Enfoque UTE

Effect of idling and power demand on fuel consumption and CO₂ emissions from taxis

Abstract — Urban driving worldwide is characterized by frequent vehicle idling due to traffic congestion, which significantly impacts fuel consumption and vehicle emissions. While strategies such as eco-driving techniques and start-stop systems have been studied extensively in various regions, limited research has been conducted to assess their effects in Latin America. This study evaluates the impact of idling, traffic, and ecodriving on fuel consumption and well-to-wheel (WTW) CO₂ emissions in urban taxi operations under real traffic conditions in Ecuador. Real-world driving data were collected using on-board diagnostics (OBD). A key innovation of this research is the assessment of alternative scenarios, with reduced idling times and power demand, based on the Vehicle Specific Power (VSP) approach. As result, five scenarios were examined: baseline, eco-driving, low traffic, start-stop technology, and a combined scenario. The results shows that urban driving resulted in the highest WTW CO₂ emissions (354 gCO₂/km) compared with rural and highway driving. The combined scenario, which merges lower power demand with start-stop technology, achieved the greatest improvements, reducing WTW CO₂ emissions and fuel consumption by 15% compared to the baseline scenario. Annually, the combined scenario could avoid 3.68 tons of CO₂ emitted per vehicle and fuel savings of 870 USD. These findings underscore the potential of ecodriving and start-stop technology in reducing fuel consumption and emissions to mitigate the environmental impact of road transportation.

Resumen — La conducción urbana a nivel mundial se caracteriza por el frecuente tiempo en ralentí de los vehículos, debido a la congestión del tráfico. Esto impacta significativamente en el consumo de combustible y las emisiones de los vehículos. Si bien se han estudiado ampliamente estrategias como las técnicas de conducción ecológica y los sistemas start-stop en varias regiones, se ha realizado poca investigación para evaluar sus efectos en América Latina. Este estudio evalúa el impacto del ralentí, el tráfico y la conducción ecológica en el consumo de combustible y las emisiones de CO₂ de pozo a rueda (WTW) en las operaciones de taxis urbanos bajo condiciones de tráfico real en Ecuador. Se recopilaron datos de conducción real utilizando diagnóstico a bordo (OBD). Una innovación clave de esta investigación es la evaluación de escenarios alternativos, con tiempos ralentí y demanda de potencia reducidos, basada en el enfoque de Potencia Específica del Vehículo (VSP). Como resultado, se examinaron cinco escenarios: línea base, conducción ecológica, bajo tráfico, tecnología start-stop, y un escenario combinado. Los resultados muestran que la conducción urbana resultó en las mayores emisiones de CO₂ WTW (354 gCO₂/km) en comparación con la conducción rural y en carretera. El escenario combinado, que fusiona una menor demanda de potencia con la tecnología start-stop, logró mayores mejoras, reduciendo las emisiones de CO₂ WTW y el consumo de combustible en un 15 % en comparación con el escenario base. Anualmente, el escenario combinado podría evitar 3.68 toneladas de CO₂ emitidas por vehículo y ahorrar 870 USD en combustible. Estos hallazgos subrayan el potencial de la conducción ecológica y la tecnología de arranque y parada para reducir el consumo de combustible y las emisiones, contribuyendo a mitigar el impacto ambiental del transporte por carretera.

Experimental Analysis of the Effectiveness of Submerged Vanes in Mitigating Local Scour at Quadratic Bridge Piers

Abstract — The use of submerged vanes has been experimentally validated as an effective method for controlling local scour and stabilizing riverine structures. This study evaluates the efficacy of submerged vanes in mitigating local erosion around a square bridge pier. Four experiments were conducted under controlled conditions in the sedimentation channel of the Laboratory of the Faculty of Civil and Environmental Engineering at the National Polytechnic School in Quito, Ecuador. Acrylic submerged vanes were installed upstream of the pier at a 15° attack angle relative to the flow direction, aiming to modify the velocity distribution and sediment transport dynamics. The experimental results showed that submerged vanes reduced the maximum scour depth by up to 60 % compared to tests without vanes, with an average reduction of approximately 58 %. This significant reduction was attributed to the generation of vortices that redistributed sediment, resulting in shallower and more stable scour holes. Furthermore, the average sediment transport downstream decreased by approximately 40 %, further validating the vanes' efficiency in controlling erosive processes. The vanes demonstrated consistent effectiveness across varying flow rates and sedimentation conditions, underscoring their practical adaptability. By modifying flow dynamics and reducing bed shear stress, the vanes provided reliable scour protection regardless of the hydraulic conditions tested. This study highlights the submerged vanes' potential as a viable, economical, and innovative solution for protecting riverine infrastructures, particularly bridge piers, against erosive forces. Their scalability and adaptability to different hydraulic conditions make them suitable for mitigating scour in river systems with high sediment transport activity and for retrofitting existing infrastructure to enhance its stability. This research contributes to the body of knowledge on local scour mitigation by presenting a replicable experimental methodology and emphasizing the practical applicability of submerged vanes. in hydraulic engineering. The findings suggest that submerged vanes are not only effective but also cost-efficient, making them a promising alternative to traditional scour protection methods such as riprap or aprons.

Resumen — El uso de paneles sumergidos ha sido validado experimentalmente como un método efectivo para controlar la erosión local y estabilizar estructuras fluviales. Este estudio evalúa la eficacia de los paneles sumergidos en la mitigación de la erosión local alrededor de una pila de puente cuadrada. Se realizaron cuatro experimentos bajo condiciones controladas en el canal de sedimentación del Laboratorio de la Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental de la Escuela Politécnica Nacional en Quito, Ecuador. Los paneles sumergidos de acrílico se instalaron aguas arriba de la pila con un ángulo de ataque de 15° respecto a la dirección del flujo, con el objetivo de modificar la distribución de velocidades y la dinámica del transporte de sedimentos. Los resultados experimentales mostraron que los paneles sumergidos redujeron la profundidad máxima de socavación en hasta un 60 % en comparación con las pruebas sin paneles, con una reducción promedio de aproximadamente 58 %. Esta reducción significativa se atribuyó a la generación de vórtices que redistribuyeron el sedimento, resultando en cavidades de socavación más someras y estables. Además, el transporte promedio de sedimentos aguas abajo disminuyó aproximadamente un 40 %, lo que valida aún más la eficiencia de los paneles en el control de los procesos erosivos. Los paneles demostraron una efectividad consistente frente a diferentes caudales y condiciones de sedimentación, subrayando su adaptabilidad práctica. Al modificar la dinámica del flujo y reducir las tensiones cortantes del lecho, los paneles proporcionaron una protección confiable contra la socavación, independientemente de las condiciones hidráulicas evaluadas. Este estudio destaca el potencial de los paneles sumergidos como una solución viable, económica e innovadora para proteger infraestructuras fluviales, particularmente pilas de puentes, contra fuerzas erosivas. Su escalabilidad y adaptabilidad a diferentes condiciones hidráulicas los hacen adecuados para mitigar la socavación en sistemas fluviales con alta actividad de transporte de sedimentos y para reacondicionar infraestructuras existentes, mejorando su estabilidad. Esta investigación contribuye al cuerpo de conocimiento sobre la mitigación de la socavación local al presentar una metodología experimental replicable y resaltar la aplicabilidad práctica de los paneles sumergidos.

Bioremediation of water contaminated with motor oil by biological surfactants produced by Streptococcus thermophilus, using cheese whey as a carbon source

Abstract — The hydrocarbons that contaminate water are difficult to remove, among other things, due to their hydrophobic nature. A surfactant is one way to facilitate contact between the treatment agents. This research prepared a biological surfactant from whey fermentation through Streptococcus thermophilus bacteria. To optimize its production, a complete factorial design was carried out, varying the factors temperature (38, 40, and 42 °C) and time (24, 48, and 72 hours), and the response variable is the amount of surfactant produced. It was found that the highest performance was obtained at 40ºC and 48 hours. The biosurfactant was characterized to determine hemolytic activity, Parafilm, oil dispersion, emulsification index (63.64 %), and surface tension (52.7 mN/m). The ecotoxicity test with Daphnia magna confirmed that the biosurfactant is environmentally friendly. Finally, a bioremediation process was applied during the 45 days when more than 50 % engine oil removal was achieved.

Resumen — Los hidrocarburos que contaminan el agua son difíciles de remover entre otras cosas por su naturaleza hidrofóbica. Una forma de facilitar el contacto entre el agente del tratamiento es usando un surfactante. En esta investigación se preparó un surfactante biológico a partir de la fermentación de lactosuero a través de las bacterias Streptococcus thermophilus. Para optimizar su producción se realizó un diseño factorial completo variando los factores la temperatura (38, 40 y 42 °C) y el tiempo (24, 48 y 72 horas) y siendo la variable respuesta la cantidad de surfactante producido. Se encontró que el mayor rendimiento se obtuvo a 40 ºC y 48 horas. Se caracterizó el biosurfactante para determinar actividad hemolítica, Parafilm, dispersión del aceite, índice de emulsificación (63.64 %) y tensión superficial (52.7 mN/m). La prueba de ecotoxicidad con Daphnia magna corroboró que el biosurfactantes es amigable con el ambiente. Finalmente, aplicando un proceso de biorremediación durante los 45 días donde se alcanzó más del 50 % de remoción de aceite de motor.

Coca Codo Sinclair Hydropower Plant: A time bomb in the energy sector for Ecuador or a successful project?

Abstract — In Ecuador, the electricity sector has undergone significant transformation over the past 15 years, with a marked increase in renewable energy capacity, particularly hydropower, which grew from 1,707 MW in 2000 to 5,100 MW in 2022. This shift, driven by the need to diversify the energy grid and reduce fossil fuel dependence. Despite its importance, the Coca Codo Sinclair project with 1,500 MW has faced several technical, environmental, and social challenges, including erosion and structural issues, raising concerns about its long-term sustainability. This article aims to analyze these challenges, their causes, impacts, and potential solutions, providing insights for future hydropower developments in similar regions. Coca Codo Sinclair is an example of the ambition of a government that did not follow the recommendations of technical studies on the maximum capacity that could be generated by a plant that now has more problems than advantages, analyzing all the associated drawbacks that the largest hydropower plant in Ecuador, it is important to understand that technical criteria must prevail over political decisions. In order to keep the more than 3 billion dollars of investment going, urgent action is required on CCS remediation works, with a combination of investments in repairs and maintenance activities, improvements in management and governance of the project, therefore, currently the largest plant in Ecuador represents a time bomb that can collapse due to any of the various problems.

Resumen — En Ecuador, el sector eléctrico ha experimentado una importante transformación en los últimos 15 años, con un marcado de la capacidad de energía renovable, en particular la hidroeléctrica, que pasó de 1.707 MW en 2000 a 5100 MW en 2022. Cambio, impulsado por diversificar la matriz energética y reducir la dependencia fósil. A pesar de su importancia, el proyecto Coca Codo Sinclair con 1500 MW ha enfrentado varios desafíos técnicos, ambientales y sociales, incluidos problemas de erosión y estructurales, lo que genera preocupaciones sobre su sostenibilidad a largo plazo. Este artículo tiene como objetivo analizar estos desafíos, causas, impactos y posibles soluciones, brindando perspectivas para futuros desarrollos hidroeléctricos en regiones similares. Coca Codo Sinclair es un ejemplo de la ambición de un gobierno que no siguió las recomendaciones de los estudios técnicos sobre la capacidad máxima que genera una planta que ahora tiene más problemas que ventajas, analizando todos los inconvenientes asociados que tiene la hidroeléctrica más grande de Ecuador, es importante entender que los criterios técnicos deben prevalecer sobre las decisiones políticas. Y, para mantener en marcha los más de 3 mil millones de dólares de inversión, se requiere actuar urgentemente en obras con una combinación de inversiones en actividades de reparación y mantenimiento, y mejoras en la gestión y gobernanza del proyecto, pues actualmente la planta más grande del Ecuador representa una bomba de tiempo que puede colapsar por cualquiera de los diversos problemas.

Greenhouse Gas Emissions in Commercial Grills in the Metropolitan Area of the City of Veracruz, Mexico

Abstract — The present work is an effort to determine the generation of greenhouse gases, including carbon dioxide, methane and nitrous oxide, from the cooking process that is developed for chickens, meats, ribs, hamburgers and pizzas, using firewood and coal as a source of thermal energy in the commercial grills of the metropolitan area of the City of Veracruz, which is made up of the municipalities of Veracruz, Boca del Rio, Medellin de Bravo, Jamapa and Manlio Fabio Altamirano, at Veracruz State, Mexico which as a whole They have a population of 882,011 inhabitants, where they exist of 430 commercial establishments of this type exists, making 275 visits to carry out interviews and surveys, showing that 74.18 % use charcoal and 25.81 % use firewood. Using emission factors and caloric indices, it was determined that a total of 2,739.99 tons/year of carbon dioxide equivalent is generated by consumption of firewood and 8,872.66 tons/year of carbon dioxide equivalent by consumption of coal and with a total of 11,612.65 tons/year of carbon dioxide equivalent for all commercial grills facilities, which are involved in constant climate change and the effects that this causes in this metropolitan area on the central coast of the Gulf of Mexico and that must be included in both regulations municipal and in the climate change agenda.

Analysis of Artificial Intelligence Methods for Automatic Bandwidth Adjustment for Wireless Networks

Abstract — The exponential increase in Internet traffic is mainly due to the proliferation of services such as audio and video streaming, the emergence of applications that require a lot of bandwidth to work optimally and generally the process of digitalization of services. In this context, bandwidth management plays a fundamental role, which translates into a better experience for users. Traffic congestion causes the exchange of information to become deficient, that is why techniques such as automatic bandwidth adjustment have been investigated, which manages the bandwidth according to the traffic demand, therefore in this document a study is made about the automatic bandwidth adjustment, the way in which Artificial Intelligence is integrated with computer networks, finally a comparison will be made of several machine learning methods, cataloged within supervised learning, carrying out several experiments determining that Random Forest is the most effective method to predict the automatic bandwidth adjustment, followed by Naive Bayes, Logistic Regression, and Support Vectorial Machine (SMV), on the other hand K -nearest neighbor (KNN) and neural network do not demonstrate considerable effectiveness, each experiment was carried out taking into account the Quality of Service (QoS).

Resumen El aumento exponencial del tráfico en Internet se debe principalmente a la proliferación de servicios como el streaming de audio y video, a la aparición de aplicaciones que requieren un alto ancho de banda para funcionar de manera óptima, y, en general, al proceso de digitalización de servicios. En este contexto, la gestión del ancho de banda desempeña un papel fundamental, ya que contribuye a una mejor experiencia para los usuarios. La congestión de tráfico genera que el intercambio de información sea ineficiente. Por ello, se han investigado técnicas como el ajuste automático de ancho de banda, que permite gestionar el ancho de banda según la demanda de tráfico. En este documento se realiza un estudio sobre el ajuste automático de ancho de banda, abordando cómo la Inteligencia Artificial se integra con las redes de computadoras. Además, se presenta una comparación de varios métodos de aprendizaje supervisado en machine learning. A través de diversos experimentos, se determinó que Random Forest es el método más efectivo para predecir el ajuste automático de ancho de banda, seguido por Naive Bayes, Regresión Logística y Support Vector Machine (SVM). En contraste, los métodos K-Vecinos Más Cercanos (KNN) y redes neuronales no demostraron una efectividad significativa. Cada experimento se realizó considerando la Calidad de Servicio (QoS).