Revista Digital Novasinergia

Impact of pre-treatments and laccase enzyme on the degradation of oxytetracycline spiked milk and sweet whey

Resumen: El objetivo de este trabajo fue analizar el efecto de diferentes pretratamientos y uso de lacasa sobre la degradación de residuos de oxitetraciclina en leche y suero. Muestras de leche con una concentración de 200 µM de oxitetraciclina fueron tratadas térmicamente, desueradas, descremadas o se dejaron sin tratamiento. Éstas a su vez fueron divididas en 3 subgrupos, los cuales fueron inoculados con 0.1, 0.2 o 0.3 mg L-1 de lacasa. Se tomaron muestras control al tiempo 0 y, posteriormente a la adición de la enzima, se tomaron muestras cada hora durante 6 horas. Se realizó una extracción y cuantificación del antibiótico en las muestras de leche o suero a través de cromatografía líquida de alta resolución. Finalmente se aplicó un procedimiento de ANOVA de Medidas Repetidas y las diferencias entre grupos se determinaron con el test de Bonferroni. Los pretratamientos térmico y descremado no disminuyeron sustancialmente la oxitetraciclina en la leche, mientras que el desuerado resultó en un suero con una reducción de más del 75% del antibiótico. Ninguno de estos tratamientos favoreció la acción de la lacasa. Usar el doble o triple la concentración de lacasa a lo largo de las 6 horas de estudio no aumentó la degradación del antibiótico. Con el uso de lacasa en la leche cruda o el desuerado se consiguió residuos del antibiótico por debajo del límite establecido por el Codex Alimentarius, de tal manera que la leche o el suero ya pueden ser desechados directamente al medio ambiente o usar para la alimentación animal.

Abstract: This work aimed to analyze the effect of different pretreatments and the use of laccase on the degradation of oxytetracycline residues in milk and whey. Milk samples containing 200 µM concentration of oxytetracycline were heat treated, coagulated to obtain whey, skimmed, or left untreated. In turn, these were divided into 3 subgroups, which were inoculated with 0.1, 0.2 or 0.3 mg L-1 of laccase. Control samples were taken at time 0 and, after the addition of the enzyme, samples were taken every hour for 6 hours. Extraction and quantification of the antibiotic in the milk or whey samples were performed by high-performance liquid chromatography. Finally, a Repeated Measures ANOVA procedure was applied and the differences between groups were determined with the Bonferroni test. The thermal pretreatments and skimming did not substantially decrease oxytetracycline in milk, while acid coagulation resulted in whey with a reduction of more than 75% of the antibiotic. None of these treatments favored laccase activity. Using double or triple the concentration of laccase throughout the 6-hour study did not increase the degradation of the antibiotic. The use of laccase on raw milk or acid coagulation resulted in antibiotic residues below the limit established by the Codex Alimentarius so that the milk or whey could be disposed of directly into the environment or used for animal feed.

Recycled brick for the production of permeable paving for parking lots

Resumen: En la actualidad se han visto problemas sociales, como la presencia de residuos de ladrillos en las calles y fuertes lluvias, afectando a la población en general, es así como se ha visto por conveniente utilizar el ladrillo reciclado como material para la elaboración de un pavimento permeable para parqueaderos con la finalidad de mitigar el impacto producido por las lluvias. La presente investigación utilizó el diseño de experimentos factorial 22 para la optimización de los diseños, para los cuales se manipularon dos variables, el ladrillo reciclado y agregado fino. La investigación buscó mejorar la resistencia a compresión del pavimento permeable. Se consiguió mejorar la resistencia a compresión del pavimento permeable obteniendo una resistencia a compresión promedio a los 28 días de 217 kg/cm2 utilizando proporciones de 4% de ladrillo reciclado molido y 8% de agregado fino, también se obtuvo un módulo de rotura de 29.97 kg/cm2 y una permeabilidad de 0.241 cm/s. Con los resultados obtenidos y en concordancia con la Norma ACI 522r-10 se concluye que el ladrillo debido a su alta resistencia permite utilizar una menor proporción de agregado fino para evitar disminuir la permeabilidad y de esa manera se puede elaborar un pavimento permeable para parqueaderos.

Abstract: At present, social problems have been seen, such as the presence of brick residues in the streets and heavy rains, affecting the population in general, so it has been seen as convenient to use recycled brick as a material for the preparation of a pavement. permeable for parking lots in order to mitigate the impact produced by the rains. The present investigation used the 22 factorial design of experiments for the optimization of the designs, for which two variables were manipulated, the recycled brick and fine aggregate. The research sought to improve the compressive strength of the pervious pavement. It was possible to improve the compressive strength of the permeable pavement, obtaining an average compressive strength at 28 days of 217 kg/cm2 using proportions of 4% ground recycled brick and 8% fine aggregate, a modulus of rupture of 29.97 was also obtained. kg/cm2 and a permeability of 0.241 cm/s. With the results obtained and in accordance with the ACI 522r-10 Standard, it is concluded that brick, due to its high resistance, allows the use of a lower proportion of fine aggregate to avoid reducing permeability and thus a permeable pavement for parking lots can be made

Type II yogurt with the addition of acai pulp (Euterpe oleracea Mart) sweetened with Stevia rebaudiana

Resumen: En esta investigación se evaluó el efecto de la pulpa de acaí sobre la calidad fisicoquímica, sensorial y capacidad antioxidante de un yogur tipo II edulcorado con Stevia. Se planteó un diseño experimental completamente al azar con arreglo factorial, el factor en estudio correspondió a las concentraciones del 5, 10 y 15% de pulpa de acaí. Se estableció tres réplicas por ensayo de formulación, respectivamente. Para las variables fisicoquímicas y de capacidad antioxidante se utilizó la prueba de Tukey, mientras que, para el perfil sensorial, fue la prueba de Kruskal Wallis. Se determinó diferencia significativa en las variables de estudio y se obtuvo los siguientes resultados: pH 3.78 - 3.79; °Brix 6.53 - 7.03%; acidez 0.90 - 1.02%; densidad 1.036 - 1.039 g/ml; sólidos totales 11.93 - 12.05%; viscosidad de 291.67 - 382.67 mPa.s; proteína 2.43 - 2.49%; grasa 1.27 - 1.57%; fenoles totales 635.80 - 2002.04 mg EAG/mL; capacidad antioxidante 0.55 - 1.84 µmol EQ Trolox/mL; el ensayo con mejor aceptación sensorial fue el A3 (15% pulpa de acaí) el cual obtuvo diferencia significativa en el atributo sabor y textura; además, presentó mejores valores en colorimetría en cuanto a Luminosidad 74.87, saturación 2.47 y tono 19.30. A excepción del contenido proteico, todos los tratamientos presentaron calidad microbiológica y fisicoquímica dentro de lo exigido por la norma INEN 2395, por otra parte, se aceptó la hipótesis planteada ya que todos los parámetros evaluados variaron significativamente en las formulaciones propuestas. El yogur con pulpa de acaí puede ser considerado como un alimento con potenciales compuestos funcionales para beneficio del consumidor.

Abstract: In this research, the effect of acai pulp on the physicochemical, sensory quality, and antioxidant capacity of a type II yogurt sweetened with Stevia was evaluated. A completely randomized experimental design with a factorial arrangement was proposed, the factor under study corresponded to the concentrations of 5, 10 and 15% of acai pulp. Three replicates per formulation trial were established respectively. The Tukey test was used for the physicochemical and antioxidant capacity variables, while the Kruskal Wallis test was used for the sensory profile. A significant difference was determined in the study variables and the following results were obtained: pH 3.78 - 3.79; °Brix 6.53 - 7.03%; acidity 0.90 - 1.02%; density 1,036 - 1,039 g/ml; total solids 11.93 - 12.05%; viscosity of 291.67 - 382.67 mPa.s; protein 2.43 - 2.49%; fat 1.27 - 1.57%; total phenols 635.80 - 2002.04 mg EAG/mL; antioxidant capacity 0.55 - 1.84 µmol EQ Trolox/mL; the test with the best sensory acceptance was A3 (15% acai pulp) which obtained a significant difference in the flavor and texture attribute, in addition, it presented better values in colorimetry in terms of Lightness 74.87, saturation 2.47 and tone 19.30. Except for the protein content, all the treatments presented microbiological and physicochemical quality within the requirements of the INEN 2395 standard, on the other hand, the proposed hypothesis was accepted since all the evaluated parameters varied significantly in the proposed formulations. Yogurt with acai pulp can be considered a food with potential functional compounds for the benefit of the consumer.

Feasibility analysis of the use of GPU to improve the efficiency of metaheuristics optimization algorithms

Abstract: Currently, several real-world optimization problems have been mathematically modeled. The modeling process considers as much information as possible to provide valid results, and the obtained model is commonly computationally solved. However, as information increases, complexity also increases. Consequently, a larger computational capacity is needed to solve complex and scalable problems. As a result, meta-heuristic algorithms have been developed to solve complex optimization problems. These algorithms are commonly used for two or more dimensions in which vector and matrix operations are involved. Therefore, it is helpful to carry out parallel processes that reduce the runtime to solve this problem. Currently, multi-core central processing units (CPUs) manage to solve small problems with parallel calculations easily. However, the Graphics Processing Unit (GPU) improves performance because it integrates a more significant number of cores than the CPU. It is very useful for solving problems using several processes in parallel. The matrix operations, the Travelling Salesman Problem (TSP), and the electric transmission expansion planning (TEP) problem have been implemented using the GPU to verify the processor's contribution to the performance of scientific calculations. In the results, the GPU helped solve the TSP. Because more solutions or candidate particles were analyzed in less time. Because of these results, it was assumed that there would be a better performance in solving the TEP problem by using the GPU and analyzing a more significant number of candidate topologies in less time. However, this was not the case; according to the results, the use of the GPU takes longer when analyzing more particles.

Resumen: Actualmente, varios problemas de optimización del mundo real han sido modelados matemáticamente. El proceso de modelado considera la mayor cantidad de información posible para proporcionar resultados válidos, y el modelo obtenido comúnmente se resuelve computacionalmente. Sin embargo, a medida que aumenta la información, también aumenta la complejidad. En consecuencia, se necesita una mayor capacidad computacional para resolver problemas complejos y escalables. Como resultado, se han desarrollado algoritmos meta-heurísticos para resolver problemas complejos de optimización. Estos algoritmos se usan comúnmente para dos o más dimensiones en las que están involucradas operaciones vectoriales y matriciales. Por lo tanto, es útil realizar procesos paralelos que reduzcan el tiempo de ejecución para solucionar este problema. Actualmente, las unidades centrales de procesamiento (CPU, por sus siglas en inglés) multinúcleo logran resolver fácilmente pequeños problemas con cálculos paralelos. Sin embargo, la unidad de procesamiento de gráficos (GPU, por sus siglas en inglés) mejora el rendimiento porque integra una cantidad de núcleos más importante que la CPU. Es muy útil para resolver problemas utilizando varios procesos en paralelo. Las operaciones matriciales, el problema del vendedor y el problema de planificación de expansión de la transmisión (TEP) han sido seleccionados para implementarse utilizando la GPU para verificar la contribución del procesador al rendimiento de los cálculos científicos. En los resultados, la GPU ayudó a resolver el "problema del vendedor" porque se analizaron más soluciones o partículas candidatas en menos tiempo. Debido a estos resultados, se asumió que habría un mejor rendimiento resolviendo el problema TEP utilizando la GPU y analizando un número mayor de topologías candidatas en menos tiempo. Sin embargo, este no fue el caso; según los resultados, el uso de la GPU lleva más tiempo al analizar más partículas.

Development of a Parameterizable Simulator of 5G-New Radio based on Ray Tracing for Planning Urban cells

Abstract: Nowadays, the 5G New Radio broadband technology has begun to be deployed. Therefore, new tools focused on studying the standard and propagation conditions are needed. In this context, the development of a 5G New Radio simulator that allows experimentation with the different signal parameters, as well as to identify the main characteristics at the link level and wave propagation, is presented. The essential parts of the standard were analyzed and introduced into the software, from which the Physical Downlink Shared Channel and the Physical Uplink Shared Channel could be parametrized. Regarding urban cell planning, two calculations are included: i) SINR maps that allow the visualization of Signal to Noise and Interference Ratio (SINR) for parametrizable numbers of gNodeB, transmission power, downtilt, and so on; ii) Coverage simulation based on ray-tracing in 3D maps that also consider the permittivity and conductivity of buildings and terrain materials. Additionally, for channel characterization, the simulator presents the Power Delay Profile (PDP), and if there is movement, the Doppler shift is represented in the Scattering function. The result is a parameterizable simulator that integrates 5G-NR signal generation and coverage calculations for the deployment of 5G urban cells, with an average difference in the ray-tracing case of 7.11 dB between the measured and calculated values.

Resumen: En la actualidad se ha comenzado a desplegar la tecnología de banda ancha 5G New Radio. Por lo tanto, se necesitan nuevas herramientas enfocadas al estudio del estándar y las condiciones de propagación. En este contexto, se presenta el desarrollo de un simulador 5G New Radio que permite experimentar con los diferentes parámetros de las señales, así como identificar las principales características a nivel de enlace y propagación de onda. Se analizaron las partes más esenciales del estándar y se introdujeron en el software, a partir de lo cual se pudo parametrizar el Physical Downlink Shared Channel y el Physical Uplink Shared Channel. En cuanto a la planificación de celdas urbanas, se incluyen dos cálculos: i) Mapas SINR que permiten la visualización de Signal to Noise and Interference Ratio (SINR) para un número parametrizable de gNodesB, potencia de transmisión, downtilt, etc. ii) Simulación de cobertura basada en ray-tracing en mapas 3D que tiene en cuenta también la permitividad y la conductividad de los materiales de edificios y terreno. Además, para la caracterización del canal, el simulador presenta el Perfil de Retardo de Potencia (PDP), y si hay movimiento, el desplazamiento Doppler se representa en la función de dispersión. El resultado es un simulador parametrizable que integra la generación de señales de 5G-NR y cálculos de cobertura para el despliegue de celdas urbanas de 5G, con una diferencia media para el caso del ray-tracing de 7.11 dB entre los valores medidos y calculados.

Implementation and performance evaluation of a library to improve the communication with Maxon Motor's

Abstract: The development of robotic devices like exoskeletons involves using several components, such as actuators and sensors. These components exchange information with the main device or between them using a communication system; this allows data transfer during the device's operation. In addition, a communication system with good performance is the basis for the correct operation of the control system. In this context, selecting an appropriate methodology to meet design specifications during software development is necessary. This research presents the development of ALLEX CAN software, so named because it is part of the communication system of the ALLEX-2 (ALLEX version 2) prototype and uses the Controller Area Network (CAN) protocol. The system was created using the SocketCAN library as a base, which provides a range of tools to work with CAN interfaces. C++ was the programming language selected to develop this solution for its lower execution time. The performance of this software is compared with the ready-to-use functions provided by the manufacturer Maxon Motor. Experimental tests show the superior performance of our developed software.

Resumen: El desarrollo de dispositivos robóticos como los exoesqueletos implica el uso de varios componentes como actuadores y sensores. Estos componentes intercambian información con el dispositivo principal o entre ellos mediante un sistema de comunicación, esto permite la transferencia de datos durante el funcionamiento del dispositivo. Además, un sistema de comunicación con buen desempeño es la base para el correcto funcionamiento del sistema de control. En este contexto, es necesario seleccionar una metodología apropiada para cumplir con las especificaciones de diseño durante el desarrollo del software. Esta investigación presenta el desarrollo del software ALLEX (Autonomous Lower Limb Exoskeleton) CAN (Controller Area Network) software, llamado así porque forma parte del sistema de comunicación del prototipo ALLEX-2 (ALLEX versión 2) y usa el protocolo CAN. El sistema fue creado usando la librería SocketCAN por la gran cantidad de herramientas. C++ fue el lenguaje de programación elegido para el desarrollo de esta solución debido a su bajo tiempo de ejecución. El desempeño de este software se lo compara con las funciones proporcionadas por el fabricante Maxon Motor. Las pruebas experimentales muestran el rendimiento superior del software desarrollado frente al proporcionado por el fabricante.

Audit of the future, prospective and artificial intelligence to anticipate risks in organizations

Resumen: Resumen: La innovación digital es una herramienta estratégica en las organizaciones. La tecnología está revolucionando todos los ámbitos de los negocios, por lo que la prospectiva y la inteligencia artificial pueden presentarse como herramientas clave en los procesos de auditoría. Este artículo, a través de una revisión bibliográfica, entrevistas y análisis, busca determinar aspectos conceptuales relacionados con la auditoría del futuro y cómo esta temática ha sido abordada en las instituciones educativas y empresas en Ecuador. Entre los resultados se destaca que la prospectiva y la inteligencia artificial aplicadas en la auditoría se han convertido en herramientas para lograr niveles más altos de calidad, mejorar los procesos, reducir tiempo y dinero y proporcionar datos confiables para la toma de decisiones e identificación de riesgos. Los resultados también determinaron que algunas de las empresas calificadoras de riesgos en Ecuador no están conformes con el avance tecnológico y tienen un nivel bajo de utilización de herramientas tecnológicas e inteligencia artificial. De igual manera, las carreras de Contabilidad y Auditoría de las instituciones de educación superior no cuentan con avances en innovación ni consideran la enseñanza de la prospectiva o herramientas de inteligencia artificial en sus programas de estudios.

Abstract: Digital innovation is a strategic tool in organizations. Technology is revolutionizing all areas of business, so foresight and artificial intelligence can be presented as key tools in auditing processes. This article, through a literature review, interviews, and analysis, seeks to determine conceptual aspects related to the audit of the future and how this topic has been addressed in educational institutions and companies in Ecuador. Among the results, it is highlighted that foresight and artificial intelligence applied in auditing have become tools to achieve higher levels of quality, improve processes, reduce time and money, and provide reliable data for decision making and risk identification. The results also determined that some of the risk rating companies in Ecuador are not satisfied with technological advances and have a low level of use of technological tools and artificial intelligence. Similarly, accounting and auditing careers in higher education institutions do not have advances in innovation, nor do they consider the teaching of foresight or artificial intelligence tools in their curricula.

Development of a steganographic algorithm using random numbers

Resumen: El objetivo de la presente investigación es desarrollar un algoritmo esteganográfico basándose en la técnica LSB (Least Significant Bit), el filtro Canny Edge para la detección de bordes y la generación de números aleatorios para mejorar la seguridad de la información; para lo cual se compararon los indicadores de calidad de imagen Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) y Mean Square Error (MSE) y se aplicaron las pruebas esteganográficas: RS-Attack, Visual Attack , Byte Attack, pruebas benckmark para comprobar la hipótesis y obtener las conclusiones. Para desarrollar la aplicación se utilizó: Java (lenguaje de programación), Netbeans (IDE), Beyond Compare (comparar hexadecimales), Guiffy ImageDiff (comparar diferencias entre pixeles de las imágenes), StegSecret (realizar estegoanálisis) y Digital Invisible Ink Toolkit (para el cálculo métricas de calidad de imagen). Para tal fin se desarrolló dos prototipos (Prototipo I: LSB y Canny Edge; Prototipo II: LSB, Canny Edge y números aleatorios) y se comparó los resultados obtenidos, dando como resultado que se genera menos ruido al implementar el uso de número aleatorios en el proceso esteganográfico.

Abstract: This research aims to reduce noise in images by using steganography based on the LSB (Least Significant Bit) technique, the Canny Edge filter for edge detection, and the generation of random numbers. For this purpose, several indicators were compared, and various statistical tests were applied to test the hypothesis and draw conclusions. To develop the application, we used: Java (programming language), Netbeans (IDE), Beyond Compare (compare hexadecimals), Guiffy ImageDiff (compare differences between pixels in images), StegSecret (perform steganalysis), and Digital Invisible Ink Toolkit (to the calculation of image quality metrics: PSNR and MSE). For this purpose, two prototypes were developed (Prototype I: LSB and Canny Edge; Prototype II: LSB, Canny Edge, and random numbers). The results obtained were compared, resulting in less noise generated when implementing random numbers in the steganographic process.

A spatial approach for the identification the family orchards areas in rural areas: the case of Sinincay -Cuenca - Ecuador

Resumen: Cartografiar usos del suelo y delimitar ámbitos de estudio en las zonas periféricas de las ciudades ha sido uno de los temas centrales de la literatura sobre estudios urbanos y territoriales en países latinoamericanos con difícil acceso a datos en donde los procesos de transformación son acelerados. El objetivo de este estudio fue proponer una metodología aplicable para la detección de áreas de huertos familiares en zonas rurales de Cuenca. Se partió del uso de imágenes satelitales Sentinel-2 y procesos de clasificación no supervisados para identificar las posibles áreas de cultivos y con base en ello se definieron criterios espaciales para clasificar e identificar los huertos familiares, basados en las características propias de los huertos. Se identificó en campo un total de 699 huertos. Por lo tanto, este estudio es una primera aproximación a la identificación de huertos familiares en zonas rurales, y constituye una información de gran utilidad para los gobiernos locales, quienes son los encargados de impulsar estas actividades y a su vez mejorar las condiciones de producción, movilización y comercialización del grupo vulnerable que se dedica a la actividad agrícola de subsistencia. Es así como esta investigación puede ser replicada en diferentes localidades y contextos geográficos.

Abstract: Mapping land use and delimiting study areas in the peripheral zones of cities has been one of the central themes of the literature on urban and territorial studies in Latin American countries with difficult access to data where transformation processes are accelerated. The objective of this study was to propose an applicable methodology for the detection of home garden areas in rural areas of Cuenca. It was based on the use of Sentinel-2 satellite images and unsupervised classification processes to identify possible cultivation areas. Based on this, spatial criteria were defined to classify and identify home gardens, based on the characteristics of the gardens themselves. A total of 699 gardens were identified in the field. Therefore, this study is a first approximation to the identification of home gardens in rural areas and constitutes very useful information for local governments, who are responsible for promoting these activities and in turn improving the production, mobilization, and marketing conditions of the vulnerable group that engages in subsistence agriculture. Thus, this research can be replicated in different localities and geographical contexts.

Compressive and flexural strength of blocks made from cangahua, lime, clay, and straw

Resumen: La cangahua es un tipo de suelo abundante en zonas con influencia volcánica. Se caracteriza por su dureza y color amarillento. Este material ha sido utilizado en la construcción de viviendas en el Ecuador desde hace muchos años, quedando en desuso por la aparición de otros mampuestos con base de arcilla y cemento. Esta investigación, mediante una metodología de diseño experimental, determina las cantidades para realizar un bloque de cangahua, cuyas características mecánicas están acorde con lo especificado en la normativa nacional e internacional para su uso en la construcción. Estos resultados pueden aportar para que la cangahua sea utilizada no solo en la restauración patrimonial de edificaciones a base de tierra, abundantes en el Ecuador, sino también como una alternativa de material de baja energía incorporada para la realización de paredes en construcciones nuevas

Abstract: Cangahua is a type of soil abundant in areas with volcanic influence. It is characterized by its hardness and yellowish color. This material has been used in the construction of houses in Ecuador for many years, but it has fallen into disuse due to the appearance of other clay and cement-based masonry. This research, by means of an experimental design methodology, determines the quantities to make a cangahua block, whose mechanical characteristics are in accordance with what is specified in the national and international regulations for its use in construction. These results can contribute to the use of cangahua not only in the restoration of earthen buildings, which are abundant in Ecuador but also as an alternative low-energy material for the construction of walls in new buildings.