Enfoque UTE

Analysis of Ultra-Dense Wavelength Division Multiplexing (UDWDM) in a Passive Optical Network (PON)

Abstract: Passive Optical Networks (PONs) are essential in optical communications to meet the increasing demand for network capacity and connected users, ensuring reliable and adaptable connections for data transmissions. These networks also simplify infrastructures and efficiently utilize energy by eliminating the need for active devices. In this context, Ultra- Dense Wavelength Division Multiplexing (UDWDM) is one of the most prominent solutions for data transmission. This technology uses the narrow separation between channels from 25GHz and even as small as 6.25GHz to increase the transmission capacity. This document analyzes the performance of UDWDM considering the transmission of three simultaneous channels in a PON network for which three different scenarios have been considered for the analysis with the following parameters: i) transmission speed from 10 Gbps to 17 Gbps, ii) the distance from 10 km to 20 km and iii) the separation between channels of 15GHz, 20GHz, and 25GHz. The performance metrics for the analyzed scenario are the bit error rate and the eye diagram. To ensure the reception of the transmitted channel, an analysis of raised cosine and Gauss filters is also discussed. Including these filters allows for verifying whether their use enhances the performance of the channels compared to transmission without a filter. This is crucial for understanding how filters can optimize the quality and reliability of data transmission in a PON, which is of great importance in environments where high efficiency and connection quality are required.

Resumen: Las redes ópticas pasivas (PON) son esenciales en las comunicaciones ópticas para satisfacer la creciente demanda de capacidad de red y usuarios conectados, garantizando conexiones fiables y adaptables para la transmisión de datos. Estas redes también ofrecen un uso eficiente de la energía y la simplificación de las infraestructuras, eliminando la necesidad de dispositivos activos. En este contexto, la multiplexación por división de longitud de onda ultradensa (UDWDM) es una de las soluciones más destacadas para la transmisión de datos; esta tecnología aprovecha la estrecha separación entre canales a partir de 25GHz e incluso de tan solo 6,25GHz para aumentar la capacidad de transmisión. Este documento analiza el rendimiento de UDWDM considerando la transmisión de tres canales simultáneos en una red PON para la que se han considerado tres escenarios diferentes para el análisis con los siguientes parámetros: i) velocidad de transmisión de 10 Gbps a 17 Gbps; ii) la distancia de 10 km a 20 km; y iii) la separación entre canales de 15GHz, 20GHz, y 25GHz. Las métricas de rendimiento para el escenario analizado son la tasa de errores de bit y el diagrama de ojo. Para garantizar la recepción del canal transmitido, también se analiza la utilización de filtros coseno elevado y Gauss. La inclusión de estos filtros permite comprobar si su uso mejora el rendimiento de los canales en comparación con la transmisión sin filtro. Esto es crucial para entender cómo los filtros pueden optimizar la calidad y fiabilidad de la transmisión de datos en una PON, lo que es de gran importancia en entornos donde se requiere una alta eficiencia y calidad de conexión.

Thiamethoxam Residuality in Papaya Plant and Fruit (Carica papaya Linnaeus) Cultivated in Rotation with Watermelon (Citrullus lanatus)

Abstract: There is evidence of the high use of the neonicotinoid insecticide thiamethoxam, in tropical crops, for its effectiveness in the control of soil and plant pests. The objective of this study was to know the residuality and concentration of thiamethoxam in the papaya agroecosystem, in the main papaya fruit producing zone in the central area of the Gulf of Mexico. It was carried out during a papaya growing cycle with watermelon rotation; the taking of samples was according to the technique established by the NOM -AA-103-1988 for leaves and for fruit the NMX -FF-041-1996 by the method of quartering in papaya and watermelon, the samples were analyzed with a HPLC-UV, the data obtained were statistically analyzed by parametric and non-parametric Kruskal-Wallis tests. The presence of thiamethoxam was found in papaya and watermelon cultivation plants, the concentrations in papaya leaves reported a maximum value of 0.29 mg/kg, while for the leaves of the watermelon rotation fruit it was 0.15 mg/kg. In papaya fruit, thiamethoxam concentrations are within a range of 0.24 to 0.32 mg/kg. The concentrations and residuality of thiamethoxam mainly exceed the maximum tolerance and residuality limits of the EFSA and FAO.

Resumen: Existe evidencia del alto uso del insecticida neonicotinoide thiamethoxam en los cultivos tropicales por su efectividad en el control de plagas del suelo y la planta. El objetivo de este estudio fue conocer la residualidad y concentración del thiamethoxam en el agroecosistema de papaya en la principal zona productora de este fruto de la zona centro del Golfo de México. Este estudio se realizó durante un ciclo de cultivo de papaya con rotación de sandía; la toma de muestras se hizo según la técnica establecida por la NOM-AA-103-1988 para hojas y para fruta la NMX-FF-041-1996 mediante el método de cuarteo en papaya y sandia. Las muestras se analizaron con un equipo HPLC-UV, y los datos obtenidos se analizaron estadísticamente mediante pruebas paramétricas y no paramétricas de Kruskal- Wallis. Se encontró la presencia de thiamethoxam en la planta del cultivo de papaya y sandía. Las concentraciones en hojas de papaya reportaron como valores más altos 0.29 mg/kg, mientras que para las hojas del fruto de rotación de la sandía fue de 0.15 mg/kg. En el fruto de papaya, las concentraciones de thiamethoxam estuvieron dentro de un rango de 0.24 a 0.32 mg/kg. Las concentraciones y residualidad del thiamethoxam superan principalmente los límites máximos de tolerancia y residualidad de la EFSA y la FAO.

Motorcycle Taxi, incorporation of an electrolyzer as an alternative for the suppression of pollutants and noise reduction

Abstract: Environmental pollution from transportation has been a fundamental challenge for humanity throughout history, with conventional fuels contributing significantly to environmental degradation. This project seeks to suppress pollution and reduce noise generated by motorcycle taxis, whether for personal and/or private use. The main objective of the research work was to implement an electrolyzer in the combustion system of a motorcycle taxi to suppress environmental pollution and reduce noise. Methods included vehicle preparation, electrolyzer installation, battery adjustment, hydrogen generation, emissions measurement, safety, and data collection. As a result, the electrolyzer was implemented in the single-cylinder motorcycle taxi; The noise limit allowed at work in Peru is 85 dB, which is equivalent to 100 % noise at most; When using gasoline, a value of 76.4 dB was obtained, equivalent to 89.88 % noise, and when using hydrogen, a value of 71.7 dB was obtained, equivalent to 84.35 % noise, therefore, the total noise reduction was 4.70 dB (5.53 %) than established. The discussion highlighted that hydrogen is a clean fuel, with zero emissions and only emitting water vapor instead of polluting gases (5). The conclusion highlights the critical importance of the research, supported by the total reduction of 5.53 % of noise with this new technology and in turn external sources support that using hydrogen produced a smoother and quieter combustion; Regarding the useful life of the engine, due to the cleaner and more efficient combustion, the accumulation of waste was reduced, which benefits reducing the wear of internal components and the need for costly maintenance.

Resumen: La contaminación ambiental derivada del transporte ha sido un desafío fundamental para la humanidad a lo largo de la historia, con los combustibles convencionales contribuyendo significativamente a la degradación ambiental. Este proyecto busca suprimir la contaminación y reducir el ruido generada por mototaxis, ya sean de uso personal y/o privado. El trabajo de investigación tuvo como objetivo principal implementar un electrolizador en el sistema de combustión de un mototaxi para suprimir la contaminación ambiental y reducir el ruido. Los métodos incluyeron la preparación del vehículo, instalación del electrolizador, ajuste de la batería, generación de hidrógeno, medición de emisiones, seguridad y recolección de datos. Como resultado, se logró implementar el electrolizador en el mototaxi monocilíndrico; el límite de ruido permitido en el trabajo en el Perú es de 85 dB, que equivalen el 100 % de ruido como máximo; al utilizar gasolina se obtuvo un valor de 76.4 dB equivalentes a 89.88 % de ruido y al usar hidrógeno se obtuvo un valor de 71.7 dB siendo el 84.35 % de ruido, por lo tanto, la reducción total de ruido fue de 4.70 dB (5.53%) de lo establecido. La discusión destacó que el hidrógeno es un combustible limpio, con nulas emisiones y solo emitiendo vapor de agua en vez de gases contaminantes (5). La conclusión subraya la importancia crítica de la investigación, respaldada por la reducción total del 5.53 % de ruido con esta nueva tecnología y a su vez fuentes externas apoyan, que el utilizar hidrógeno produjo una combustión más suave y silenciosa. En cuanto a la vida útil del motor, la combustión más limpia y eficiente reduce la acumulación de residuos, lo que disminuye el desgaste de los componentes internos y la necesidad de mantenimientos costosos.

CFD simulation of the surface pumping of heavy crude oil in eastern Ecuador

Abstract: The research addresses the study of heat exchange between heavy crude oil and the environment during surface pumping, specifically of a crude oil with an API gravity of 17.5, under the particular atmospheric conditions of Eastern Ecuador. The main objective of the study is to evaluate the temperature loss in a 50-meter segment of SCH-80 pipe, with a diameter of 4 inches, used for the transportation of heavy crude. This aims to understand how heavy crude loses temperature and to determine the convective coefficient, knowing that the heat loss from the fluid to the environment occurs mainly by convection. This is to determine what the temperature losses will be in longer pipe sections. For this purpose, a methodology using computational fluid dynamics (CFD) simulation was employed, a key tool for predicting the thermal behavior of crude in interaction with the environment. It was determined that the convective coefficient is 52 W/m2.K, and there is a temperature loss of 3.2 K in the 50-meter section. With this data, future research could evaluate potential heating technologies that facilitate the transport of heavy crude oil. This approach would allow for exploring innovative solutions to improve efficiency and effectiveness in managing heavy crude, facing one of the main challenges in its transport: managing its high viscosity

Resumen: La investigación aborda el estudio del intercambio de calor del crudo pesado con el ambiente en el bombeo superficial, específicamente de un crudo con gravedad API de 17.5, bajo las condiciones atmosféricas particulares del Oriente ecuatoriano. El principal objetivo del estudio es evaluar la pérdida de temperatura en un segmento de 50 metros de tubería SCH-80, con 4 pulgadas de diámetro, utilizado para el transporte de crudo pesado. Con esto se busca entender cómo el crudo pesado pierde temperatura y determinar el coeficiente convectivo sabiendo que el calor que pierde el fluido con el ambiente se da principalmente por convección. Esto permitirá determinar cuáles van a ser las pérdidas de temperatura en tramos de tubería mayores. Para ello se empleó una metodología que utiliza la simulación por dinámica de fluidos computacional (CFD), una herramienta clave para predecir el comportamiento térmico del crudo en interacción con el ambiente. Se determinó que el coeficiente convectivo es de 52 W/m2.K, y que existe una pérdida de temperatura de 3.2 K en el tramo de 50 metros. Con esta base de datos se podría en investigaciones futuras evaluar potenciales tecnologías de calefacción que faciliten el transporte del crudo pesado. Este enfoque permitiría explorar soluciones innovadoras para mejorar la eficiencia y efectividad en el manejo del crudo pesado, enfrentando uno de los principales desafíos en su transporte: la gestión de su alta viscosidad.

Reduction of Setup Times in a Metal Fabrication Company Using a Lean-Sigma Approach

Abstract: Manufacturing companies face demand fluctuations and must deliver the required quantity of parts to their customers within the required time; however, companies face different challenges in fulfilling them. One is technological advances, which make it impossible for them to compete with other countries, such as China, due to financial issues. Therefore, manufacturing companies use continuous improvement methodologies to achieve better performance in their processes. Six Sigma and Lean Manufacturing are some of the best-known approaches. This article briefly presents the application of a lean sigma approach oriented to solving problems. This research proposes a methodology based on Lean Sigma that contrasts what different authors currently do: continuous improvement projects that take up to 12 months to produce results and do not solve a problem. This implementation is conducted in a process that manufactures metal parts and fails to deliver them on time to its customers. Using tools such as the Single Minute Exchange of Die (SMED) in a production line, on-time deliveries were increased from 89 % to 96 %; at the same time, the model change times were reduced by approximately 60 %, which is required for the implementation of this methodology for only four weeks, unlike the traditional six-sigma approach that can take up to 12 months to improve the process.

Resumen: Las empresas manufactureras presentan fluctuaciones en sus demandas y no entregan a sus clientes la cantidad de partes en el tiempo requerido. Son diferentes los retos que enfrentan estas empresas, uno de ellos son los avances tecnológicos que, por cuestiones financieras, no es posible competir con otros países, tales como China. Es por esto, que las empresas manufactureras hacen uso de metodologías de mejora continua para lograr un mayor desempeño en sus procesos. Algunos de los enfoques más conocidos son Seis Sigma y Manufactura Esbelta. En este artículo se presenta una aplicación de un enfoque Lean-Sigma, el cual se orienta a resolver problemas en un corto periodo de tiempo. El propósito de esta investigación es proponer una metodología basada en Lean-Sigma que permita contrastar lo que hacen diferentes autores en la actualidad, que básicamente son proyectos de mejora continua que tardan hasta doce meses en dar resultados y que no resuelven un problema. Esta implementación se lleva a cabo en un proceso que fabrica partes metálicas, el cual está incumpliendo con su cliente en las entregas a tiempo. Utilizando la herramienta de cambios rápidos de modelo (SMED) se lograron incrementar las entregas a tiempo de un 89 % a un 96 %. A su vez, los tiempos de cambio de modelo se reducen aproximadamente un 60 %, siendo requeridas para la implementación de esta metodología solo cuatro semanas, a diferencia del enfoque tradicional de seis sigma que puede tomar hasta doce meses para mejorar un proceso.

Intensity-Duration-Frequency Curves for Manicaragua city, Cuba

Abstract: The Intensity-Duration-Frequency (IDF) curves are a way to visualize and represent extreme hydrometeorological rainfall events. In this article, an analysis of convective rainfall events recorded at the La Piedra Meteorological Station, Villa Clara, Cuba, was conducted. To develop IDF curves, the 2006-2019 time series was analyzed. A partial duration series was generated, including intervals from 20 minutes to 4320 minutes, subjected to an outlier detection process. The series was divided into two categories: one for durations ≤ 720 minutes and another for durations > 720 minutes. The resulting series underwent non-parametric tests to assess their independence, randomness, homogeneity, and seasonality. Subsequently, they were fitted to the Generalized Pareto probability distribution and to a parametric equation of the Montana model, and then the curves were plotted for return periods of 10, 50 and 100. The Montana model led to obtaining correlation coefficients greater than 0.90 compared to the other methods used, significantly improving the quality of the fit in both categories. This research provides information to understand and plan the management of intense climatic phenomena and adequate risk management in an area where such studies are lacking, facilitating access to crucial data essential in the design and execution of hydraulic engineering projects in the region.

Resumen: Las curvas de Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF) son una manera de visualizar y representar los eventos hidrometeorológicos extremos de lluvia. En este artículo se llevó a cabo un análisis de eventos de lluvias convectivas registrados en la Estación Meteorológica La Piedra, Villa Clara, Cuba. Para desarrollar curvas IDF se analizó la serie temporal 2006-2019. Se generó una serie de duración parcial que incluyó intervalos de 20 minutos hasta 4320 minutos, sometiéndola a un proceso de detección de datos anómalos. La serie se dividió en dos categorías: una para duraciones ≤ 720 minutos y otra para duraciones > 720 minutos. Las series resultantes se sometieron a pruebas no paramétricas para evaluar su independencia, aleatoriedad, homogeneidad y estacionalidad. Posteriormente, se procedió a ajustarlas a la distribución probabilística Generalizada de Pareto y a una ecuación paramétrica del modelo de Montana. Luego se grafica la representación de las curvas para períodos de retorno de 10, 50 y 100 años. El modelo de Montana condujo a la obtención de coeficientes de correlación superiores a 0.90 y a los demás métodos utilizados, mejorando significativamente la calidad del ajuste en ambas categorías. Esta investigación aporta información para comprender y planificar la gestión de fenómenos climáticos intensos, así como para una adecuada gestión de riesgos en una zona donde no se cuenta con este tipo de estudios. Asimismo, facilita el acceso a datos cruciales que resultan fundamentales en el diseño y ejecución de proyectos de ingeniería hidráulica en la zona.