was found that the factor that influences the existence of variability is the number of pavement damages (19 damages). A hierarchical analytical process (AHP) uses criteria such as the frequency with which each damage is found, the degree of affectation, and the percentage of each damage found. The weighting results based on expert criteria made it possible to reduce the number of damages to 9 more representative ones and thus reduce the effects of the variability of the data taken in the field.

Sour waters in heavy crude oil processing: physicochemical characterization and prognosis of its environmental impact

Resumen: El objetivo de este estudio fue realizar una prognosis del impacto ambiental de las aguas agrias que resultan del mejoramiento de crudos pesados y extrapesados. Para lograr el objetivo se determinó la concentración total de hidrocarburos de petróleo (TPH) y los valores de la demanda química de oxígeno (DQO). De igual manera se determinaron los compuestos orgánicos en el agua agria mediante Cromatografía de Masa Acoplado a Masa (GC-MS). También, se determinó el contenido de metales pesados por Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente (ICP). La concentración de H2S disuelto se determinó mediante la técnica potenciométrica de estandarización del Na2S. La evaluación de impacto ambiental (EIA) se realizó mediante una matriz causa-efecto (Matriz de Leopold). Como resultado se obtuvo una concentración de TPH de 99 ppm, DQO 18100 ppm y 24000 ppm de H2S. Estas concentraciones son superiores a los niveles máximos permitidos por la normativa venezolana para el vertido en plantas y masas de agua y por la normativa de seguridad y salud laboral. Así, estos residuos son tóxicos y tienen un alto impacto ambiental. Los factores ambientales más agredidos son el suelo, las aguas superficiales y subterráneas; mientras que las actividades más agresivas fueron el proceso de mejoramiento del crudo, en la reactividad por sulfuro, la corrosividad por pH, y la vulnerabilidad en el almacenamiento de estas aguas a cielo abierto, por su alto contenido de materia orgánica e inorgánica potencialmente tóxica.

Abstract: The objective of this study was to make a prognosis of the environmental impact of sour water resulting from the upgrading of heavy and extra-heavy crude oil. We determined the total concentration of petroleum hydrocarbons (TPH) and the chemical oxygen demand (COD) to achieve this objective. Likewise, the organic compounds in the sour water were determined by GC-MS (GC-Mass Coupled Mass Chromatography). The heavy metal content was also determined by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP). The concentration of dissolved H2S was determined by the potentiometric Na2S standardization technique. These concentrations are higher than the maximum levels allowed by Venezuelan regulations for discharge in water plants and water bodies and by occupational health and safety regulations. Thus, these wastes are toxic and have a high environmental impact. The environmental impact assessment (EIA) was carried out using a cause-effect matrix (Leopold Matrix). The result was a TPH concentration of 99 ppm, COD of 18100 ppm, and 24000 ppm of H2S. The environmental factors most affected were the soil, surface water, and groundwater. At the same time, the most aggressive activities were the crude oil upgrading process, sulfur reactivity, pH corrosivity, and vulnerability in the storage of these waters in the open air due to their high content of potentially toxic organic and inorganic matter.

Model of a Green IT and BPM Strategic Plan to minimize environmental impact in higher education

Resumen: En el presente estudio se realizó un modelo para la elaboración de un Plan Estratégico Green Information Technology (IT) y Green Business Process Management (BPM), que permite reducir el impacto ambiental y contribuir en la sostenibilidad ambiental de una Institución de Educación Superior, basado en la Planificación Estratégica de TI de Gartner, COBIT 5 (Control Objectives for Information and related Technology) y las acciones de gobernanza de la ISO/IEC 38500 y la ISO 14031. Se establecieron 4 etapas Green: Evaluación de la Situación Actual, Dirección del Modelo de Negocios, Planeación Estratégica de adquisición, implementación y soporte y Monitorización del desempeño. Además, se diseñó una guía cuantitativa y cualitativa para determinar el nivel de sostenibilidad e interoperabilidad obtenido en cada etapa. Para la Sostenibilidad se definió los indicadores: económico con un 35% y de personas con un 25%, para la Interoperabilidad: de ingeniería y de procesos con 15% y de infraestructura con 10%. Como consecuencia de que en Ecuador no se cuenta con un marco legal que regule las acciones de Gobernabilidad Green IT de las Instituciones de Educación Superior y las investigaciones sobre Green BPM son limitadas. No se ha estructurado un Plan Estratégico Institucional productivo y responsable con el medio ambiente y que, además, sirva de base en la planificación y gestión de las operaciones y recursos informáticos. Es así que el diseño del modelo permite la alineación de los indicadores que favorecen al ahorro económico, un cambio del paradigma social/ambiental y responsabilidad de la arquitectura tecnológica. Asimismo, con la flexibilidad del modelo se podrán agregar nuevos indicadores de rendimiento ambiental (Green KPI) según las necesidades.

Abstract: In this study, a model to develop a Green Information Technology (IT) and Green Business Process Management (BPM) Strategic Plan, which allows reducing the environmental impact and contributing to the environmental sustainability of a Higher Education Institution was conducted, based on the IT Strategic Plan by Gartner, COBIT 5 (Control Objectives for Information and related Technology) and the government actions of ISO/IEC 38500 standard and ISO 14031 standard. Four Green phases were established: Evaluation of the Current Situation, Direction of the Business Model, Strategic Planning for acquisition, Implementation and support, and Performance Monitoring In addition, a quantitative and qualitative guide was designed to determine the level of sustainability and interoperability obtained. For Sustainability: economic indicator with 35% and people indicator with 25% was defined, for the Interoperability, engineering and processes indicators with 15% and infrastructure indicator with 10%. As a consequence of the fact that in Ecuador there is no legal framework that regulates the actions of Green IT, the Governance of Higher Education Institutions and research on Green BPM are limited. There has not been structured a productive and environmentally responsible Institutional Strategic Plan and that supports as a basis for the planning and management of IT operations and resources. Thus, the design of the model allows the alignment of indicators that support economic savings, a change in the social/environmental paradigm, and the responsibility of the technological architecture. Also, with the flexibility of the model, new environmental performance indicators (Green KPI) can be included as needed.

Yogurt rheology: effects of unit operations on processing and use of additives

Resumen: El objetivo de esta investigación es determinar los factores que influyen en las características reológicas del yogur batido, mediante una revisión sistemática de artículos científicos utilizando el método PRISMA para la inclusión y exclusión de información. Para lograr nuestro objetivo se analizaron las variables relacionadas a las operaciones unitarias como la estandarización, pasteurización, inoculación, batido y almacenamiento que afectan a la viscosidad del yogur batido, estableciendo (temperaturas, tiempos y velocidades para cada operación unitaria) basados en la información proporcionada en los artículos consultados. Además, se analizó los aditivos que afectan a la viscosidad del yogur tomando en cuenta las características de la muestra analizada, el equipo utilizado y velocidades de corte, determinando que todos estos factores afectaban significativamente la viscosidad del yogur. El análisis realizado permite establecer que la viscosidad es influenciada por las características físico-químicas de la leche y operaciones unitarias presentes en el procesamiento de yogur. Los emulsionantes y estabilizantes influyen directamente en la viscosidad del producto final contribuyendo al aumento de la sinéresis durante el tiempo de almacenamiento.

Abstract: This research aims to determine the factors that influence stirred yogurt's rheological characteristics through a systematic review of scientific articles using the PRISMA method to exclude and include information. We analyzed the variables related to unit operations such as standardization, pasteurization, inoculation, stirred, and storage to achieve our objective. These variables affect stirred yogurt's viscosity, establishing (temperatures, times, and speeds for each unit operation) based on the information provided in the articles consulted. Also, the additives that affect the yogurt's viscosity were analyzed, taking into account the characteristics of the sample analyzed, the equipment used, and cutting speeds, determining that all these factors significantly affect the viscosity of the yogurt. The analysis carried out allows establishing that the viscosity is influenced by the physicochemical characteristics of the milk and unit operations present in yogurt processing. Emulsifiers and stabilizers affect the final product's viscosity and increase the syneresis during storage time.

Electric power generation and wastewater treatment using microbial fuel cells

Resumen: El agua es el recurso vital para los seres vivos, sin embargo, durante los últimos años su calidad se ha deteriorado convirtiéndose en un problema de contaminación a nivel mundial. Por otro lado, la crisis energética no permite que la población tenga una buena calidad de vida, lo que detiene de cierta manera, el desarrollo. Debido a ello, se requiere opciones para el tratamiento de agua residual y generación de energía eléctrica, siendo las celdas de combustible microbianas (MFCs, por sus siglas en inglés) una tecnología emergente que ha permitido una alianza entre las dos problemáticas. Las MFCs, aprovechan el metabolismo de las bacterias para el tratamiento de agua residual generando a su vez energía. En la presente obra se realiza una revisión, en base a investigaciones recientes, de los aspectos más importantes que rigen el funcionamiento de las MFCs, tales como clasificación, componentes, mecanismos de funcionamiento, actividad microbiana y material de electrodos. A partir del análisis de la información recolectada, se puede concluir que la generación de bioelectricidad a partir del tratamiento de aguas residuales es posible con esta tecnología que ha tomado mucha fuerza en los últimos años con resultados alentadores.

Abstract: Water is a vital resource for living beings; however, during the last years, its quality has deteriorated, becoming a global pollution problem. On the other hand, the energy crisis does not allow the population to have a good quality of life, which stops in a certain way, the development. Because of this, options for wastewater treatment and electric power generation are required, being microbial fuel cells (MFCs), a representative technology that has allowed an alliance between the two problems. The MFCs take advantage of the metabolism of the bacteria for the treatment of wastewater while generating energy. In this work, based on recent research, the most important aspects that govern the operation of MFCs, such as classification, components, operating mechanisms, microbial activity, and electrode material. From the analysis of the information collected, it can be concluded that the generation of bioelectricity from wastewater treatment is possible with this unique technology that provides encouraging results.