Ingenius. Revista de Ciencia y Tecnología

Caracterización, modelado y análisis de factibilidad técnica de un sistema de acondicionamiento de aire por adsorción, utilizando colectores solares térmicos como fuente energética principal

Resumen En este artículo se presenta el desarrollo de un trabajo de investigación teórico-experimental de caracterización, modelado y análisis de factibilidad técnica de los sistemas de acondicionamiento de aire por adsorción con fuente de energía solar, utilizando el sistema instalado en el Centro de Innovación Eléctrica, Mecánica y de la Industria (CINEMI) de la Universidad Tecnológica de Panamá. El estudio parte del análisis del sistema de adsorción, su caracterización y modelado matemático, el cual permitió la obtención de expresiones útiles para evaluar parámetros tales como el COP, SCP y la eficiencia térmica del mismo. Utilizando data experimental recabada, se obtuvieron curvas de interés las cuales fueron comparadas con curvas o tenidas mediante simulación numérica. Se concluye que los sistemas de adsorción pueden ser técnicamente viables bajo ciertas condiciones de operación e instalación controlables y ha de tomarse en cuenta las perspectivas para el futuro de esta tecnología y actuales aplicaciones exitosas a nivel mundial.

Abstract This article presents the development of a theoretical-experimental investigation work which consisted in the characterization, modelling and feasibility analysis of the adsorption cooling systems with solar energy source, using the installed system in the Industry, Mechanical and Electrical Innovation Center (CINEMI), at the Technological University of Panama. The study began with the analysis of the adsorption system, its characterization and the mathematical modelling, which allowed us to obtain useful expressions in order to evaluate some parameters, such as COP, SCP and thermal efficiency of this system. Using the acquired experimental data it was obtained different curves of interest, which were compared with curves obtained through numerical simulation. It was concluded that the adsor tion air-conditioning systems could be technically feasible under some controllable operation and installation conditions; and it is necessary to consider the future perspectives of this technology and the currently successful applications in the world.

Estudio de un nuevo procedimiento para medir la conductividad y difusividad térmicas de materiales

Resumen En este trabajo se estudia las posibilidades y limitaciones de un método no-estacionario, que utiliza como fuente de calor la radiación luminosa. En el mismo, que es una nueva variante propuesta por este grupo, la luz se hace incidir homogéneamente sobre una de las superficies extremas de un cilindro de superficie lateral termoaislada, manteniéndose constante la temperatura en el otro extremo. Asimismo, se analiza la posibilidad de utilizar dicho método para medir la difusividad y conductividad térmicas (∞,X) de fluidos; igualmente, la forma en que este pudiera ser empleado para comprobar la validez del modelo de Hamilton y Crosser (HC) para el caso de los nanofluidos. Se le llama nanofluido a todo aquel fluido que, convencionalmente, es utilizado para intercambiar calor, al cual se le agregan nanopartículas con el propósito de aumentar su conductividad térmica, mejorando así su capacidad para intercambiar calor.

Abstract En este trabajo se estudia las posibilidades y limitaciones de un método no-estacionario, que utiliza como fuente de calor la radiación luminosa. En el mismo, que es una nueva variante propuesta por este grupo, la luz se hace incidir homogéneamente sobre una de las superficies extremas de un cilindro de superficie lateral termoaislada, manteniéndose constante la temperatura en el otro extremo. Asimismo, se analiza la posibilidad de utilizar dicho método para medir la difusividad y conductividad térmicas (∞,X) de fluidos; igualmente, la forma en que este pudiera ser empleado para comprobar la validez del modelo de Hamilton y Crosser (HC) para el caso de los nanofluidos. Se le llama nanofluido a todo aquel fluido que, convencionalmente, es utilizado para intercambiar calor, al cual se le agregan nanopartículas con el propósito de aumentar su conductividad térmica, mejorando así su capacidad para intercambiar calor.

Aprovechamiento de la energía Undimotriz en el Ecuador

Resumen Un problema en el Ecuador años atrás era la dependencia de energías fósiles no renovables como el petróleo, recurso que es agotable y su costo varía según la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP). Con el cambio de la matriz energética y la gran inversión de nuestro país en energías renovables, se ha logrado actualmente tener una producción de energía renovable correspondiente al 51,78 %, lo cual representa 13.638,89 (GWh), fuente tomada del ARCONEL (Agencia de regulación y control de Electricidad). Aprovechando los recursos naturales tales como hídricos, solares, eólicos entre otros, desechando en parte gran producción de energía contaminante. Otra energía alternativa no explotada y en la que nos vamos a enfocar en el ensayo es la energía undimotriz, que consiste en la energía que llevan las olas a lo largo de los océanos del mundo, esta energía se genera a partir de la acción del viento en la superficie del mar. Con los datos obtenidos del Inocar se realizaron los cálculos necesarios para obtener el potencial energético de nuestros mares. Alcanzando un potencial energético muy bueno como se detalla en el artículo.

Abstract A problem in Ecuador years ago was dependence on energies fossils non-renewable as the petroleum. Resource that is exhaustible and its cost varies according to the OPEP (Organization of Petroleum Exporting Countries). With the change of the energy matrix and the great investment of our country in renewable energies, has been achieved at present have a production renewable energy corresponding to 51.78 %, which represents 13,638.89 (GWh), source taken from the ARCONEL (Agency of regulation and control of Electricity). Leveraging natural resources such as: hydric, solar, eolic, among others, discarding in part large production of polluting energy. Another unexploded alternative energy in which are going to focus in the test is the wave energy, which consists of the energy carried by the waves along the world’s oceans; this energy is generated from the action of the wind on the surface of the sea. With the data obtained from INOCAR, were performed calculations required to obtain the energy potential of our seas. Reaching an energy potential very good as detailed in the article.

Operación remota de un robot móvil usando un teléfono inteligente

Resumen En este artículo se presenta un acercamiento al mando a distancia de un robot móvil que emplea un teléfono inteligente para comandarlo. La idea principal es recolectar los datos generados por el acelerómetro incluido en el teléfono inteligente. Los datos son los resultados de mover el teléfono en la dirección de los ejes Y y Z. Tales datos serán usados para entrenar dos redes neuronales que definirán la dirección del movimiento del robot móvil. Las salidas obtenidas de las redes neuronales serán procesadas para calcular y trazar la trayectoria, que es determinada por el modelo cinemático para un robot móvil tipo triciclo.

Abstract This paper presents an approach to remote control a robot using smartphone. The main idea is to collect data generated by the accelerometer sensor included in the smartphone. The data are the results of moving the smartphone in direction of the axis Y and Z. Such data will be used for training two neural networks that will define the direction of the movement of the mobile robot. The outputs obtained from the neural networks will be processed to compute and plot the trajectory, which is determined by the kinematic model for a tricycle mobile robot.

Desgaste de la herramienta de corte en el torneado en seco del acero AISI 316L

Resumen El presente estudio experimental se centra en determinar modelos estadísticos para predecir el desgaste del flanco durante el torneado en seco del acero inoxidable AISI 316L utilizando dos insertos de corte. Los parámetros de corte fueron comparados utilizando un análisis de varianza y de regresión múltiple. Como principales resultados se obtuvieron el efecto significativo del avance de corte y el tiempo principal en el desgaste del flanco. Se hallaron los modelos estadísticos para estimar el desgaste de flanco, así como los errores absolutos medios de cada ecuación. El mejor desempeño correspondió al inserto GC2015 según las ecuaciones de regresión.

Abstract The present experimental study focuses on determining statistical models to predict flank wear during dry turning of AISI 316L stainless steel using two cutting inserts. Cutting parameters were compared using analysis of variance and simple regression. As a main result the significant effect of cutting feed and main time was found. Statistical models were used to estimate flank wear, as well as the mean absolute errors of each equation. The best performance corresponded to the GC2015 insert according to the regression equations.

Análisis cuantitativo de los elementos aleantes principales precipitados en billets de aluminio de aleación 6063 en equipo de fundición de colada continua horizontal para el proceso de extrusión

Resumen La escasez de estudios in situ sobre procesos de colada continua horizontal en aleaciones de aluminio, impulsa la necesidad de investigar la influencia de temperatura, velocidad y materia prima en billets de aluminio homogenizados AA6063. Aplicando ensayos de espectrometría, permiten cuantificar el porcentaje en peso de aleantes principales magnesio y silicio. Estos elementos al precipitar forman siliciuro de magnesio (Mg2Si) durante el proceso de homogenizado. Para este estudio se produjo billets de aleación normal y experimental, demostrando una relación inversa entre los niveles de siliciuro de magnesio y dureza Brinell; así también la influencia de bajos niveles de porcentaje en peso de Mg2Si en la reducción de la resistencia a la tracción en el material.

Abstract Lack of in situ studies about horizontal continuous casting process applied in production of aluminum alloy 6063 cast billets, promotes to investigate the direct influence of: temperature, velocity and raw material. Applying spectrometric tests to quantify the weight percent of main alloying elements such as Magnesium and Silicon. These elements precipitate to form magnesium silicide (Mg2Si) during homogenization process. For this study it was necessary to produce billets with normal and experimental alloy levels to demonstrate an inverse relation between magnesium silicide and Brinell hardness. Equally important, the effect of reduction of the material tensile strength due to low levels of magnesium silicide

Robot salamandra anfibio con locomoción bioinspirada

Resumen En este artículo se presenta el desarrollo de un robot anfibio con una dinámica de movimiento bioinspirada en la locomoción de la salamandra (Cryptobranchidae). El robot es teleoperado mediante una aplicación para dispositivos móviles (Smartphones, tablets, etc.). Se propone una estructura que permita al robot llevar a cabo dos acciones: caminar y nadar. Los movimientos de una salamandra real se han estimado basándose en una cámara cenital y se ha diseñado un algoritmo de control de locomoción que replique esos movimientos. El desempeño del robot se ha evaluado utilizando como métrica el error cuadrático medio entre el movimiento del robot y de la salamandra obteniendo errores menores al 5 % en los ángulos de movimiento de la espina dorsal.

Abstract This paper presents the development of an amphibious robot with a motion dynamics bioinspired on the locomotion of the salamander (Cryptobranchidae). The robot is teleoperated by an application for handled devices. We propose a structure to perform two different motions: walk and swim. We extract the movements from a real salamander by a zenith camera, and a locomotion control algorithm is designed to reply this movements. We evaluate the performance of the robot in comparison with the real animal movements using the RMSE (Root Mean Square Error) as metric of evaluation. We obtain errors less than 5 % in the angles of backbone movement.

Diseño e implementación de un sistema de control de voltaje y frecuencia de un sistema eléctrico de potencia a escala para la Universidad Politécnica Salesiana, sede Cuenca

Resumen El presente articulo presenta la simulación e implementación de un controlador PID, mediante el uso del software MATLAB y LabView. El proceso controlado es un sistema eléctrico de potencia a escala, el cual se encuentra operativo en los laboratorios de la Universidad Politécnica Salesiana de Cuenca. El controlador descrito tiene el objetivo de mantenerfijos los valores de frecuencia y voltaje producido por un generador síncrono y un motor trifásico acoplado por sus ejes mediante una banda, ante los distintos agentes externos de perturbaciones como la variación de la carga de la red eléctrica.

Abstract This paper presents the simulation and implementation of a PID controller by using the MATLAB and LabView software. The controlled process is an Electrical Power System scale, which is operating in the laboratories of the Universidad Politécnica Salesiana of Cuenca. The controller’s purpose described is to maintain fixed the values of frequency and voltage produced by a synchronous generator and a coupled three-phase motor by their shafts by a band, to various external agents disturbances such as load variation in the power grid.

Mobile robot with vision based navigation and pedestrian detection

Abstract This article proposes the design and implementation of a low-cost vision based navigation mobile robot that tracks pedestrians in real time using an IP camera onboard. The purpose of this prototype is the navigation based on people tracking keeping a safe distance by PID and on-off controllers. For the implementation we evaluate two pedestrian detection algorithms: HOG cascade classifier and LBP cascade classifier off-line and onboard the robot. In addition, we implement a communication system between the robot and the ground station. The metrics of evaluation for the pedestrian detection proposals were precision and sensibility, obtaining better results with HOG. Finally, we evaluate the communication system, computing the delay of the controller response; the results show that the system works properly with a transmission rate of 115200 bauds.

Resumen Este artículo propone el diseño e implementación de un robot móvil con navegación basada en visión, de bajo costo, que sigue la trayectoria de peatones en tiempo real usando una cámara IP a bordo. El propósito de este prototipo es la navegación basada en el seguimiento de personas conservando una distancia segura a través de controladores PID y on − off. Para la puesta en marcha se evalúan dos algoritmos de detección de peatones: cascada de clasificadores HOG y cascada de clasificadores LBP, tanto fuera de línea como a bordo del robot. Adicionalmente, se implantó un sistema de comunicación entre el robot y una estación de tierra. Las métricas de evaluación para las propuestas de detección de personas fueron la precisión y sensibilidad, obteniendo mejores resultados con HOG. Al final, se evaluó el sistema de comunicación, calculando el retraso de la respuesta del controlador. Los resultados mostraron que el sistema trabaja adecuadamente para una tasa de transmisiónde 115200 baudios.