Revista Politécnica

Qualitative Behaviour Analysis of Feedback-Controlled Buck-Boost Power Converters Thru Three Different Techniques

Abstract: This work is based on the comparison of three techniques for analyzing the qualitative behaviour of nonlinear dynamic systems, including the study of their finite and infinite equilibrium points. The qualitative techniques used are: the direct method of Lyapunov, the theorems of Dickson and Perko for second order quadratic differential systems and the linearization around finite equilibrium points. These techniques provide information about the local or global stability of nonlinear systems. The state feedback controlled Buck-Boost power converter will be used as a case of study.

Resumen: Este trabajo se basa en la comparación de tres técnicas de análisis del comportamiento cualitativo de sistemas dinámicos no lineales, incluyendo el estudio de los puntos de equilibrio finitos e infinitos. Las técnicas cualitativas utilizadas son: el Método Directo de Lyapunov, los Teoremas de Dickson y Perko para sistemas cuadráticos de segundo orden y la Linealización alrededor de los puntos de equilibrio finitos. Estas técnicas aportan información respecto a la estabilidad global o local del sistema no lineal. Como sistema dinámico no lineal se utilizará el convertidor de potencia Buck-Boost realimentado por medio del vector de estados.

Mechanical and Thermal Characterization of Poly lactic Acid (PLA) reinforced with Bamboo Powder (PB)

Resumen: El empleo de polímeros biodegradables como el ácido poliláctico (PLA) ha crecido notablemente debido a su bajo impacto ambiental. Sin embargo, las propiedades mecánicas y térmicas de estos materiales presentan limitaciones para ampliar sus campos de aplicación. Una opción para mejorar las propiedades mecánicas y térmicas del PLA es reforzarlo con material lignocelulósico, constituyendo así un material compuesto como la madera plástica que posee potenciales aplicaciones como sustituto de la madera convencional. Considerando que el bambú es renovable en corto tiempo, tiene buenas propiedades estructurales y alta disponibilidad en diversas zonas geográficas del Ecuador, se puede predecir que el polvo de bambú (PB) producto del residuo de los aserraderos es un refuerzo interesante para el procesamiento de madera plástica. Este artículo describe la preparación mediante los procesos de extrusión e inyección de material compuesto con matriz polimérica de PLA reforzado con PB. Las propiedades mecánicas evaluadas fueron: resistencia a la tracción, resistencia a la flexión y dureza, mientras que las propiedades térmicas se estudiaron mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis termo gravimétrico (TGA) y análisis termo mecánico (TMA). El módulo de elasticidad aumentó hasta un 30% en el material compuesto, así también el grado de cristalinidad y coeficiente de expansión térmica lineal mejoraron debido a que el polvo de bambú favorece a la cristalización. Además la temperatura de degradación disminuyó debido a la inclusión de un material orgánico en el polímero.

Abstract: Using biodegradable polymers such as poly lactic acid (PLA) has grown significantly due to its low environmental impact. However, the mechanical and thermal properties of these materials have limitations to expand their fields of application. An option to improve the mechanical and thermal properties of the PLA is to reinforce it with lignocellulosic material, thus constituting a composite material such as wood plastic composite (WPC) which has potential applications as a substitute for conventional wood. Bamboo is considered to be renewable in a short time, in addition to having good structural properties and high availability in different geographical areas of Ecuador, it can be predicted that bamboo powder (PB), as a result of the sawmill residue is an interesting reinforcement for the processing of wood plastic composite (WPC). This article describes the preparation by extrusion and injection molding processes of a composite with PLA polymeric matrix reinforced with PB. The mechanical properties evaluated were: tensile strength, flexural strength and hardness, whereas that thermal properties were studied using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA) and thermomechanical analysis (TMA). Elastic modulus increased to 30% in composite, as also crystallinity and thermal expansion coefficient were improved because of bamboo powder favors crystallization. Whereas degradation temperature decreased because of organic material inclusion within the polymer.

Energy and Environmental Implications of Electric Bus Integration in Urban Transport System of the City of Ambato

Resumen: En el presente artículo se analizan las implicaciones energéticas y medioambientales de la integración de autobuses eléctricos en el sistema de transporte urbano de la ciudad de Ambato. El parque automotor del sistema de transporte público urbano de la ciudad de Ambato consta de una flota de 438 autobuses, distribuidos en 5 cooperativas y compañías operadoras. La información se obtuvo de los contratos de operación suscritos entre la Dirección de Tránsito, Transporte y Movilidad de la Municipalidad de Ambato y las empresas y cooperativas operadoras de las rutas de transporte público. El análisis comparativo emplea indicadores como el consumo energético – fósil y eléctrico, el coste económico del consumo energético y el impacto medioambiental de los combustibles fósiles. En el estudio realizado se demuestra que la sustitución de autobuses con motores de combustión por autobuses eléctricos supondría una reducción anual en el consumo energético fósil de 511 TJ a 140,66 TJ, además, el país reduciría sus importaciones en 3 millones 180 mil 760 galones de diésel al año. Adicionalmente, se obtendría un ahorro de 24 mil 774 toneladas equivalentes de CO2 emitidas a la atmósfera.

Abstract: In this research analyzes the energy and environmental implications of the integration of electric buses into the urban transport system of the city of Ambato. The urban public transport system of the city of Ambato consists of a fleet of 438 buses, distributed in 5 cooperatives and operating companies. The information was obtained from the operating contracts signed between the Transit, Transport and Mobility Directorate of the Municipality of Ambato and the companies and cooperatives operating the public transportation routes. The comparative analysis uses indicators such as energy - fossil and electric consumption, the economic cost of energy consumption and the environmental impact of fossil fuels. In the study carried out with the demonstration that the substitution of buses with combustion engines by electric buses would mean an annual reduction in fossil energy consumption from 511 TJ to 140.66 TJ, in addition, the country reduces its imports by 3 million 180 thousand 760 gallons Diesel a year. In addition, a saving of 24 thousand 774 tonnes of CO2 emitted into the atmosphere is obtained.

Collapse of Reinforced Concrete Framed Buildings in the Earthquake of April 16th2016, Tabuga– Ecuador

Resumen: La presente investigación busca determinar las causas estructurales por las que colapsaron muchas edificaciones de la comunidad de Tabuga, tras el sismo de magnitud Mw7.8 ocurrido el pasado 16 de abril del 2016. Para ello se parte de una evaluación visual inicial en el sitio de la tragedia, se clasifican las edificaciones de acuerdo a su grado de afectación y se recopila información de las construcciones colapsadas: sistema constructivo, materiales empleados, características formales de los elementos de la estructura, detalles de las fallas ocurridas, etc. Con esta información y con los resultados de ensayos mecánicos y químicos realizados, se efectúa un análisis metodológico que pone en evidencia la mala práctica constructiva, la mala calidad de los materiales y el incumplimiento general de la Norma Ecuatoriana de la Construcción en el aspecto constructivo y estructural. Se llega a establecer que las estructuras fallaron debido básicamente a los siguientes aspectos: por fuerza cortante en la base de las columnas, por el efecto de piso blando, por deficiente rigidez en las conexiones viga-columna, por falta de anclaje en la cimentación, elevada fragilidad en la mampostería, entre otras.

Abstract: The present investigation pursuits to determine the structural causes by which so many constructions collapsed in Tabuga community, after the Mw 7.8 earthquake occurred on april 16th, 2016. An initial visual evaluation was carried out at the site of the tragedy, the buildings were classified according to their affectation degree and the information is collected on the collapsed constructions: construction system, used materials, formal characteristics of the elements of the structure, details of the failure occurred, etc. With this information and with the results of the mechanical and chemical tests, a methodological analysis was carried out that get in evidence the constructive malpractice, the poor quality of materials and the general noncompliance of the Ecuadorian Construction Standard in the constructive and structural aspect. Is getting to know that the structures failed due basically to the following aspects: by shear failure in the base of the columns, by the soft floor effect, by poor rigidity in the beam – column connections, by lack of anchorage in the foundation, high fragility in the masonry, between others.

Analysis of Conditions of Operation in Stable State of Reduction Stations of Pressure in Pipelines

Resumen: El estudio trata de las condiciones de operación de estaciones Reductoras de Presión en Estado Estable y en estado transitorio abordadas desde el punto de vista hidrodinámico – térmico. Con el fin desarrollar un modelo hidrodinámico para flujo en tuberías, y determinar una fórmula para el gradiente hidráulico para cualquier posición. Además de realizar un análisis de la influencia de las estaciones reductoras de presión en la hidrodinámica de un ducto de transporte de fluido, con la finalidad de establecer las bases y elaborar un modelo que caracterice hidrodinámicamente el SOTE, sistema en el cual se harán algunos análisis. Así mismo con el modelo hidrodinámico – energético de una estación reductora de presión tanto en estado estable como en transitorio. Se simulan algunos escenarios de operación de SOTE y sus estaciones reductoras de presión.

Abstract: This study deals with the operating conditions of pressure reducing stations in stable state and transient approached from the hydrodynamic point of view - heat. In order to develop a hydrodynamic model for flow in pipes, and determine a formula for the hydraulic gradient for any position. Likewise an analysis of the influence of pressure reducing stations hydrodynamics of a fluid transport duct. To lay the groundwork and develop a hydrodynamic model characterizing the SOTE system in which some analysis will be made. Likewise with the hydrodynamic model - energy from a pressure reducing station both steady state and transient. Some scenarios SOTE operation and pressure reducing station are simulated.