Ingeniería y Desarrollo

WiTricity by magnetic induction

La realización de dos experimentos para el transporte inalámbrico de energía eléctrica (WiTricity) en regiones de campo cercano: reactivo y zona de Fresnel, en los cuales se aplicó el principio de inducción magnética y se usó solenoides autorresonantes en un régimen de acoplamiento cercano a 1, demostró ser eficiente en la transferencia de electricidad a distancias hasta de cuatro veces el radio de la bobina (experimento 2, Ll,2), con una eficiencia del 60%. En el artículo se presentan los diseños y resultados de la experiencia de investigación; así mismo, se discute la aplicabilidad práctica de estos sistemas y se sugiere mejoras para trabajos futuros.

Performing two experiments for wireless transport of electrical energy (WiTricity) in the near field regions: reactive and Fresnel zone, in which the magnetic induction principle was applied and solenoids in a self resonant and coupling regime close to 1, were used, these showed be efficient in the transfer of electricity to distances up to 4 times the radius of the coil (Experiment 2, L1,2), with an efficiency of 60%. The article presents the design and results of research experience, likewise, it is discussed the practical applicability for future work.

Yield optimization of cotton fiber, using a regression model based on the conditions of entry and process at the stage of ginning

En la presente investigación se diseñó y programó una metaheurística híbrida entre un simulado recocido (SA) y un enjambre de partículas (PSO). Se aplicó un modelo de regresión no lineal que predice el rendimiento del algodón-fibra, obtenido a partir del algodón-semilla en el desmote. Para el desarrollo de este modelo se analizaron las condiciones y factores de entrada y de proceso inherentes a 707 lotes de algodón-semilla desmotados durante la cosecha 2009-2010, a los cuales se les consideró un total de nueve variables (seis binarias y tres enteras), permitiendo, de esta forma, evaluar el rendimiento óptimo esperado y establecer márgenes de productividad tanto para agricultores como para la empresa desmotadora. Se demostró que el rendimiento del algodón-semilla se ve afectado negativamente por factores como: la variedad del lote, el nivel de la humedad y el nivel de suciedad con el que ingresa el lote, los grados de temperatura aplicados en el proceso y el uso de limpia fibras.

The yield and quality of cotton fiber obtained in the ginning process, vo determine the income for the farmer, the gin productivity and perfor-j¿ *g mance of the fiber in the process of industrialization. In this research, '§ § it was designed and programmed a hybrid metaheuristic between the &" g- simulated annealing (SA) and swarm particle (PSO) applied to a nonlinear « regression model that predicts the performance of cotton fiber, made from dd cotton seed in ginning. To develop the model, input and process inherent to the conditions and i¡ ci¡ factors to the 707 batches of seed cotton were analyzed during harvest ginning between 2009 and 2010, to which a total of 9 variables were considered (six and three binary integer), the development of this model allows to evaluate the expected performance and productivity set margins for farmers and for ginning enterprises. It was shown, that the seed cotton yield is adversely affected by such factors as: the variety of batch humidity as well as filth level, temperature levels applied in clean fibers process.

Energy capture maximization on variable-speed wind turbines through generalized proportional integral control

En este artículo se propone una técnica alternativa de control lineal para maximizar la energía eólica capturada en una turbina eólica de eje horizontal. La estrategia propuesta se basa en técnicas de control proporcional integral generalizado (GPI) soportadas bajo el enfoque del rechazo activo de perturbaciones, que permite seguir de forma asintótica una trayectoria de referencia óptima de la velocidad del rotor sin el conocimiento exacto del modelo de la turbina eólica. La maximización de captura de energía se centra en mantener la velocidad específica de la turbina en su valor óptimo, por medio del control de la velocidad del rotor sobre una trayectoria óptima, en el cual el coeficiente de potencia es máximo. La metodología propuesta es validada mediante simulación usando una turbina eólica de 4,8 MW y comparada con una estrategia de control de par estándar. Los resultados muestran que las estrategias GPI propuestas son efectivas en términos de robustez y captura de energía.

This paper proposes an alternative linear control technique to maximize the energy capture in a horizontal-axis wind turbine. The proposed strategy is based on Generalized Proportional Integral (GPI) controllers supported by the active disturbance rejection approach, which allows asymptotic tracking of a rotor speed reference trajectory without exact wind turbine model knowledge. The proposed methodology controls the tip-speed ratio, via the rotor angular speed, to an optimum point at which power ci! coefficient is maximum. Several simulations are performed on a 4.8MW wind turbine benchmark model in order to validate the proposed control strategy and to compare it to a classical controller. The simulation results show that the proposed control strategies are effective in terms of power capture and robustness.

Validation of the statistical characterization of the web server's network traffic in a university campus as a mechanism of an intrusion detection system

El presente artículo muestra el resultado del análisis estadístico del tráfico de red (expresado en bits por segundo) desde y hacia el servidor web de un campus universitario. El análisis estadístico permite conocer las tendencias del tráfico por hora y establecer una línea base para un comportamiento normal. Se documentan, además, los resultados de las pruebas de bondad y ajuste, y los análisis de varianza, los cuales proporcionan elementos que enriquecen la definición de la línea base. Finalmente, los hallazgos son examinados para determinar su utilidad como mecanismo de detección de intrusos o de situaciones que sugieran anomalías o comportamientos atípicos en el tráfico.

This paper presents the results of statistical analysis of network traffic (in bits per second) from and to one university web server. Statistical analysis allows to know the hourly traffic trends and to establish a baseline for normal behavior. It documents, in addition, statistical goodness-fit tests results and analysis of variance, which provide elements that enhance the definition of the baseline. Finally, the outcomes are analyzed to determine its usefulness as intrusion detection mechanism or situations or behaviors that could suggest anomalies or atypical traffic.

Performance evaluation of AODV routing protocol for different scenario in wireless sensor networks

Las aplicaciones emergentes en el área de redes de sensores inalámbricos comprenden una amplia variedad de escenarios que involucran típicamente un número significativo de nodos desplegados en un área amplia. Para garantizar una correcta comunicación entre los nodos de la red con la estación base, los mensajes se propagan por nodos intermedios, de forma que se establece una ruta con múltiples enlaces. En general, los nodos de una red de sensores se caracterizan por sus recursos limitados, en consecuencia, es fundamental el uso de protocolos que garanticen no solo la comunicación sino también que permitan ahorrar la mayor cantidad de energía mientras proporcionan escalabilidad. Diferentes protocolos de enrutamiento han sido propuestos para redes inalámbricas de sensores, sin embargo, los algoritmos de enrutamiento de tipo reactivo han mostrado ser energéticamente más eficientes, lo que los hace adecuados para las redes de sensores inalámbricos. En este trabajo se evalúa el desempeño del protocolo de tipo reactivo bajo la plataforma de simulación OMNeT++ probando diversos escenarios. El protocolo AODV ha sido elegido por la superioridad en el rendimiento, demostrada frente a otros protocolos reactivos reportados en la literatura. El protocolo ha sido evaluado bajo las siguientes métricas: tasa de entrega de paquetes, retardo promedio, sobrecarga de enrutamiento y consumo de energía. Los resultados obtenidos muestran que AODV reduce su desempeño conforme el número de nodos aumenta, en consecuencia, su usabilidad restringe la escalabilidad de la red, adicionalmente, los resultados demuestran que la distribución espacial de los nodos influye en el desempeño del protocolo. Para nuestro trabajo concreto, la distribución uniforme es la que muestra mejores resultados.

Emerging applications in the area of wireless sensor networks that include a wide variety of scenarios typically involve a significant number of nodes deployed in a wide area. To ensure proper communication between the network nodes to the base station, the messages are propagated by intermediate nodes, so a route with multiple links is established. In general, sensor nodes are characterized by limited resources; therefore it is essential to use protocols that ensure not only communication but also that save the most energy while providing scalability. Different routing protocols have been proposed for WSNs, but the reactive routing algorithms have shown be more energy efficient, which makes them suitable for wireless sensor networks. In this paper the performance of the reactive type protocol (Ad -Hoc On Demand Distance Vector) is evaluated under the simulation platform OMNeT++ through different scenarios . The AODV protocol has been chosen by the performance superiority comparing with other reactive protocols reported in the literature. The protocol has been evaluated under the following metrics: packet delivery rate, average end-to-end delay, routing overhead and energy consumption. The results show that AODV reduces their performance when the number of nodes increases, consequently it restricts the network scalability, further results show that the spatial distribution of the nodes affect on the performance of the protocol, specific in our work, the uniform distribution shows better results.

Cardio and Respiratory Dates Telemonitoring through a Web System with JSP

Este artículo presenta el desarrollo de un sistema de información que permite la adquisición y la administración de información relacionada con los signos vitales como la presión arterial, la frecuencia cardiaca y respiratoria, y la saturación de oxígeno en la sangre de un paciente. La implementación del sistema se basa en una solución Web, permitiendo así que médicos especialistas puedan monitorear a sus pacientes desde cualquier punto conectado a la red en tiempo real y, al mismo tiempo, dar indicaciones críticas al personal médico que se encuentra en el lugar con el paciente.

This paper presents the development of an information system for the collection and management of relevant information about vital signs such us blood pressure, heart and respiratory frequency, and oxygen saturation in the blood of a patient. The implementation of this system is based on a Web platform, allowing expert medical specialists to monitor their patients remotely via Web in real time in order to give indications to the medical personal who are with patient.

Robust statistic dual Kalman filter for wind generator identification in presence of outliers

Las turbinas eólicas son una de las tecnologías más avanzadas dentro del conjunto de las energías limpias para obtener energía eléctrica. Debido al comportamiento estocástico del viento, se debe realizar el control de estas turbinas para maximizar la potencia de salida. Con el fin de solucionar el problema de control óptimo se debe conocer la dinámica de la máquina, por ello, los esquemas de identificación de sistemas adquieren importancia en este contexto. Este estudio presenta la identificación de un generador eólico que emplea un filtro de Kalman dual de estadística robusta. Aunque el filtro de Kalman dual (DKF) ha sido utilizado en la identificación de sistemas, su rendimiento está asociado a la ausencia de datos espurios. Para realizar la identificación de este sistema se utilizó una tarjeta de adquisición NI USB-6009. Pese a sus buenas características de muestreo, esta tarjeta incorpora datos espurios que afectan la identificación del sistema. El estudio propone solucionar este problema combinando el DKF y el filtro de Kalman de estadística robusta. La metodología propuesta o fue implementada en Matlab, mostrando la identificación del generador eólico en tiempo real ante variaciones en las entradas del sistema, con un comportamiento robusto en presencia de datos espurios, comparado con otra metodología estándar de identificación.

Among the technologies for clean energy generation, wind turbines are one of the most advanced. Due to stochastic behavior of the wind, a proper control action must be exerted over these turbines in order to get a better use of the output power. A propel control action usually implies the knowledge of the system dynamics, and that is why the identification stage is also crucial. In this paper, the authors propose a robust statistics dual Kalman filter for identification of a wind generator. Although dual Kalman filter (DKF) has been used in system identification, its performance heavily depends on the absence of outliers in the measured data. However, outliers might be easily produced during the data acquisition stage. In this study, the authors show how by combining the DKF and the robust statistic Kalman filter, the problem of outliers in systems identification can be avoided. The method was implemented in Matlab R2009a®. Results for the identification of a wind generator working online are shown and compared to the performance of dual Kalman filter.

Models and configurations of supply chains in perishable goods

El propósito de este artículo es presentar un marco de referencia en los modelos y configuraciones de cadenas de suministro agrícolas, específicamente en productos perecederos. La revisión se basó en la búsqueda de información en las bases de datos ISI Web of Science, Scopus y Science Direct, así como en la selección con criterio propio de los temas de interés. El artículo presenta algunos enfoques sobre la modelación y la configuración de las cadenas de suministro y el impacto del territorio en su planeación. La exploración permitió establecer que se requiere seguir estudiando el tema de las configuraciones y sus implicaciones para el diseño de modelos que permitan mejorar los procesos logísticos en cadenas de suministro agrícolas de múltiples productores, con diversas ubicaciones geográficas en áreas rurales y con necesidades de disminuir los costos de operación.

The purpose of this article is to present a reference framework in the models and configurations of agricultural supply chains, specifically in perishables. The review was based on information research in the databases "ISI Web of Science", "Scopus" and "Science Direct", and the selection criterion of topics of interest. The paper presents some approaches to modeling and configuration of supply chains and the impact of the territory in their planning. The exploration established that the issue requires further study about configurations and their implications, for the design of models to improve logistic processes in agricultural supply chains of multiple producers, with diverse geographic locations in rural areas and needs to decrease operating costs.