Revista Digital Novasinergia

Control basado en lógica difusa: De los fundamentos a las aplicaciones

Resumen: Desde sus inicios la lógica Difusa ha demostrado su utiidadl en distintas áreas del conocimiento; para el caso particular de sistemas de control de procesos, desde la construcción de modelos de procesos, hasta el diseño de controladores avanzados ha probado su efectividad e importancia en aplicaciones industriales. En este artículo se presenta una guía para el estudio de sistemas basados en lógica difusa enfocados al control de procesos, iniciando con sus origenes, fundamentos teóricos y una guía para la construcción de algunos controladores de lazo implementados sobre una planta benchmark.

Abstract: Since its beginning, Fuzzy logic has shown its usefulness in different areas of knowledge; for the particular case of process control, from the construction of process models to the design of advanced controllers, it has proven its effectiveness and importance on industrial applications. This work presents a guide for studying systems based on fuzzy logic for process control, starting from the origins, theoretical foundations, and a guide for constructing some loop controllers implemented on a benchmark plant.

Solución en serie de potencias para el espectro de energía de un potencial de pozo cuadrado finito unidimensional

Resumen: En el presente trabajo se estudia el problema de una partícula en un pozo de potencial cuadrado finito. Los autovalores correspondientes al hamiltoniano del problema anterior se encuentran por medio de un método que combina el teorema de inversión de Lagrange con una relación de recurrencia para calcular derivadas de orden superior de una función inversa. La metodología utilizada nos permitió obtener una solución en serie de potencias para el potencial de pozo cuadrado finito que dependen del número cuántico principal y de la fuerza de atracción. Por otro lado, nuestros resultados reproducen, como casos particulares, expresiones generales de los autovalores para una partícula ubicada en el fondo del pozo, en la mitad del pozo y en el tope del pozo de potencial. Las energías calculadas se comparan con las soluciones exactas de la ecuación trascendental para el pozo finito

Abstract: In this work we study the problem of a particle in a finite square potential well. The eigenvalues corresponding to the Hamiltonian of the previous problem are found by a method which combines the Lagrange inversion theorem with a relation of recurrence to calculate derivatives of higher order of an inverse function. The methodology used allowed us to obtain a solution in of power for the finite square well potential that depend on the principal quantum number and of the force of attraction. On the other hand, our results reproduce, as special cases, general expressions of the eigenvalues for a particle located at the bottom of the well, in the middle of the well and at the top of the potential well. The calculated energies are compared with the exact solutions of the transcendental equation for the finite well.

Atractores en funciones lineales crecientes por parte en la recta real

Resumen: Las funciones lineales por parte (o a trozos) aparecen como modelos matemáticos para describir sistemas provenientes de la ingeniería eléctrica, ciencias físicas y economía, recientemente también aparece en modelos de la actividad neuronal. Se considera una familia a 4 parámetros de funciones lineales crecientes por parte sobre la recta real ℝ usando la teoría de funciones continua crecientes por parte sobre intervalos compactos para estudiar la existencia de conjuntos atractores y describir la dinámica del atractor, verificando la existencia de órbitas periódicas, transitividad y la existencia de medidas ergódicas invariantes. Se demuestra específicamente los diferentes valores del parámetro donde la familia exhibe un intervalo atractor. Se prueba las condiciones necesarias y suficientes para que el conjunto atractor sea globalmente atractor, de hecho, en este caso se prueba que la dinámica de dicho atractor se comporta como la dinámica de la rotación de Poincaré del círculo unitario. También, se describe bajo qué condiciones en los parámetros la familia exhibe un atractor topológico. Finalmente se prueba la existencia de medidas invariantes ergódicas absolutamente continua a la medida de Lebesgue asociado a la familia restricta al atractor, inclusive se prueba el caso equivalente a la medida de Lebesgue.

Abstract: Piecewise linear maps appear in mathematical models to describe systems from electrical engineering, physical sciences and economics recently also appears in models of neural activity. It is considered a family with 4 parameters of piecewise increasing linear maps on the real line ℝ using the theory of piecewise continuous increasing transformations on the compact intervals to study the existence of an attractor set and describe the dynamics of the attractor, verifying the existence of periodic orbits, transitivity and the existence of ergodic invariant measures. The different values of the parameter where the family exhibits an attractor interval are specifically demonstrated. The necessary and sufficient conditions are tested for the attractor set to be globally attractor. in fact, in this case it is proved that the dynamics of said attractor behaves like the dynamics of the Poincaré rotation on the unit circle. Also, it is described under what conditions in the parameters the family exhibits a topological attractor. Finally, the existence of absolutely continuous ergodic invariant measures to the Lebesgue measure associated with the family restricted to the attractor is proven, the case in which the measure is equivalent to the Lebesgue measure is even tested.

Modelos predictivos de los contagios de la COVID-19 para la provincia de Loja - Ecuador

Resumen: La provincia de Loja, como en todo el mundo, ha sido afectada por la COVID-19, lo que puso a prueba la capacidad de los sistemas de salud y a sus gobernantes. Ante este escenario, obtener predicciones de los casos de contagios constituye un factor importante para tomar decisiones. Para predecir el nivel de contagios se utilizaron, el método numérico de las diferencias divididas, modelo logístico simple, un modelo logístico mejorado en el que se incluye la proporción de confinamiento y, el método de los mínimos cuadrados. Se utilizaron datos proporcionados por el Ministerio de Salud Pública del Ecuador en un período de 399 días desde la aparición de los primeros casos y su procesamiento se realizó con el Software GNU Octave, versión: 5.1.0. Los modelos logísticos son poco satisfactorios debido al desconocimiento de algunos factores, como la tasa de contagios, recuperados, movilidad de individuos contagiados y su interacción con los individuos no contagiados, la proporción del nivel de confinamiento en cada jurisdicción política. El método de los mínimos cuadrados ofrece mejores resultados para las predicciones, ya que no emplea tasas ni proporciones y minimiza el error cuadrático, es decir encuentra la curva que pasa entre los puntos de los datos.

Abstract: The province of Loja, like the rest of the world, has been affected by COVID-19, which put the capacity of health systems and their leaders to the test. Given this scenario, obtaining predictions of the cases of contagion is an important factor in making decisions. To predict the level of infections, the numerical method of divided differences, a simple logistic model, an improved logistic model that includes the proportion of confinement, and the least squares method were used. Data provided by the Ministry of Public Health of Ecuador were used in a period of 399 days from the appearance of the first cases and their processing was carried out with the GNU Octave Software, version: 5.1.0. Logistic models are unsatisfactory due to insufficient information about some factors, such as the rate of infections, recoveries, mobility of infected individuals and their interaction with non-infected individuals, and the proportion of the level of confinement in each political jurisdiction. The method least squares offers better results for predictions, since it does not use rates or proportions and minimizes the quadratic error, that is, it finds the curve that passes between the data points.

Análisis del factor ruido en las actividades de mantenimiento aeronáutico militar

Resumen: El ruido es el factor de riesgo más importante al que está sometido el personal de mantenimiento aeronáutico militar, siendo necesario verificar si dicho factor se encuentre dentro del límite establecido en la normativa. En la presente investigación se realizaron mediciones de ruido en las Bases Aéreas ecuatorianas de Salinas, Guayaquil, Taura, Manta y Cotopaxi, seguidamente se contrastaron con los límites de 85 dB para labores operativas y 70 dB para aquellas que impliquen mayor concentración, posteriormente se aplicaron los test ANOVA y Tukey, para verificar la relación entre los niveles de presión sonora LAeqD, el tipo de aeronave y la ubicación o actividad. Conforme a los resultados obtenidos, en las aeronaves a turbohélice, supersónicas y transporte se alcanzaron 93 dB, 105 dB y 91 dB respectivamente, principalmente en el despacho de aeronaves. Si bien el 34.72% de puntos superaron los 70 dB y el 19.44% sobrepasaron los 85 dB, no obstante, los trabajos respectivos no implican alto grado de concentración y pueden ser reducidos con elementos de protección auditivos. De acuerdo con el análisis estadístico, es posible aseverar que los niveles de ruido dependen del lugar o actividad de mantenimiento realizado, más no del tipo de aeronave

Abstract: Noise is the most important risk factor to which military aeronautical maintenance personnel is subjected. Therefore, it is necessary to verify whether this factor is within the limit established in the regulations. Noise measurements were taken at the Ecuadorian Air Bases of Salinas, Guayaquil, Taura, Manta, and Cotopaxi. The measured values were contrasted with the limits of 85 dB for operational work and 70 dB for those involving higher concentrations, then ANOVA and Tukey tests were applied to verify the relationship between sound pressure levels LAeqD, type of aircraft, and location or activity. According to the results, 93 dB, 105 dB, and 91 dB were reached in turboprop, supersonic, and transport aircraft, respectively, mainly in aircraft dispatch. Although 34.72% of the points exceeded 70 dB and 19.44% exceeded 85 dB, the respective works do not involve a high concentration. They can be reduced with hearing protection elements. Therefore, according to the statistical analysis, it is possible to assert that the noise levels depend on the place or maintenance activity, but not on the type of aircraft.

Evaluación de materiales litológicos oxídicos como adsorbentes para el tratamiento de efluentes y aguas residuales

Resumen: En la presente investigación se evaluó un sistema de filtración lenta en medio granular utilizando sustratos adsorbentes preparados a partir de materiales litológicos oxídicos de dos localidades andinas identificadas como G y V, que fueron caracterizados químicamente. Se prepararon filtros monocapa y bicapa con lechos tubulares de 5 y 8 mm de longitud como sistema de tratamiento de agua residual con turbidez de 76 UNT, DBO 230 mg/L y DQO 445 mg/L. Se analizó la turbidez, el pH y la conductividad eléctrica en alícuotas de 100 mL del percolado hasta la saturación del lecho filtrante. Los resultados muestran que los materiales estudiados depuran el agua residual a través de un proceso de filtración y adsorción, al emplear un filtro bicapa estructurado con el material G se obtuvo una remoción de la turbidez residual en 61 %. Adicionalmente, se logró la reducción del 97.4 de la DBO y 94 % de la DQO, en contraste con el 86 % obtenido con el filtro de arena convencional de tres capas. Los resultados demuestran la potencialidad del uso de estos medios granulares para la depuración de aguas residuales y efluentes como sistemas filtrantes alternativos, ecológicos y de bajo costo.

Abstract:In the present investigation, a slow filtration system in a granular medium was evaluated. We used adsorbent substrates prepared from oxidic lithological materials from two Andean localities identified as G and V, which were chemically characterized. Monolayer and bilayer filters with tubular beds of 5 and 8 mm in length were prepared as a wastewater treatment system with a turbidity of 76 NTU, BOD 230 mg/L, and COD 445 mg/L. The turbidity, pH, and electrical conductivity were analyzed in 100 mL aliquots of the percolate until the filter bed was saturated. The results show that the studied materials purify the residual water through a filtration and adsorption process. For instance, when using a structured bilayer filter with material G, removal of residual turbidity was obtained in 61 %. Additionally, a BOD reduction of 97.4 % o and COD of 94 % was achieved, in contrast to the 86 % obtained with the conventional three-layer sand filter. The results demonstrate the potential of using these granular media to purify wastewater and effluents as alternative, ecological, and low-cost filter systems

Evaluación de la concentración y distribución espacial de material particulado en los campus de la UNACH - Riobamba

Resumen: El objetivo de la presente investigación fue realizar un análisis comparativo de los niveles de concentraciones de Material Particulado Volátil y Sedimentable (PMV y PMS), en los tres campus de la Universidad Nacional de Chimborazo. El PMV se midió con el equipo DustTrak™ II por 24 días y el PMS se determinó por medio de un sistema de monitoreo pasivo. La caracterización de metales asociados al PM fue mediante espectroscopia de fotones rayos X dispersados (EDX). De acuerdo a la legislación ecuatoriana y la OMS, las concentraciones de PM2.5 en las estaciones de monitoreo no exceden los limites máximo permisibles. El PM10 presento un valor medio de 10 µg/m3, máximo de 15 µg/m3 y un mínimo de 6 µg/m3. Los metales asociados al PM son 11 elementos de origen antropogénico y natural, donde la principal fuente responsable es el tráfico, industria, construcción, partículas de polvo y ceniza. La distribución espacial del PM, determinó que los focos de emisión son de escala local; con un radio crítico de arrastre y deposición de 50 m. Con ello se demuestra que la modelación de PM, a través de herramientas SIG, brinda resultados favorables para estudiar el comportamiento de las partículas

Abstract: The objective of this research was to carry out a comparative analysis of the levels of concentrations of Volatile and Sedimentable Particulate Material (PMV and PMS), in the three campuses of the National University of Chimborazo. PMV was measured with the DustTrak™ II equipment for 24 days and PMS was determined through a passive monitoring system. The characterization of metals associated with PM was by scattered X-ray photon spectroscopy (EDX). According to the Ecuadorian legislation and the WHO, the concentrations of PM2.5 in the monitoring stations do not exceed the maximum permissible limits. PM10 presented a mean value of 10 µg/m3, a maximum of 15 µg/m3 and a minimum of 6 µg/m3. The metals associated with PM are 11 elements of anthropogenic and natural origin, where the main responsible source is traffic, industry, construction, dust particles and ash. The spatial distribution of PM determined that the emission sources are on a local scale; with a critical radius of drag and deposition of 50 m. This shows that PM modeling, through GIS tools, provides favorable results to study the behavior of particles

Evaluación del impacto socio ambiental del reservorio de siembra pluvial Yanarumi, cantón Guano

Resumen: El objetivo de esta investigación fue determinar el impacto ambiental y social de la técnica ancestral de siembra de lluvia, mediante el análisis del sistema de recolecta pluvial Yanarumi, ubicado en el páramo de San Carlos, parroquia Valparaíso, cantón Guano, provincia de Chimborazo, Ecuador. El sistema Yanarumi, consiste en una excavación, sin recubrimiento, que recoge la precipitación por infiltración natural y la transporta hacia una vertiente antes de su uso; desde el año 2013, el sistema abastece de agua de riego a la población del sector. Para evaluar cualitativa y cuantitativamente el impacto ambiental, se utilizó la metodología de las matrices causa-efecto y de momento, y para evaluar el impacto social, la metodología del retorno social de la inversión, SROI. Los resultados obtenidos mostraron, impactos negativos en la etapa de construcción del sistema, pero positivos en la etapa de operación; respecto al SROI, resultó en una relación positiva beneficio/costo de 4.26 USD. Estos hallazgos sugieren: (1) estos sistemas de recolección de agua son amigables con el ambiente y (2) la conveniencia de implementar sistemas ancestrales de aprovechamiento del agua en áreas con deficiencia de agua.

Abstract: The objective of this research was to determine the environmental and social impact of the ancestral technique of rainwater harvesting through the analysis of the Yanarumi rainwater collection system, located in the San Carlos páramo, Valparaíso parish, Guano canton, Chimborazo province, Ecuador. The Yanarumi system consists of an uncovered excavation that collects precipitation by natural infiltration and transports it to spring before its use; since 2013, the system has been supplying irrigation water to the sector's population. The cause-effect and the moment matrix methodology were used to evaluate the environmental impact (quantitative and qualitative). In addition, the social return on investment (SROI) methodology was used to evaluate the social impact. The results obtained showed negative impacts in the construction stage of the system but positive in the operation stage; regarding the SROI, it resulted in a positive benefit/cost ratio of 4.26 USD. These findings suggest: (1) these water harvesting systems are environmentally friendly and (2) the convenience of implementing ancestral water use systems in water-deficient areas.

Influencia de la densidad del aire en el consumo de combustible en vehículos livianos

Resumen: La eficiencia energética en vehículos livianos es un factor importante para las empresas automotrices como para el consumidor final. Las diferentes marcas de vehículos calculan el consumo de combustible utilizando estándares propios de la industria automotriz sin considerar factores externos, tales como, la densidad del aire, entre otros. Por lo que el valor proporcionado por el fabricante es un valor referencial que puede diferir del real. El objetivo de este estudio es analizar el efecto que tiene la densidad del aire en el consumo de combustible de un vehículo de uso general en el Ecuador. Para lograr nuestro objetivo realizamos una simulación Model-in-the-Loop (MIL). Para este estudio se consideraron factores externos característicos de distintas localizaciones geográficas en Ecuador. Se determinó que en las ciudades evaluadas de la región Costa, el consumo de combustible del vehículo fue aproximadamente de 7.214 L/100 km, mientras que la sierra de 6.842 L/100 km. Así, el efecto de la resistencia aerodinámica (la densidad del aire) es reducir el consumo de combustible en la región Sierra en aproximadamente 5%.

Abstract: Energy efficiency in light-duty vehicles is an important factor for both automotive companies and end consumers. However, different vehicle brands calculate fuel consumption using automotive industry standards without considering external factors, such as air density. Therefore, the value provided by the manufacturer is a reference value that may differ from the actual value. This study aims to analyze the effect of air density on the fuel consumption of a general-purpose vehicle in Ecuador. To achieve our objective, we performed a Model-in-the-Loop (MIL) simulation. For this study, external factors characteristic of different geographical locations in Ecuador were considered. As a result, it was determined that in the cities evaluated in the coastal region, vehicle fuel consumption was approximately 7.214 L/100 km. In comparison, in the highlands, it was 6.842 L/100 km. Thus, the effect of aerodynamic drag (air density) reduces fuel consumption in the Sierra region by approximately 5%.

La cadena de producción del Cacao en Ecuador: Resiliencia en los diferentes actores de la producción

Resumen: En los últimos tres años Ecuador, se ha situado como el tercer productor mundial de cacao. Varios factores como el cambio climático, altas concentraciones de cadmio y la pandemia global del COVID-19 están influyendo en la cadena productiva del cacao ecuatoriano. El análisis de las características de la cadena productiva y de comercialización del cacao, los datos de producción y exportación, las características de los tipos de cacaos, y productores muestran que Ecuador tiene una gran potencialidad para mantenerse en los estándares productivos. Aunque se han propuesto planes para la mejora competitiva del cacao ecuatoriano, estos planes no han considerado el entorno de producción del agricultor. El análisis de los factores que intervienen en la cadena del cacao ha permitido concluir que la resiliencia de la producción cacaotera ecuatoriana depende de la articulación de cinco acciones basadas en: (1) mejorar el entorno rural del productor, (2) fomentar la asociatividad y cooperativismo, (3) mejorar la productividad y el consumo del mercado nacional, (4) consolidar el mercado internacional, (5) e investigación orientada al mejoramiento. Estas propuestas se plantean como ejes de trabajo a mediano plazo. Es imperativo engranarlos en una acción encaminada a dar una mayor resiliencia a la cadena productiva

Abstract:Cocao is one of the traditional Ecuadorian export products. In the last three years, Ecuador has been the third-largest producer in the world. Several factors, such as climate change, high cadmium (Cd) concentrations, and the global pandemic of COVID-19, are influencing the Ecuadorian cacao production chain. Based on an analysis of the characteristics of the Ecuadorian cocoa production and marketing chain, the production and export data, the features of the types of cocoas, the types of producers, it is shown that this country has great potential to remain within production standards. Although some previous plans have been proposed for the competitive improvement of Ecuadorian cacao, based on the production chain, these plans have not considered the farmer's production environment. The analysis of the different factors that intervene in the cacao chain has allowed concluding that the resilience of the Ecuadorian cacao production depends on the articulation of five actions based on: (1) improving the rural environment of the producer, (2) promoting associativity and cooperativity, (3) improve productivity and consumption in the national market, (4) consolidate the international market, (5) and research focused on improvement. These are proposals that are proposed as axes of work in the medium term. Therefore, it is imperative to engage them in action to provide further resilience to the production chain.