Revista Digital Novasinergia

Controllability of impulsive semilinear retarded differential equations with infinite delay and nonlocal conditions

Abstract: In this paper, we prove the exact controllability of semilinear retarded equations with infinity delay, impulses and nonlocal conditions; proving the conjecture that the controllability is preserve under the influence of delay, impulses and nonlocal conditions if some conditions are assumed on the nonlinear terms. As an application of our result, we present an example were all the conditions assumed are verified

Resumen: En este artículo, se prueba la controlabilidad exacta de ecuaciones retardadas semilineales con retardo infinito, impulsos y condiciones no locales; probando la conjetura que afirma que la controlabilidad se preserva bajo la influencia de retardo, impulsos y condiciones no locales si se asumen algunas condiciones sobre los términos no lineales. Como una aplicación de este resultado, se presenta un ejemplo donde todas las condiciones asumidas se satisfacen.

Common fixed point theorem for occasionally weakly compatible maps satisfying a contractive condition with altering distance

Resumen:El propósito de este artículo es establecer condiciones que garantizan existencia y unicidad de punto fijo en común para un par de funciones definidas sobre un espacio métrico, satisfaciendo un tipo de desigualdad contractiva que involucra funciones que alteran distancia. Para lograr nuestro resultado, usamos algunas de las nociones que generalizan la propiedad de conmutatividad de funciones, como, por ejemplo, funciones ocasionalmente débilmente compatibles. Finalizamos mostrando que, si f, g: X, d ⟶(X, d) son funciones ocasionalmente débilmente compatibles con al menos un punto de coincidencia, para las cuales se cumple la siguiente desigualdad contractiva:𝜓 𝑑 𝑔 𝑥 , 𝑔 𝑦 ≤𝛼 𝑑 𝑓 𝑥 ,𝑓 𝑦 ∙ 𝜓 𝑑 𝑓 𝑥 ,𝑓 𝑦 , ∀ 𝑥,𝑦∈𝑋, siendo 𝛼: ℝ + ⟶[0,1) una función y 𝜓 una función que altera distancia, entonces 𝑓 y 𝑔 tienen un único punto fijo en común. Este resultado generaliza algunos teoremas de punto fijo en común que no requieren ninguna condición de continuidad de las funciones ni de la completitud del espacio métrico.

Abstract:This paper aims to establish conditions that guarantee the existence and uniqueness of a common fixed point for a pair of functions defined on a metric space, satisfying a type of contractive inequality involving distance-altering functions. We use some weaker forms of commuting maps to achieve our results, concretely, occasionally weakly compatible maps. We prove that if f, g: X, d ⟶(X, d) are occasionally weakly compatible maps with a coincident point such thatψ d g x , g y ≤α d f x ,f y ∙ ψ d f x ,f y , ∀ x,y∈X where α: ℝ + ⟶[0,1) and ψ is an altering distance function, then f and g have a unique common fixed point. This result generalizes some theorems of common fixed points where neither the continuity of maps nor the completeness of the metric space is required.

Operational Processes Optimization through the theory of constraints in a metal-mechanical company

Resumen:El objetivo de este trabajo fue optimizar los procesos operativos mediante la teoría de restricciones (Theory of Contraints, TOC) en una empresa metalmecánica dedicada a la elaboración de máquinas de procesamiento de madera. Como parte de la muestra se consideraron las siete máquinas con demanda permanente y todos los procesos operativos. Se realizó un estudio de tiempos y se valoraron los recursos disponibles para cuantificar la utilización de los puestos de trabajo. Se identificaron restricciones en los procesos de corte y torneado, con porcentajes de utilización que impedían cubrir la demanda mensual media. A partir de las restricciones y la aplicación de la programación lineal entera (PLE) se determinó que el volumen de producción maximizado no abastecía la demanda media mensual. Se tecnifico el proceso de corte y se redistribuyeron los operarios, con lo que se eliminaron las restricciones. Sin embargo, para optimizar la producción según los recursos disponibles se aplicó nuevamente la PLE. De esta manera se optimizó la producción, cubriendose la capacidad requerida por la demanda e incrementándose la utilidad bruta en un 12.91%.

Abstract:This work aimed to optimize the operating processes through the Theory of Constraints (TOC) in a metal-mechanical company dedicated to manufacturing wood processing machines. The seven machines with permanent demand and all the operating processes were considered part of the sample. A process time and the available resources were evaluated, to quantify the utilization of the work centers. We indetified restrictions in the cutting and turning processes, with utilization percentages that prevented covering the average monthly demand. Based on the constraints and integer linear programming (ELP), the results show that the maximized production volume did not meet the average monthly demand. Therefore, the cutting process was technified, and the operators were redistributed, thus eliminating the restrictions. However, to optimize production according to the available resources, PLE was again applied. In this way, we optimized production covering the capacity required by the demand and increasing the gross profit by 12.91%.

Carbon footprint evaluation of vehicles with electric motor and internal combustion engine according to Ecuador energetic matrix: Study case KIA Soul vs KIA Soul EV

Resumen:En este trabajo se presentan los resultados de la evaluación de la huella de carbono entre un vehículo con motor de combustión interna (VMCI) y uno con motor eléctrico a baterías (VEB), considerando el panorama energético de Ecuador. Para esto, se utilizó el análisis del Pozo-a-la-Rueda, determinando primeramente la matriz de generación de energía eléctrica en el país. Como caso de estudio se consideró un vehículo KIA Soul y KIA Soul EV (versión eléctrica). De esta manera, se usaron las características técnicas de ambos vehículos provistas por el fabricante, y consideraciones sobre la distancia de conducción, ruta del combustible, vida útil y reemplazo de baterías, así como emisiones debidas al chasis y la carrocería de los vehículos. Los resultados obtenidos indican que las emisiones de gases de efecto invernadero de un VMCI en Ecuador es 236.16 gCO 2 /km, mientras que el VEB emite 63.14 gCO 2 /km, lo que significa apenas un 27% de las emisiones producidas por el VMCI. Estos resultados representan un impacto positivo para reducir los índices de contaminación ambiental, indicando además la necesidad de sostener y acelerar el cambio de la matriz energética del país hacia una generación de energía limpia y sostenible.

Abstract: In this work, the results of carbon footprint evaluation of both an internal combustion engine vehicle (ICEV) and battery electric vehicle (BEV), considering the Ecuador energy scene, is presented. For this purpose, Well-to-Wheel analysis was used, firstly determining the electric energy generation matrix of the country. First, the KIA Soul vehicle and KIA Soul EV (electric version) were considered study cases. Then, manufacturers' technical characteristics were used to determine each vehicular technology's carbon footprint and considerations such as util life-route driving, fuel path, util life-time and replacement of batteries, and emissions due to chassis and body vehicle. Obtained results allowed for determining that greenhouse gas emissions in Ecuador due to the ICEV is 236.16 gCO2/km. On the other hand, the BEV emitted 63.14 gCO2/km, significantly barely 27% of emissions. These results represent a positive impact on reducing ambient contamination indices and reinforce the necessity for accelerating the change in the country's energy matrix toward a cleaner and more sustainable energy generation.

Wireless environmental thermal monitoring in crops

Resumen:Se desarrolló un sistema de monitoreo meteorológico con el objetivo de alertar la presencia de temperaturas extremas que puedan ocasionar daños en cultivos por estrés térmico. El diseño y construcción está compuesto de dos módulos: el primero se instala en el cultivo y contiene una sonda DS18B20 que captura muestras de temperatura instantánea en un radio de 100 metros con una resolución de ±0.3°C y periodicidad de 20 segundos, también incorpora un algoritmo estadístico para validar cada medición antes de transmitirlo inalámbricamente al segundo módulo instalado en la vivienda del agricultor, el cual incorpora un menú de opciones en una pantalla táctil de 3.2 pulgadas que permite configurar limites térmicos de acuerdo al tipo de cultivo, entonces el sistema evalúa los datos y activa una alarma sonora al detectar la aproximación de una temperatura de estrés. Los resultados muestran una comunicación confiable en un radio de 19 km, con capacidad para respaldar datos históricos por 200 años convirtiéndolo en una fuente de información para futuros estudios. El prototipo demostró un alto grado de confiabilidad y utilidad por parte de los agricultores de la provincia de Chimborazo en Ecuador.

Abstract:A meteorological monitoring system was developed to alert the presence of extreme temperatures that may cause damage to crops due to thermal stress. The design and construction is made up of two modules: the first is installed in the crop and contains a DS18B20 probe that captures instantaneous temperature samples within a radius of 100 meters with a resolution of ±0.3°C and periodicity of 20 seconds, it also incorporates a statistical algorithm to validate each measurement before transmitting it wirelessly to the second module installed in the farmer's home, which incorporates a menu of options on a 3.2-inch touch screen that allows setting thermal limits according to the type of crop, then the system evaluates the data and activates an audible alarm when it detects the approach of a stress temperature. The results show reliable communication within a radius of 19 km, with the capacity to support historical data for 200 years, making it a source of information for future studies. Furthermore, the prototype demonstrated a high degree of reliability and usefulness by farmers in the province of Chimborazo in Ecuador.

STEM approach and project-based learning to teach physic in high school

Resumen:El objetivo de este trabajo fue analizar la implementación del enfoque educativo Ciencias, Tecnología, Ingeniería y Matemática (Science, Technology, Engineering, and Mathematics, STEM) para la enseñanza de la Física mediante el aprendizaje basado en proyectos (ABP) en estudiantes de primero de bachillerato. La atención se fijó en el desarrollo del contenido disciplinar y de habilidades científicas planteadas en el Currículo Nacional. En el estudio participaron 197 estudiantes y 11 Docentes que imparten las asignaturas de Física y Matemática en en una institución educativa rural de sostenimiento fiscal. La técnica de recolección de datos utilizada fue una encuesta y el instrumento cuestionario incluye ítems con escala Likert. Con los resultados evidenciaron el interés y la necesidad que existe en el ámbito educativo por la implementación de este enfoque. Los hallazgos ofrecen una visión general referente al conocimiento a STEM por parte de los docentes y del desarrollo de habilidades científicas en los estudiantes a través del APB.

Abstract:The objective of this work was to analyze the implementation of the Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) educational approach for the teaching of Physics through project-based learning (PBL) in first-year high school students. Attention was focused on developing the disciplinary content and scientific skills proposed in the National Curriculum. The study involved 197 students and 11 teachers who teach Physics and Mathematics in a rural educational institution of fiscal support. The data collection technique used was a survey, and the questionnaire instrument included Likert scale items. The results showed the interest and need that exists in the educational field to implement this approach. The findings provide an overview of teachers' knowledge of STEM and the development of scientific skills in students through APB.

Methodology for the creation of virtual learning scenarios based on m-learning.

Resumen:Se realiza una investigación de las principales metodologías para la adopción del aprendizaje en línea, y se propone una metodología para la creación de escenarios virtuales de aprendizaje mediados por los dispositivos móviles para abordar la implementación de proyectos m-learning en instituciones que ofrecen servicios de formación. En primera instancia se ha realizado un análisis comparativo de diversas propuestas, modelos y metodologías que han utilizado m-learning. Se presentará la metodología propuesta acompañada de un modelo de conformación de aula, finalmente se presenta la validación para verificar su eficacia usando el Método Empírico-Analítico de indagación “Criterio de expertos”, y los resultados obtenidos fueron sistematizados y analizados por el Método Delphi “Puntos de Corte”, los resultados obtenidos de dicha verificación demuestran la aceptación de la misma en el uso de la implementación de proyectos m-learning.

Abstract:An investigation of the main methodologies for the adoption of online learning is carried out, and a methodology is proposed for the creation of virtual learning scenarios mediated by mobile devices to address the implementation of m-learning projects in institutions that offer training services. In the first instance, a comparative analysis of various proposals, models and methodologies that have used m-learning has been carried out. The proposed methodology will be presented accompanied by a model of classroom conformation, finally the validation is presented to verify its effectiveness using the Empirical-Analytical Method of inquiry "Expert Criteria", and the results obtained were systematized and analyzed by the Delphi Method " Cut Points”, the results obtained from said verification demonstrate its acceptance in the use of the implementation of m-learning projects.

Microclimate influence in buildings thermal comfort and energy performance: A numerical assessment of a historical heritage settlement

Abstract:Due to climate change consequences, microclimate effects, and heat islands in cities, this research seeks to evaluate the natural potential ventilation and energy use at an urban scale in the Casco Antiguo of Panama City. The Natural Ventilation Climate Potential (NVCP), the Natural Ventilation Satisfied Hours (NVSH), and the Electricity Consumption Indicator (ECI) were used as indicators to evaluate natural ventilation. For this purpose, a methodology based on dynamic energy simulations was conducted by coupling ENVI-met and DesignBuilder software. Furthermore, an optimization process based on parametric studies, sensitivity, and uncertainty analysis allow for comparing envelopes of construction materials, glazing, and operating hours of windows with thermal discomfort hours. Results showed that the area under study does not have a beneficial micro-climate for natural ventilation (NVCP = 19.41%), affecting indoor thermal comfort (NVSH = 3.11%). Finally, an optimization process showed that envelope materials do not generate significant changes concerning hours of thermal discomfort in passive mode at the urban scale. However, energy use in active mode was reflected by implementing walls and roofs of superinsulated material.

Resumen:Debido a las consecuencias del cambio climático, las afectaciones del microclima y el efecto de isla calor en las ciudades, esta investigación busca evaluar el potencial de ventilación natural y aprovechamiento energético a escala urbana en Casco Antiguo de la Ciudad de Panamá. Indicadores como Potencial Climático de Ventilación Natural (PCVN), Horas Satisfechas de Ventilación Natural (NVSH) e Indicador de Consumo Eléctrico (ICE) fueron empleados. Para ello, se llevaron a cabo simulaciones energéticas dinámicas acoplando los programas ENVI-met y DesignBuilder. Un proceso de optimización a partir de estudios paramétricos y análisis de sensibilidad permite comparar materiales de construcción de envolventes, acristalamientos y horario de operación de ventanas con cantidad de horas de incomodidad térmica. Los resultados mostraron que el espacio construido no cuenta con un microclima beneficioso para ventilación natural (PCVN = 19.41%) y esta no favorece el confort térmico interior de las edificaciones (NVSH = 3.11%). El proceso de optimización mostró que los materiales de las envolventes no generan cambios significativos con respecto a horas de incomodidad térmica en modo pasivo a escala urbana; sin embargo, un aprovechamiento energético en modo activo se vio reflejado al implementar paredes y techos de material super aislado.

Design of a mortar from the characterization of lime produced and marketed by 5 suppliers in Ecuador

Resumen:Se conoce poco sobre aplicaciones y uso de la cal hidratada que actualmente se produce en Ecuador. La cal hidratada se usa con poca frecuencia como material en la industria de la construcción. La presente investigación enfoca su estudio en 6 muestras de cal hidratadas comercializadas localmente. Se determinó su desempeño en base a la norma nacional NTE INEN 488 en los morteros de pega para mampostería. Estas pruebas iniciales permitieron identificar la cal con la cual se obtiene el mortero con la mayor resistencia a la compresión. A partir de ahí, se trabajó un diseño de mortero que incorpore esta cal y llegue a la resistencia establecida por la norma NTE INEN 2518. Se obtuvo un mortero de 3.5 MPa a los 28 días, catalogado en la norma como un mortero tipo O, para uso en mamposterías no portantes y revocos. Con estos resultados se espera aportar al conocimiento de las características de la cal ecuatoriana, para facilitar su incorporación en la construcción de edificaciones locales.

Abstract:Little is known about the applications and use of hydrated lime currently produced in Ecuador. The present research focuses its study on 6 samples of hydrated lime marketed locally. Their performance was determined based on the national standard NTE INEN 488 in masonry mortars. These initial tests made it possible to identify the lime with which the mortar with the highest compressive strength is obtained. We worked on a mortar design that incorporates this lime and reaches the resistance established by the NTE INEN 2518 standard. A mortar of 3.5 MPa at 28 days was cataloged in the standard as a type O mortar for use in non-load-bearing masonry and plastering. These results are expected to contribute to the knowledge of Ecuadorian lime and facilitate its incorporation in the construction of local buildings.

Influence of geomorphology and flow on the water quality of Guano river, Ecuador

Abstract:The present study determines the water quality of the Guano River in Ecuador through the water quality indices WQI-NSF, WQI-Dinius, and a variant of the WQI-Dinius index that includes the average slope of the riverbed and the flow. To obtain qualitative values of water quality that allow better use of the river water. The results obtained with the three indices show that there is slight contamination in river sections caused by human activities, decreased flow, and wastewater discharge. Furthermore, the work shows that when applying the WQI-Dinius modified, the values of the weights of the water quality are lower concerning the other indices. But, even when the WQI-Dinius modified values are common, the valuation range for agricultural use is similar among the three indices, maintaining the criterion that the Guano River is slightly contaminated. Therefore, treating the water before using it in agricultural activities is necessary.

Resumen:El presente estudio determina la calidad del agua del río Guano en Ecuador mediante los índices de calidad del agua ICA-NSF, ICA-Dinius y una variante al índice ICA-Dinius que incluye la pendiente media del cause y el caudal. Para de esta manera obtener valores cualitativos de calidad de agua que permitan un mejor aprovechamiento del agua del río. Los resultados obtenidos con los tres ínidces muestran que existe contaminación leve en ciertos tramos del río, provocada por las actividades humanas, la disminución del caudal en el río y por la descarga de aguas residuales. Por otra parte, muestra que al aplicar el ICA-Dinius modificado los valores de las ponderaciones de la calidad del agua son más bajos respecto a los otros índices. Aún cuando los valores presentados por ICA- Dinius modificado son bajos, el rango de valoración para uso agropecuario es similar entre los tres índices, manteniendo el criterio que el río Guano está levemente contaminado. Por lo tanto, es necesario dar tratamiento al agua del río antes de usarla en actividades agropecuarias.