Ingeniería e Investigación

Evaluación de esfuerzos mediante elementos finitos en una herramienta agrícola de acción manual

Abstract This study addresses the imperative need for efficient hand-held agricultural tools, particularly in challenging contexts like hillside agriculture, by focusing on the redesign and evaluation of a manual tillage tool. The objective is to comprehensively assess the stress and fatigue life of a redesigned tool, considering different manufacturing materials such as steels (AISI/SAE 4140, 4130, 1060), A356 aluminum, and nodular cast irons. Employing finite element method simulations and the Von Mises equation, this research confirms an optimal performance within elastic limits for all materials, mitigating the risks of plastic deformation or breakage during normal operation, with Von Mises stresses ranging from 8.39 to 16.30 MPa. All the tools yielded optimal results, meeting the critical requirements for soil penetration resistance, reporting no fatigue failures, and exhibiting useful life values over 1.75 x 1013 years. In terms of ergonomics, A356 aluminum stands out, as it is less heavy and implies a lower effort by the operator, promoting efficient tillage without compromising comfort. This research provides nuanced insights for the design of agricultural tools, emphasizing the harmonious balance between efficiency, longevity, and operator comfort in sustainable practices.

Resumen Este estudio aborda la imperiosa necesidad de herramientas agrícolas manuales que sean eficientes, especialmente en ámbitos desafiantes como la agricultura en laderas, centrándose en el rediseño y evaluación de una herramienta de labranza manual. El objetivo es evaluar exhaustivamente la tensión y la vida útil ante la fatiga de una herramienta rediseñada considerando diferentes materiales de fabricación como aceros (AISI/SAE 4140, 4130, 1060), aluminio A356 y hierros fundidos nodulares. Empleando simulaciones del método de elementos finitos y la ecuación de Von Mises, esta investigación confirma un rendimiento óptimo dentro de los límites elásticos para todos los materiales, mitigando los riesgos de deformación plástica o rotura durante la operación normal, con tensiones de Von Mises que van de 8.39 a 16.30 MPa. Todas las herramientas presentaron resultados óptimos, cumpliendo con los requisitos críticos de resistencia a la penetración del suelo, sin reportar fallas por fatiga y demostrando valores de vida útil superiores a 1.75 x 1013 años. En términos de ergonomía, el aluminio A356 se destaca por ser menos pesado e implicar un menor esfuerzo por parte del operador, promoviendo una labranza eficiente sin comprometer la comodidad. Esta investigación proporciona percepciones matizadas para el diseño de herramientas agrícolas, enfatizando el equilibrio armonioso entre eficiencia, longevidad y comodidad del operador en prácticas sostenibles.

Efecto del secado convectivo y radiación infrarroja lejana sobre las propiedades físicas y microestructura de hojuelas de yacón (Smallanthus sonchifolius)

Abstract Convective drying is widely used in the food industry due to its simplicity and versatility, as it allows for better temperature control and heat distribution, which is essential for maintaining product quality. However, this method can be slower compared to infrared drying. The aim of this research was to evaluate the effect of convective and infrared drying on the physical properties and microstructure of yacón chips. An infrared dryer and a convection dryer were used to this effect, setting temperatures of 60, 70, and 80 °C for both methods. The color and texture properties, as well as the microstructure, changed with the increase in temperature. The greatest color variation in the yacón samples was reported by infrared drying at a temperature of 80 °C. Regarding texture, there were no differences between the two methods. The microstructure of the yacón samples dried by hot air exhibited more significant cell damage, especially at 60 °C, in comparison with infrared drying, which showed a more microporous and compact structure. The results indicate that the method used impacted shrinkage: infrared drying produced a higher level of shrinkage when compared to convective drying. It is important to note that this is a significant physical change that can adversely affect the quality of dehydrated food. Infrared drying produced greater rehydration in comparison with convective drying. Similarly, improved rehydration was observed at a temperature of 70 °C. In conclusion, the infrared drying method, coupled with appropriate drying conditions, constitutes a good alternative for drying yacón chips.

Resumen El secado convectivo es ampliamente utilizado en la industria alimentaria debido a su simplicidad y versatilidad, ya que permite un mejor control de la temperatura y distribución del calor, lo cual es esencial para mantener la calidad del producto. Sin embargo, este método puede ser más lento en comparación con el secado por infrarrojos. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto del secado convectivo y por infrarrojos en las propiedades físicas y la microestructura de las rodajas de yacón. Para ello, se utilizaron un secador por infrarrojos y un secador de convección, estableciendo temperaturas de 60, 70 y 80 °C para ambos métodos. Las propiedades de color y textura, así como la microestructura, cambiaron con el aumento de la temperatura. La mayor variación de color en las muestras de yacón correspondió al secado por infrarrojos a una temperatura de 80 °C. En cuanto a la textura, no hubo diferencias entre los dos métodos. La microestructura de las muestras de yacón secadas con aire caliente mostró un daño celular más significativo, especialmente a 60 °C, en comparación con el secado por infrarrojos, que mostró una estructura más microporosa y compacta. Los resultados indican que el método utilizado impactó en la contracción: el secado por infrarrojos produjo un nivel de contracción más alto en comparación con el secado convectivo. Es importante señalar que este es un cambio físico significativo que puede afectar negativamente la calidad de los alimentos deshidratados. El secado por infrarrojos produjo una mayor rehidratación en comparación con el secado convectivo. De manera similar, se observó una mejor rehidratación a una temperatura de 70 °C. En conclusión, el método de secado por infrarrojos, en combinación con condiciones de secado adecuadas, constituye una buena alternativa para el secado de rodajas de yacón.

El formalismo de la termodinámica química aplicado a un sistema químico oscilatorio con múltiples etapas

Abstract The thermodynamic optimization of a process focuses on consumption, production, and efficient use of energy. The unsteady-state nature of batch reactor processing requires describing the set of processes' dynamic behavior for energy optimization. This work aims to apply the formalism of chemical thermodynamics to a multistep chemical system in a batch reactor, aiming for a dynamic description of its evolution to the equilibrium state. As the system of study, we selected a mathematical model called the Oregonator, derived from the mechanism of the oscillating Belousov-Zhabotinsky reaction. In the methodology, we used the reaction quotient to evaluate the Gibbs function, the thermodynamic affinity, and the entropy generation as a function of the reaction extent. The results show that the overall reaction fulfills the thermodynamic fundamentals of chemical equilibrium, despite having a non-stoichiometric coefficient. However, the multistep coupled reaction system does not allow verifying compliance with the thermodynamic foundations of chemical equilibrium. We conclude that it is necessary to improve thermodynamic formalism to describe multistep chemical processes as a function of a global reaction extent variable. In this scenario, the entropy production rate emerges as a promising quantity.

Resumen La optimización termodinámica de un proceso se enfoca en el consumo, la producción y el uso eficiente de la energía. La naturaleza de estado no estacionario del procesamiento en reactores tipo batch requiere describir el comportamiento dinámico del conjunto de procesos en términos de optimización de energía. Este trabajo tiene como objetivo aplicar el formalismo de la termodinámica química a un sistema químico de múltiples etapas en un reactor tipo batch, buscando obtener una descripción dinámica de su evolución hacia el estado de equilibrio. Como sistema de estudio, seleccionamos el modelo matemático conocido como el Oregonator, que se deriva del mecanismo de la reacción oscilante de Belousov-Zhabotinsky. En la metodología, utilizamos el cociente de reacción para evaluar la función de Gibbs, la afinidad termodinámica y la generación de entropía en función del grado de avance de la reacción. Los resultados muestran que la reacción global cumple con los fundamentos termodinámicos del equilibrio químico, a pesar de tener un coeficiente no estequiométrico. Sin embargo, el sistema de reacción con múltiples pasos acoplados no permite verificar el cumplimiento de los fundamentos termodinámicos del equilibrio químico. Concluimos que es necesario mejorar el formalismo termodinámico para describir los procesos químicos de múltiples pasos en función de una variable global de avance de la reacción. En este escenario, la velocidad de generación de entropía surge como una cantidad prometedora.

Evaluación numérica de aisladores de soportes rodantes bidireccionales sometidos a sismos cercanos a la falla

ABSTRACT Base isolation with roller bearing systems has been widely studied in recent years due to its successful performance in the seismic protection of buildings and bridges. This paper numerically evaluates the effectiveness of a bi‑directional roller bearing (RB) seismic isolation system composed of sloped bearing plates and multiple rollers arranged in both orthogonal‑in‑plane directions. Previous experimental results obtained with unidirectional and bidirectional RBs were used to validate the 3D numerical model of an isolated building with RBs. The model was used to obtain the nonlinear response of a four‑story multi‑column building when subjected to pairs of scaled near‑fault earthquake records. The effects of the bearing plate inclination angle (ranging from 1.0 to 4.0°), the sliding friction force, and supplementary dissipation mechanisms (0.0‑0.5 N/kg, i.e. friction force normalized with the structure mass) were evaluated. The results show that the proposed bidirectional RB system is suitable for reducing the seismic response of stiff and flexible multi‑column structures. In particular, the RB system reduces the acceleration responses by 5‑85% in flexible structures and by 86‑96% in stiff ones. Furthermore, bearing plates with an inclination angle greater than or equal to 3.0° have significant benefits in terms of self‑centering capacity.

RESUMEN El aislamiento de base con sistemas de rodamiento ha sido ampliamente estudiado en los últimos años debido a su exitoso desempeño en la protección sísmica de puentes y edificaciones. Este artículo evaluó numéricamente la efectividad de un sistema de aislamiento sísmico bidireccional de soportes rodantes (RBs) compuesto por superficies de rodamiento inclinadas y múltiples rodillos dispuestos en ambas direcciones ortogonales en el plano. Se utilizaron resultados obtenidos con RBs unidireccionales y bidireccionales para validar el modelo numérico 3D de un edificio aislado con RBs. Se utilizó el modelo para obtener la respuesta no lineal de un edificio multicolumna de cuatro pisos frente a pares de registros escalados de terremotos cercanos a la falla. Se evaluaron los efectos del ángulo de inclinación de la superficie de rodamiento (en el rango de 1.0 a 4.0°), de la fuerza de fricción por rodamiento y de mecanismos suplementarios de disipación (0.0‑0.5 N/kg, i.e., fuerza de fricción normalizada con la masa de la estructura). Los resultados muestran que el sistema de RBs bidireccionales propuesto es adecuado para reducir la respuesta sísmica de estructuras multicolumna rígidas y flexibles. En particular, el sistema de RBs reduce las respuestas de aceleración en 5‑85 % en estructuras flexibles y en 86‑96 % en estructuras rígidas. Además, las superficies de rodamiento con un ángulo de inclinación mayor o igual a 3.0° muestran beneficios significativos respecto a su capacidad de autocentrado.

Exploración del margen operativo del canal como herramienta complementaria para el diseño de circuitos transceptores con enlaces seriales PAM4 de 25 Gbps

Abstract The design of high-speed serial links continues to attract the attention of the electronics industry due to the steady development of different telecommunications standards, generating a constantly growing data rate and new modulation schemes. However, conventional certification metrics can lead to sub-optimal transmit (Tx) and receive (Rx) circuit designs. Therefore, the Ethernet standard IEEE 802.3bj introduced a more effective evaluation method called channel operating margin (COM) to explore the design space at an early stage. Although the advantages of COM have been discussed in the literature and only a few works explore its potential as a backplane design tool, there are no reports on the use of COM as a complementary design tool for transceiver circuits. This work studies the use of COM as a complementary tool for transceiver design. COM performance is evaluated for four 100GBASE-KP4 backplanes and different equalization architectures. The impact of the metric and the challenges associated with incorporating new equalization structures into the COM flow are discussed. The results reveal a conventional Tx-Rx architecture that exceeds the COM threshold and an alternative one that improves the opening of the eye diagram but does not exceed the threshold.

Resumen El diseño de enlaces seriales de alta velocidad continúa atrayendo la atención de la industria electrónica debido al desarrollo constante de diferentes estándares de telecomunicaciones, generando una tasa de datos en constante crecimiento y nuevos esquemas de modulación. Sin embargo, las métricas de certificación convencionales pueden llevar a diseños de circuitos de transmisión (Tx) y recepción (Rx) subóptimos. Por lo tanto, el estándar Ethernet IEEE 802.3bj introdujo un método de evaluación más efectivo llamado margen de operación del canal (COM, por sus siglas en inglés) para explorar el espacio de diseño en una etapa temprana. Aunque las ventajas de COM han sido discutidas en la literatura y solo unos pocos trabajos exploran su potencial como una herramienta de diseño de backplane, no hay informes sobre el uso de COM como una herramienta de diseño complementaria para circuitos transceptores. Este trabajo estudia el uso de COM como una herramienta complementaria para el diseño de transceptores. El rendimiento de COM se evalúa para cuatro backplanes 100GBASE-KP4 y diferentes arquitecturas de ecualización. Se discuten el impacto de la métrica y los desafíos asociados a la incorporación de nuevas estructuras de ecualización en el flujo de COM. Los resultados revelan una arquitectura Tx-Rx convencional que supera el umbral de COM y una alternativa que mejora la apertura del diagrama de ojo pero no supera el umbral de COM.

Aplicación del algoritmo de optimización por senos y cosenos al problema de estimación paramétrica en motores de inducción trifásicos

Abstract The steady-state analysis of electrical machines requires a detailed characterization of their equivalent electrical circuit, which adequately represents the transformation and interaction between electrical and mechanical energy. This research aims to characterize the equivalent circuit of three-phase induction motors by minimizing the mean square error between the measured and calculated torque variables. These torques are obtained from data provided by the manufacturer, including starting, peak, and full-load torques. A metaheuristic optimization technique is applied to solve the resulting nonlinear programming model based on the interactions between the sine and cosine functions. The numerical results obtained with this algorithm demonstrate its efficiency in terms of response quality, reaching objective function values of less than 1 × 10−8 with regard to the measured and calculated variables. Simulation results in two test systems allow concluding that the parametric estimation problem in three-phase induction motors is a multimodal optimization problem. This implies a potentially infinite set of solutions that minimize the root mean square error and adequately represent the behavior of the motor’s output torque under various probable operating conditions.

Resumen El análisis del estado estacionario de las máquinas eléctricas requiere una caracterización detallada de su circuito eléctrico equivalente que represente adecuadamente la transformación y la interacción entre energía eléctrica y mecánica. El objetivo de esta investigación es caracterizar el circuito equivalente de motores de inducción trifásicos mediante la minimización del error cuadrático medio entre variables de torque medidas y calculadas. Estos torques se obtienen de datos suministrados por el fabricante, incluyendo los torques inicial, máximo y de carga plena. Se aplica una técnica de optimización metaheurística para resolver el modelo de programación no linear resultante, que se basa en las interacciones entre las funciones de seno y coseno. Los resultados numéricos obtenidos con este algoritmo demuestran su eficiencia en términos de calidad de la respuesta, alcanzando valores de función objetivo de menos de 1 × 10−8 respecto a las variables medidas y calculadas. Los resultados de simulaciones realizadas en dos sistemas de prueba permiten concluir que el problema de estimación paramétrica en motores de inducción trifásicos es un problema de optimización multimodal. Esto implica un conjunto de soluciones potencialmente infinitas que minimizan el error cuadrático medio y representan adecuadamente el torque de salida del motor en varias condiciones probables de operación.

Un novedoso sistema probabilístico difuso global para la evaluación de riesgos laborales (GPFSORA)

ABSTRACT Occupational risk assessment is the process of estimating the magnitude of risks that cannot be avoided. Then, the corresponding assessment is carried out, using comparative tables with different evaluation methods. Current risk assessment techniques enable the individual assessment of each potential risk, but there is no method to globally assess potential risks in an organization. The motivation of this research was to develop an objective and quantitative risk assessment system through a diffuse probabilistic model integrating stochastic and non-stochastic uncertainty. To this effect, an empirical collective record was used, whose attribute of interest was the occurrence of different accident types over a period of 52 weeks. Here, each of the collectives represented a linguistic input variable. In the probabilistic fuzzification stage, the frequentist probability of the occurrence of accidents was determined. One of our most important contributions to probabilistic fuzzy systems lies in our classification of language labels based on the linguistic projection of frequentist probabilities via a projection membership function determined by experts. The use of the total probability theorem in the implication stage is also proposed. The output of the system determines the type of risk, its evaluation, and the probability of its occurrence, vital factors to be considered in prevention work. The system's stages are explicitly described and applied to real data corresponding to construction materials distribution company. One of the relevant conclusions of this research is that the integration of stochastic and imprecise uncertainty allows for a more reliable risk assessment system.

RESUMEN La evaluación de riesgos laborales es el proceso de estimar la magnitud de los riesgos que no se pueden evitar. Luego, se lleva a cabo la evaluación correspondiente, utilizando tablas comparativas con diferentes métodos de evaluación. Las técnicas actuales de evaluación de riesgos permiten la evaluación individual de cada riesgo potencial, pero no hay un método para evaluar globalmente los riesgos potenciales en una organización. La motivación de esta investigación fue desarrollar un sistema objetivo y cuantitativo de evaluación de riesgos a través de un modelo probabilístico difuso que integrara la incertidumbre estocástica y no estocástica. Para ello, se utilizó un registro colectivo empírico, cuyo atributo de interés fue la ocurrencia de diferentes tipos de accidentes durante un período de 52 semanas. Aquí, cada uno de los colectivos representaba una variable de entrada lingüística. En la etapa de difusión probabilística, se determinó la probabilidad frecuentista de la ocurrencia de accidentes. Una de nuestras contribuciones más importantes a los sistemas difusos probabilísticos radica en la clasificación de etiquetas de lenguaje con base en la proyección lingüística de probabilidades frecuentistas a través de una función de membresía de proyección determinada por expertos. También se propone el uso del teorema de probabilidad total en la etapa de implicación. La salida del sistema determina el tipo de riesgo, su evaluación y la probabilidad de su ocurrencia, factores vitales a tener en cuenta en el trabajo de prevención. Las etapas del sistema se describen explícitamente y se aplican a datos reales de una empresa de distribución de materiales de construcción. Una de las conclusiones relevantes de esta investigación es que integrar incertidumbre estocástica e imprecisa permite un sistema de evaluación de riesgos más confiable.

Influencia del envejecimiento térmico sobre el desgaste deslizante de un material biocompuesto reforzado con fibras de bambú

Abstract This study evaluated the effect of thermal aging on the tribological properties of biocomposites formed by an isotactic polypropylene matrix (iPP) reinforced with 20 wt% (PP/20F), 30 wt% (PP/30F), and 40 wt% (PP/40F) of randomly oriented bamboo fibers. iPP, along with the grafting of maleic anhydride molecules (MAPP), was used as a coupling agent. The accelerated thermal aging involved the continuous heating of the materials at 98 °C for 10 days. Wear tests were performed under the Pin-on-Disk configuration to determine the wear factor (K) and the friction coefficient (µ) of the materials. After thermal aging, the µ value of the PP/20F composite increased by 40.5%, while, for raw PP, PP/30F, and PP/40F, the increase was 2.1, 7.5, and 2.2%, respectively. The aged PP/30F composite achieved the highest µ value. The loss of wear resistance due to aging was more prominent in the raw PP. The K factor of the aged and unaged PP/20F was the lowest. The use of scanning electron microscopy allowed identifying that adhesive, abrasive, and fatigue wear mechanisms were the dominant ones.

Resumen En este estudio se evaluó el efecto del envejecimiento térmico sobre las propiedades tribológicas de biocompuestos formados por una matriz de polipropileno isotáctico (iPP) reforzada con 20 wt% (PP/20F), 30 wt% (PP/30F) y 40 wt% (PP/40F) de fibras de bambú orientadas al azar. Se utilizó iPP con injertos de moléculas de anhídrido maleico (MAPP) como agente de acople. El envejecimiento térmico acelerado consistió en un calentamiento continuo de los materiales a 98 °C durante 10 días. Se realizaron ensayos de desgaste bajo la configuración Pin-on-Disk para determinar el factor de desgaste (K) y el coeficiente de fricción (µ) de los materiales. Después del envejecimiento térmico, el valor de µ del compuesto PP/20F aumentó en un 40.5 %, mientras que, para el PP puro, PP/30F y PP/40F, el aumento fue de 2.1, 7.5 y 2.2 % respectivamente. El compuesto PP/30F envejecido alcanzó el mayor valor de µ. La pérdida de la resistencia al desgaste debido al envejecimiento fue más resaltante en el PP puro. El factor K del PP/20F envejecido y no envejecido fue el más bajo. El uso de microscopía electrónica de barrido permitió identificar que los mecanismos de desgaste adhesivo, abrasivo y por fatiga fueron los dominantes.

Determinación del efecto de la temperatura superficial de los módulos fotovoltaicos en su eficiencia de generación

Abstract It is imperative to consider the environmental impact of energy production and its cost in deciding how to meet future energy needs. In this regard, it is possible to harness the power of the sun by using photovoltaic (PV) cells. However, when the temperature of a PV cell increases, its generation efficiency is negatively affected. The open-circuit voltage of PV modules is the most sensitive parameter to temperature changes. As the temperature rises, this parameter decreases, and the short-circuit current increases. The circuit's resistance also rises as the electrons' speed is reduced. Temperature also affects the lifespan of PV cells, increasing the rate of thermal decay in their materials. On the other hand, when solar radiation is absorbed at lower temperatures, the system's efficiency, power capacity, and useful life increase. PV module surface temperatures can be reduced in a variety of ways, e.g., the surface can be cooled using water. This work studied hybrid PV-thermal modules under the climate conditions of the Hatay province (Turkey) in order to assess the effect of water cooling on their generation efficiency. The results allow stating that up to 52.6% more electricity can be generated by cooling the module's surface. Additionally, it was found that, in order for PV modules to perform efficiently in Hatay's climate, they must operate at a maximum surface temperature of 55 °C.

Resumen Es imperativo considerar el impacto ambiental de la producción de energía y su costo al decidir cómo satisfacer las necesidades energéticas futuras. A este respecto, es posible aprovechar el poder del sol utilizando células fotovoltaicas (PV). Sin embargo, cuando la temperatura de una célula PV aumenta, su eficiencia de generación se ve negativamente afectada. El voltaje en circuito abierto de los módulos PV es el parámetro más sensible a los cambios de temperatura. A medida que la temperatura aumenta, este parámetro disminuye, y la corriente de cortocircuito aumenta. La resistencia del circuito también se eleva a medida que la velocidad de los electrones se reduce. La temperatura también afecta la vida útil de las células PV, incrementando la tasa de degradación térmica en sus materiales. Por otro lado, cuando la radiación solar se absorbe a temperaturas más bajas, la eficiencia del sistema, la capacidad de potencia y la vida útil aumentan. Las temperaturas superficiales de los módulos PV pueden reducirse de varias maneras, e.g., la superficie puede enfriarse utilizando agua. Este trabajo estudió módulos híbridos PV-térmicos bajo las condiciones climáticas de la provincia de Hatay (Turquía) con el fin de evaluar el efecto del enfriamiento con agua en su eficiencia de generación. Los resultados permiten afirmar que se puede generar hasta un 52.6 % más de electricidad enfriando la superficie del módulo. Además, se encontró que, para que los módulos PV funcionen eficientemente en el clima de Hatay, deben operar a una temperatura superficial máxima de 55 °C.

Solución de análisis, modelado y simulación de rotor de ventilador de tiro inducido con vibración excesiva: un caso de estudio

ABSTRACT In the modern industry, computer modeling and simulation tools have become fundamental to estimating the behavior of rotodynamic systems. These computational tools allow analyzing possible modifications as well as alternative solutions to changes in design, with the aim of improving performance. Nowadays, rotodynamic systems, present in various industrial applications, require greater efficiency and reliability. Although there are deep learning methodologies for monitoring and diagnosing failures which improve these standards, the main challenge is the lack of databases for learning, a problem that can be addressed through experimental monitoring and computer analysis. This work analyzes the vibrations of two induced-draft fans with excess vibration in a thermoelectric plant in Mexico. A vibration analysis was carried out through the instrumentation and monitoring of accelerometers located at crucial points in the fans. The results of this experimental analysis were validated by computer simulation based on FEM. The results show that the operating speed of the induced-draft fans is very close to their natural frequency, causing considerable stress and potential failures due to excessive vibration. Finally, this work presents a practical solution to modify the natural frequency of induced-draft fans, so that they can function correctly at the required operating speed, thus mitigating excessive vibration issues.

RESUMEN En la industria moderna, las herramientas de modelado y simulación computacional se han vuelto fundamentales para estimar el comportamiento de los sistemas rotodinámicos. Estas herramientas computacionales permiten analizar posibles modificaciones y soluciones alternativas a cambios en el diseño, con el objetivo de mejorar el rendimiento. Hoy en día, los sistemas rotodinámicos, presentes en diversas aplicaciones industriales, requieren mayor eficiencia y fiabilidad. Aunque existen metodologías de aprendizaje profundo para el monitoreo y diagnóstico de fallas que mejoran estos estándares, el principal desafío es la falta de bases de datos para el aprendizaje. Este problema puede ser abordado a través del monitoreo experimental y el análisis computacional. Este trabajo analiza las vibraciones de dos ventiladores de tiro inducido con exceso de vibración en una planta termoeléctrica en México. Se realizó un análisis de vibración a través de la instrumentación y el monitoreo de acelerómetros ubicados en puntos cruciales de los ventiladores. Los resultados de este análisis experimental fueron validados por simulación computacional basada en el método de elementos finitos. Los resultados muestran que la velocidad de operación de los ventiladores de tiro inducido está muy cerca de su frecuencia natural, causando un estrés considerable y posibles fallas debido a la vibración excesiva. Finalmente, este trabajo presenta una solución práctica para modificar la frecuencia natural de los ventiladores de tiro inducido, de modo que puedan funcionar correctamente a la velocidad de operación requerida, mitigando así los problemas de vibración excesiva.

Perspectivas en el estudio de la autoignición de combustibles renovables gaseosos en temperaturas moderadas y bajas: una revisión

ABSTRACT The increased energy demand and restrictions regarding pollutant emissions have sparked the search for different renewable energy sources, as well as for the improvement of thermal processes, with a focus on reducing the consumption of fossil fuels. Renewable gaseous fuels seem to be a promising alternative for solving this issue, along with the different high-efficiency, low-emissions technologies that operate at low and moderate temperatures (600-1000 K). However, the implementation of these approaches is limited by the autoignition phenomenon and the different difficulties in predicting its occurrence in the aforementioned operation range. To identify the reasons for this fact, we carried out a review of the different research works conducted in the field. It was evidenced that most studies focus on performing adjustment processes that require prior experimentation. This allowed identifying the need to conduct a research work focused on the autoignition phenomenon in the low and moderate temperature range while using renewable gaseous fuels, as well as on improving the predictive models for calculating ignition delay times.

RESUMEN El aumento en la demanda energética y las restricciones respecto a la emisión de contaminantes han suscitado la búsqueda de diferentes fuentes de energía renovables, así como del mejoramiento de los procesos térmicos enfocados en reducir el consumo de combustibles fósiles. Los combustibles renovables gaseosos se muestran como una alternativa útil para resolver este problema, al igual que diferentes tecnologías de alta eficiencia y bajas emisiones que operan a temperaturas bajas y medias (600-1000 K). Sin embargo, la implementación de estos enfoques se ve limitada por el fenómeno de autoignición y las diferentes dificultades para predecir su aparición en el mencionado rango de operación. Para identificar las razones de este último hecho, se llevó a cabo una revisión de los diferentes trabajos de investigación realizados en el área. Se evidenció que la mayoría de los estudios se centran en realizar procesos de ajuste que requieren una experimentación previa. Lo anterior permitió identificar la necesidad de llevar a cabo una investigación enfocada en el fenómeno de autoignición en el rango de bajas y medias temperaturas usando combustibles renovables gaseosos y en el mejoramiento de los modelos predictivos para el cálculo del tiempo de retraso de la ignición.

Desarrollo y validación de un método de calibración asequible para superficies de referencia

Abstract The measurement and calibration of flat surfaces is highly relevant for precision engineering, length metrology, and optical systems. Hence, many National Metrology Institutes (NMIs) tend to offer calibration services in this regard. Typically, mechanical, electromechanical, and optical measuring techniques are applied, with uncertainties in the order of micrometers. However, these techniques necessitate expensive equipment that requires periodical calibration and maintenance, which not many laboratories can afford. This work presents the validation of an affordable and simple calibration technique for surface plates through the evaluation of metrological compatibility with a reference calibration method. A surface plate was calibrated with both methods under the same conditions to validate our proposal. The 2.9 \mum uncertainty obtained with the new method demonstrates its reliability and usability for laboratories with surface plates up to 300 mm in length that have a grade AA to B flatness accuracy. Due to its low initial cost, reliability, and ease of implementation, the proposed calibration method can be recommended to all laboratories and industries that need to constantly verify their surface plates.

Resumen La medición y calibración de superficies planas es de gran relevancia para la ingeniería de precisión, la metrología de longitud y los sistemas ópticos. Por lo tanto, muchos Institutos Nacionales de Metrología (NMIs) tienden a ofrecer servicios de calibración en este aspecto. Típicamente se aplican técnicas de medición mecánica, electromecánica y óptica, con incertidumbres del orden de micrómetros. Sin embargo, estas técnicas requieren de equipos costosos que necesitan calibración y mantenimiento periódicos, lo cual no es asequible para muchos laboratorios. Este trabajo presenta la validación de una técnica de calibración asequible y sencilla para placas de superficie mediante la evaluación de la compatibilidad metrológica con un método de calibración de referencia. Una placa de superficie fue calibrada con ambos métodos bajo las mismas condiciones para validar nuestra propuesta. La incertidumbre de 2.9 \mum obtenida con el nuevo método demuestra su fiabilidad y usabilidad para laboratorios con placas de superficie de hasta 300 mm de longitud que tienen una precisión de planitud de grado AA a B. Debido a su bajo costo inicial, fiabilidad y facilidad de implementación, se puede recomendar el método de calibración propuesto a todos los laboratorios e industrias que necesiten verificar constantemente sus placas de superficie.

Diagnóstico de madurez de alineación negocio-TI de una organización de salud utilizando el modelo SAM de Luftman

ABSTRACT Information technologies (ITs) provide optimization, service improvement, and a higher level of competitiveness, adding value to organizations' strategic results and enabling the implementation of digital transformation initiatives. However, organizations must achieve high alignment between business and IT strategies in order to maximize these contributions. Researchers have proposed various methods to improve alignment and have created measurement instruments to assess it within an organization. One of the most recognized is Luftman's SAM model (strategic alignment maturity model), which has a scale of five alignment levels and evaluates six dimensions. This work assesses the degree of alignment between business and IT units within a healthcare entity in Villavicencio (Colombia) using the Luftman instrument. The results indicate that the organization has a maturity level of 2, which denotes a low alignment. The organization needs to strengthen its IT unit and increase its participation in strategic planning.

RESUMEN Las tecnologías de la información (TI) brindan optimización, mejoras del servicio y un mayor nivel de competitividad, agregando valor a los resultados estratégicos de las organizaciones y posibilitando la implementación de iniciativas de transformación digital. Sin embargo, las organizaciones deben lograr una alta alineación entre las estrategias de negocio y de TI para maximizar estas contribuciones. Los investigadores han propuesto varios métodos para mejorar la alineación y han creado instrumentos de medición para evaluarla dentro de una organización. Uno de los más reconocidos es el modelo SAM de Luftman (modelo de madurez de alineación estratégica), que tiene una escala de cinco niveles de alineación y evalúa seis dimensiones. Este trabajo evalúa el grado de alineación entre unidades de negocios y TI dentro de una entidad de salud en Villavicencio (Colombia) utilizando el instrumento de Luftman. Los resultados indican que la organización tiene un nivel de madurez de 2, lo cual denota una baja alineación. La organización requiere fortalecer su unidad de TI e incrementar la participación de esta en la planeación estratégica.

Clasificación de criptogramas faciales a través de sus características de textura local

Abstract With the increasing use of social networks, unauthorized individuals have become able to detect or intercept personal data, which could be used improperly, thereby causing personal damage. Therefore, it is essential to utilize a security mechanism that aids in protecting information from malicious attacks. In this work, facial recognition is proposed, using the local textural features of cryptograms. Red-Green-Blue (RGB) facial images were encrypted by applying the mathematical Logistic Map model, which generated a cryptogram. These cryptogram’s local textural features were extracted via Coordinated Cluster Representation (CCR) transform. The high classification efficiency (97‑100%) of the encrypted facial images was experimentally validated using two databases: the first one was generated by controlling parameters such as rotation, scale, and lighting; and the second one is a public database. This technique is suitable for a wide range of applications related to user authentication, and it safeguards the identity of authorized users when accompanied by additional layers of security involving images of interest, such as those employed by the medical field, enhancing the security of users whose diseases are graphically studied in hospitals. In addition, this technique can be deployed to protect new product launches where images are important, such as clothing, footwear, mosaics, etc., since one does not need to decrypt the images in order to classify them.

Resumen Con el uso creciente de las redes sociales, personas no autorizadas han conseguido detectar o interceptar datos personales, que podrían utilizarse de manera inapropiada, causando así daños personales. Por lo tanto, es esencial utilizar un mecanismo de seguridad que ayude a proteger la información de ataques maliciosos. En este trabajo se propone el reconocimiento facial, utilizando las características texturales locales de los criptogramas. Se cifraron imágenes faciales en formato Red-Green-Blue (RGB) aplicando el modelo matemático de Mapa Logístico, lo que generó un criptograma. Las características texturales locales de estos criptogramas se extrajeron mediante la transformación de representación de cluster coordinado (CCR). La alta eficiencia de clasificación (97‑100%) de las imágenes faciales cifradas fue validada experimentalmente utilizando dos bases de datos: la primera fue generada controlando parámetros como la rotación, escala e iluminación; y la segunda es una base de datos pública. Esta técnica es adecuada para una amplia gama de aplicaciones relacionadas con la autenticación de usuarios, y protege la identidad de los usuarios autorizados cuando se acompaña de capas adicionales de seguridad que involucran imágenes de interés, como las utilizadas en el campo médico, mejorando la seguridad de los usuarios cuyas enfermedades se estudian gráficamente en los hospitales. Además, esta técnica puede desplegarse para proteger lanzamientos de nuevos productos donde las imágenes son importantes, como ropa, calzado, mosaicos, etc., ya que no es necesario descifrar las imágenes para clasificarlas.

Un modelo accionable basado en el camino de aprendizaje para predecir y describir la deserción académica

Abstract The prediction and explainability of student dropout in degree programs is an important issue, as it impacts students, families, and institutions. Nevertheless, the main efforts in this regard have focused on predictive power, even though explainability is more relevant to decision-makers. The objectives of this work were to propose a novel explainability model to predict dropout, to analyze its descriptive power to provide explanations regarding key configurations in academic trajectories, and to compare the model against other well-known approaches in the literature, including the analysis of the key factors in student dropout. To this effect, academic data from a Computer Science Engineering program was used, as well as three models: (i) a traditional model based on overall indicators of student performance, (ii) a normalized model with overall indicators separated by semester, and (iii) a novel configuration model, which considered the students' performance in specific sets of courses. The results showed that the configuration model, despite not being the most powerful, could provide accurate early predictions, as well as actionable information through the discovery of critical configurations, which could be considered by program directors could consider when counseling students and designing curricula. Furthermore, it was found that the average grade and rate of passed courses were the most relevant variables in the literature-reported models, and that they could characterize configurations. Finally, it is noteworthy that the development of this new method can be very useful for making predictions, and that it can provide new insights when analyzing curricula and and making better counseling and innovation decisions.

Resumen La predicción y explicabilidad de la deserción estudiantil en programas académicos es un asunto importante, pues impacta a estudiantes, familias e instituciones. Sin embargo, los principales esfuerzos en este sentido se han centrado en el poder predictivo, aunque la explicabilidad es más relevante para los tomadores de decisiones. Los objetivos de este trabajo fueron proponer un modelo novedoso de explicabilidad para predecir la deserción, analizar su poder descriptivo para proporcionar explicaciones sobre configuraciones clave en trayectorias académicas y comparar el modelo con otros enfoques bien conocidos en la literatura, incluyendo el análisis de los factores clave en la deserción estudiantil. Para ello, se utilizaron datos académicos de un programa de Ingeniería en Informática, así como tres modelos: (i) un modelo tradicional basado en indicadores generales de rendimiento estudiantil, (ii) un modelo normalizado con indicadores generales separados por semestre y (iii) un modelo de configuración novedoso que considera el rendimiento de los estudiantes en conjuntos específicos de cursos. Los resultados mostraron que el modelo de configuración, a pesar de no ser el más poderoso, podría proporcionar predicciones tempranas precisas, así como información accionable a través del descubrimiento de configuraciones críticas, las cuales podrían ser consideradas por los directores de programa al asesorar a los estudiantes y diseñar planes de estudio. Además, se encontró que la nota promedio y la tasa de cursos aprobados fueron las variables más relevantes en los modelos reportados en la literatura, y que estas podrían caracterizar configuraciones. Finalmente, es notable que el desarrollo de este nuevo método puede ser muy útil para hacer predicciones y que puede proporcionar nuevas perspectivas al analizar planes de estudio y al tomar mejores decisiones de asesoramiento e innovación.