TecnoLógicas

Los residuos agroindustriales, una oportunidad para la economía circular

Optimal Planning of Secondary Power Distribution Systems Considering Renewable and Storage Sources: An Energy Management Approach

Abstract This study focuses on the optimal planning of secondary power distribution systems considering distributed renewable generators (DG) and energy storage systems (ESS) to minimize expansion costs. The methodology solves a mixed integer non-linear mathematical model that describes the planning problem, including the operating and technical aspects of the secondary power distribution system. Such methodology uses an iterated local search algorithm and a two-stage load flow decomposition method to solve said problem. The two-stage load flow decomposition method finds the optimal operation of the storage devices and the low-voltage distribution system for each solution proposed by the iterated local search algorithm; thus, optimal energy management is achieved for the best solution. The proposed methodology was tested on a real medium-sized secondary power distribution system to establish its effectiveness. The results obtained show a reduction of 51.97 % in the total energy purchase cost of the system and a decrease of 3.02 % in the installation costs of the secondary circuits and distribution transformers when DG and ESS are considered. In conclusion, the results show that the integration of these distributed energy resources into the distribution system planning problem increases the proﬁts of distribution companies from energy purchase and sale and reduces their ﬁxed costs.

Resumen Esta investigación se centró en la planificación óptima de los sistemas de distribución secundaria teniendo en cuenta los generadores renovables distribuidos (DG) y los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) para minimizar los costos de expansión del proyecto. La metodología resuelve un modelo matemático no lineal entero mixto que describe el problema de planificación, incluyendo los aspectos operativos y técnicos del sistema de distribución secundario. Esta metodología utiliza un algoritmo de búsqueda local iterada y un flujo de carga de descomposición en dos etapas para resolver el problema. El flujo de carga de descomposición en dos etapas encuentra el funcionamiento óptimo de los dispositivos de almacenamiento y del sistema de distribución de baja tensión para cada solución propuesta por el algoritmo de búsqueda local iterada; así, se consigue una gestión óptima de la energía para la mejor solución. La metodología propuesta se probó en un sistema de distribución de dimensiones reales para verificar su efectividad. Los resultados obtenidos mostraron una reducción del 51.97 % en el coste total de compra de energía del sistema, y una disminución del 3.02 % en los de instalación de los circuitos secundarios y transformadores de distribución cuando se consideran los DG y los ESS. En conclusión, los resultados evidencian que la integración de estos recursos energéticos distribuidos en el problema de planificación de los sistemas de distribución aumenta los beneficios de las empresas de distribución por la compra y venta de energía, además de reducir sus costos fijos.

A Model for Quantifying Expected Effects of Demand-Side Management Strategies

Abstract This paper presents a quantitative dynamic model that can assess the response of a set of users to different Demand-Side Management strategies that are available. The main objective is to conceptualize, implement, and validate said model. As a result of a literature review, the model includes classical demand response techniques and proposes new customer actions and other novel aspects, such as energy culture and energy education. Based on the conceptualization of the model, this paper presents the structure that interrelates customer actions, demand proposals, cost-benefit analysis, and customer response. It also details the main aspects of the mathematical model, which was implemented in the Modelica modeling language. This paper includes simulations of intra-day and inter-day load shifting strategies using real data from the electricity sector in Colombia and different tariff factors. Finally, the results obtained show changes in daily consumption profiles, energy cost, system power peak, and load duration curve. Three conclusions are drawn: (i) Energy culture and pedagogy are essential to accelerate customer response time. (ii) The amount of the bill paid by customers decreases more quickly in the intra-day strategy than in its inter-day counterpart; in both cases, the cost reduction percentage is similar. (iii) Tariff increases accelerate customer response, and this relationship varies according to the Demand-Side Management strategies that are available.

Resumen El objetivo principal de este artículo fue conceptualizar, implementar y validar un modelo cuantitativo dinámico que permitiera encontrar la respuesta de un grupo de usuarios ante diferentes estrategias de gestión de la demanda de energía que les son ofertadas. Como resultado de una revisión bibliográfica, se conceptualizó un modelo que incluye técnicas clásicas de respuesta de la demanda, propone nuevas acciones del cliente y otros aspectos novedosos como la cultura y la pedagogía energética. Se determinó la estructura general que interrelaciona las acciones del cliente, las propuestas a la demanda, el análisis beneficio-costo y la respuesta del cliente. Se establecieron modelos matemáticos y se implementaron en lenguaje Modelica. Se realizaron simulaciones para las estrategias de desplazamiento intra-diario e inter-diario, utilizando valores reales del sector eléctrico colombiano y diferentes factores de tarifas. Finalmente, se presentan las gráficas obtenidas para cambios en los perfiles diarios de consumo, costo de la energía, variación del pico de potencia del sistema, cambios en la curva de duración de carga. Las principales conclusiones obtenidas son: (i) La cultura y la pedagogía energética son elementos esenciales para acelerar el tiempo de respuesta del cliente, (ii) El valor de la factura pagada por el cliente se reduce más rápidamente en la estrategia intra-diaria que en la inter-diaria; en ambos casos las reducciones porcentuales en el costo son similares. (iii) El aumento del factor tarifa acelera la respuesta del cliente, esta relación varía según el programa ofrecido.

Biomass Torrefaction in a Bench-Scale Screw Reactor: Effect of Temperature and Biomass Type

Resumen El uso intensivo de combustibles fósiles contribuye significativamente al calentamiento global y a la creciente crisis energética mundial, en consecuencia, es necesario el desarrollo de fuentes de energía alternativas que permitan flexibilizar la matriz energética y mitigar los impactos ambientales. Una opción destacada es la conversión de biomasa residual a energía, pues la biomasa constituye un combustible con impacto menor respecto a las emisiones de CO2. Por consiguiente, este estudio tuvo como objetivo promover las propiedades fisicoquímicas de dos biomasas residuales, el aserrín de pino y la borra de café, mediante el proceso de torrefacción. La valorización energética de las biomasas se realizó en un reactor de tornillo a escala de banco (2.8 kg/h). Se evaluó el efecto de la temperatura en el rango entre 200 °C y 300 °C y se caracterizaron las biomasas torrefactadas mediante técnicas instrumentales: poder calorífico, análisis próximo, análisis infrarrojo y microscopía electrónica de barrido. Para ambas biomasas, al aumentar la temperatura de proceso se obtuvo un incremento del poder calorífico. Este comportamiento se asocia a la degradación térmica de la fracción de hemicelulosa, así como al incremento del carbono fijo. Además, en los análisis infrarrojos se observó una disminución de las señales OH y H-O-H asociadas a grupos funcionales polares. Los resultados anteriores muestran el alto potencial de valorización de las biomasas de estudio, respecto a la disminución de grupos polares que tienen gran afinidad por el agua, así como la obtención de poderes caloríficos cercanos a un combustible tipo carbón lignito o subbituminoso.

Abstract The intensive use of fossil fuels contributes significantly to global warming and the growing world energy crisis. Thus, it is necessary to develop alternative energy sources that make the energy matrix more flexible and reduce environmental impacts. An outstanding option is the conversion of residual biomass into energy because it produces a low-emission fuel in terms of CO2. Therefore, this study aimed to improve the physicochemical properties of two residual biomasses (i.e., pine sawdust and spent coffee ground, SCG) through a torrefaction process. Biomass valorization was carried out in a bench-scale screw reactor (2.8 kg/h). The effect of temperature was evaluated between 200 °C and 300 °C, and the torrefied biomasses were characterized by instrumental techniques: calorific value, infrared spectroscopy analysis, thermogravimetric analysis, and scanning electron microscopy. Both biomasses exhibited an increase in calorific value when the process temperature was raised. This behavior is associated with the thermal degradation of the hemicellulose fraction and the increase in fixed carbon. In addition, the infrared analysis showed a decrease in OH and H-O-H signals associated with polar functional groups. These results show the high potential of the valorization of these two biomasses thanks to the decrease in polar groups, which have a great affinity with water, and the obtaining of calorific values close to those of fossil fuels such as lignite or sub-bituminous coal.

Sensitivity Analysis and Small-Signal Stability of Grid Following Converters

Abstract This article presents a small-signal study, based on a sensitivity analysis, of a voltage source converter (VSC) operating as a grid-following device. This type of operation is standard for integrating distributed energy resources directly into a primary grid without considering the control over specific variables (e.g., voltage and frequency), thus maximizing the amount of injected active power. The present study adopted the classical vector-oriented control based on the linearization method of the averaged model; hence, this analysis is limited to linear controls. The main objective of this study is to evaluate how each controller parameter influences the system’s stability. To conduct the sensitivity analysis, an averaged model in the dq reference frame of the VSC was employed to describe the system dynamics in the equivalent state-space model. Afterward, the stability was analyzed through a sensitivity analysis of the eigenvalues of the corresponding state matrix. The numerical results demonstrate that the main problems for the stability of VSCs operating as grid-following converters are threefold: a high value of the filter inductance, a non-ideal impedance that appears depending on the connection point, and poor coordination of the parameters of the Kp controllers. These results are compared to a simple bifurcation analysis of the state matrix, which consists of a diagram that describes the variation in eigenvalues when a parameter changes, thus proving their validity.

Resumen El presente artículo presenta un estudio de pequeña señal, basado en el análisis de sensibilidad, del convertidor Voltage Source Converter (VSC) operando como dispositivo de seguimiento de red. Este tipo de operación es común para la integración de recursos energéticos distribuidos directamente a la red primaria sin considerar el control sobre variables específicas como la tensión o la frecuencia, maximizando así la cantidad de potencia activa inyectada. El presente estudio adopta el clásico Control Vectorial Orientado basado en la linealización del modelo promediado, por tanto, este análisis es limitado a controles lineales. El objetivo principal de esta investigación consistió en evaluar cómo influye cada parámetro del controlador en la estabilidad del sistema. Con el fin de realizar el análisis de sensibilidad, se empleó un modelo medio en el marco de referencia dq del VSC para describir la dinámica del sistema en el espacio de estados equivalentes; posteriormente, se buscó la estabilidad mediante un análisis de sensibilidad de los valores propios de la matriz de estado correspondiente, cuyos resultados numéricos demostraron que los principales problemas para la estabilidad de los VSC que operan como convertidores de seguimiento son tres: un valor elevado de la inductancia del filtro, la presencia de una impedancia no ideal que aparece en función del punto de conexión, y una mala coordinación de los parámetros de los controladores Kp. Estos resultados se han comparado con un simple análisis de bifurcación de la matriz de estado, que consiste en un gráfico que describe el movimiento de los valores propios cuando cambia un parámetro, corroborando así su validez.

Estimating a Building’s Energy Performance using a Composite Indicator: A Case Study

Abstract Several studies have analyzed the integration of energy-saving strategies in buildings to mitigate their environmental impact. These studies focused mainly on a disaggregated analysis of such strategies and their effects on the building's energy consumption and thermal behavior, using energy engine simulation software (EnergyPlus, TRNSYS, and DOE2) or graphical interface software (DesignBuilder, eQuest, and ESP-r). However, buildings are complex systems whose energy behavior depends on the interaction of passive (e.g., location and construction materials) and dynamic (e.g., occupation) components. Therefore, this study proposes a composite indicator Building’s Energy Performance (BEP) as an alternative to deal with this complex and multidimensional phenomenon in a simplified way. This indicator considers energy efficiency and thermal comfort. The Electrical Engineering Building (EEB) of the Universidad Industrial de Santander was selected to verify the performance of the BEP indicator. In addition, a sensitivity analysis was performed for different mathematical aggregation methods and weighting values to test their suitability to reproduce the building behavior. Different simulation scenarios modeled with DesignBuilder software were proposed, in which the energy-saving strategies integrated with the building was individually analyzed. The results confirmed that the integration of the building's energy-saving strategies improved the BEP indicator by approximately 16%. It has also been possible to verify that the BEP indicator adequately reproduces the building’s energy behavior while guaranteeing comfort conditions. Finally, the Building Energy Performance indicator is expected to contribute to the integration of sustainability criteria in the design and remodeling stages of buildings.

Resumen Diversos estudios han analizado la integración de estrategias de ahorro energético en edificaciones para mitigar su impacto ambiental. Estos estudios se centraron en un análisis desagregado de estas estrategias y sus efectos sobre el consumo de energía y el comportamiento térmico del edificio utilizando motores de simulación energética (EnergyPlus, TRNSYS y DOE2) o software de interfaz gráfica (DesignBuilder, eQuest y ESP-r). Sin embargo, los edificios son sistemas complejos cuyo comportamiento energético depende de la interacción de componentes pasivos (p. ej., ubicación y materiales de construcción) y dinámicos (p. ej., ocupación). Por lo tanto, este artículo propone un indicador compuesto de desempeño energético de edificaciones (BEP) como una alternativa para enfrentar este fenómeno complejo y multidimensional de manera simplificada. Este indicador considera la eficiencia energética y el confort térmico. Para ello, se seleccionó un edificio real, el Edificio de Ingeniería Eléctrica (EEB) de la Universidad Industrial de Santander, con el fin de verificar el desempeño del indicador BEP. Además, se realizó un análisis de sensibilidad para diferentes métodos matemáticos de agregación y valores de ponderación para probar su idoneidad para reproducir el comportamiento del edificio. Se propusieron diferentes escenarios de simulación modelados mediante el software DesignBuilder, en los que se analizaron individualmente las estrategias de ahorro energético integradas con el edificio. Los resultados confirmaron que las estrategias de ahorro energético del edificio mejoraron el indicador en aproximadamente un 16 %. Asimismo, fue posible verificar que dicho indicador reproduce adecuadamente el comportamiento energético de la edificación mientras se garantiza condiciones de confort. Por último, se espera que el indicador contribuya en la integración de criterios de sostenibilidad en edificaciones durante las etapas de diseño y remodelación.

Determination of Zones and Tall Structures with the Greatest Number of Lightning Strikes

Abstract High lightning activity sites have been characterized using methodologies based on the spatial occurrence of lightning through parameters such as Ground Flash Density, GFD. This work found the areas with the highest number of lightning strikes (hotspots) in some Colombian cities through a methodology based on the temporal occurrence of lightning. Likewise, the influence of elevated structures on lightning activity in these regions is determined. Polygons of 600 meters on each side were located on the surface of the study cities. Based on lightning information (strokes) provided by the Colombian Network of Total Lightning Detection with LINET technology between 2016 and 2018, the number of impacts per polygon was determined, making it possible to identify the areas in which the incidence of lightning is recurrent. Elevated structures were located in each of the study cities to determine which of them corresponded to hotspots. The results showed that the main hotspots are far from urban areas and that most of these sites coincide with elevated structures. Possible causes of these lightning strikes are also explained, such as meteorological variables, relief, precipitation, and charge distributions in storm clouds. Urbanism is found to have a marked influence on the determination of hotspots and that urbanism and elevated structures increase lightning activity in the study areas.

Resumen Los sitios de alta actividad de rayos se han caracterizado utilizando metodologías basadas en la ocurrencia espacial de rayos a través de parámetros como la densidad de descargas a tierra (DDT). A través de una metodología basada en la ocurrencia temporal de rayos, en este trabajo se encontraron los sitios con mayor número de impactos (hotspots) en algunas ciudades colombianas y se determinó la influencia de las estructuras elevadas sobre la actividad de descargas en estas regiones. En la superficie de las ciudades de estudio se ubicaron polígonos de 600 metros de lado y, con base en la información de rayos (strokes) proporcionada por la Red Colombiana de Detección Total de Rayos con tecnología LINET entre 2016 y 2018, se precisó el número de impactos por polígono, lo que permitió identificar las zonas en las que la incidencia de rayos es recurrente. Asimismo, se ubicaron estructuras elevadas en cada una de las ciudades de estudio, estableciéndose cuáles de ellas correspondían a hotspots. Los resultados mostraron que los principales hotspots se ubican alejados de las áreas urbanas y que la mayoría de estos sitios coinciden con estructuras elevadas. También se explican las posibles causas de impactos de rayos, tales como variables meteorológicas, relieve, precipitaciones y distribuciones de carga en nubes de tormenta. Se concluye que el urbanismo tiene una marcada influencia en la determinación de los hotspots, y que el urbanismo y las estructuras elevadas aumentan la actividad de los rayos en las áreas de estudio.

Energy Management System for a Microgrid with Battery Storage and Biomass Incorporation

Resumen La implementación de fuentes no convencionales de generación de energía eléctrica se ha realizado por medio de microrredes, en las cuales los sistemas de gestión de energía juegan un papel importante, ya que, por medio de estos, se busca el suministro económico de potencia a la carga. El objetivo de este estudio fue el desarrollo de un sistema de gestión de energía que considera el comportamiento de un sistema gasificador-generador mediante el uso de modelos matemáticos en la generación de electricidad basada en biomasa en una microrred con inclusión de fuentes convencionales y no convencionales de generación de energía eléctrica, almacenamiento en baterías, respuesta a la demanda y conexión a la red para el suministro económico de potencia a la carga. Para ello, se realizó la formulación matemática, tanto de la función objetivo de optimización, como de las restricciones de las fuentes y cargas que componen la microrred, y se implementó un algoritmo en Matlab para la ejecución de simulaciones y obtención de resultados, los cuales mostraron que el sistema de gestión opera satisfactoriamente a la microrred aislada y conectada a la red, aprovechando la fuente de biomasa para atender a la carga en un entorno de operación económica, combinando cada una de las fuentes y almacenamiento que componen el sistema. Finalmente, el uso de modelos matemáticos permite la incorporación del comportamiento de fuentes como la biomasa en la generación de potencia para diferentes valores de parámetros como la humedad de la biomasa y el factor de aire en esquemas de gestión económica de microrredes.

Introduction of Aggregators to Colombian Electricity Distribution Networks Through a Business Vision

Abstract The main objective of this article is to establish the most significant parameters that enhance the insertion of Independent Information Management Agents (GIDI), based on an analysis of different international experiences where these agents are known as Aggregators, to later be able to establish a business strategy around the functions and products that can be offered within a Colombian energy market. For this, it starts from a study of art focused on the different experiences at a global level, in this way with the help of dynamic systems and systemic thinking, the main parameters that govern the optimal functioning of these agents in the market are determined and finally through the Canvas model, establish a business strategy using the results of the systemic analysis. In this sense, it is obtained what characteristics potentiate the entry of the agents and it is established the best scenario and under what opinions the proposed system can be evaluated. Finally, a business option can be established by trading demand response programs and as a feasible scenario to analyze the proposed model.

Resumen El presente artículo tuvo como objetivo principal establecer los parámetros más significativos que potencializan la inserción de Agentes Independientes de Gestión de la Información (GIDI) a partir de un análisis de diferentes experiencias internacionales en donde estos agentes se conocen como “agregadores”, para luego establecer una estrategia de negocio entorno a las funciones y productos que puedan ofrecer dentro de un mercado energético colombiano. Para ello, se partió de un estudio del arte enfocado en los diferentes casos de éxito a escala global; de esta forma, con ayuda de los sistemas dinámicos y del pensamiento sistémico, se determinaron los principales parámetros que rigen el óptimo funcionamiento de estos agentes en el mercado y, finalmente, por medio del modelo Canvas, se estableció una estrategia de negocio empleando los resultados del análisis sistémico. En este sentido, se obtuvieron las características que potencializan la entrada de los agentes y se estableció dentro de qué escenario y bajo qué dictámenes se puede evaluar el sistema propuesto. Finalmente, se establece una opción de negocio mediante el comercio de programas de respuesta a la demanda como un escenario factible para analizar el modelo propuesto.

Influence of Operational Parameters of Microwave-Assisted Hydrothermal Carbonization for the obtention of High Energetic Value Products: A Review

Resumen La agroindustria genera gran cantidad de residuos de tipo orgánico, los cuales son considerados una biomasa apta para aprovechamiento energético. Una de las tecnologías de conversión termoquímica que permite obtener un producto de alto valor energético es la carbonización hidrotermal, la cual puede ser asistida por microondas o por horno convencional. El objetivo de este artículo fue recopilar información sobre la influencia que tienen los parámetros operativos en la obtención de mayores rendimientos y contenidos de carbono del hidrochar en el proceso de carbonización hidrotermal asistida por microondas (MAHTC) y, a su vez, demostrar tal influencia de los parámetros mediante un metaanálisis. Para el metaanálisis se tomó la información bibliográfica recopilada y se evaluó a través de un modelo lineal generalizado tipo mixto. Los resultados del modelo evidenciaron que la temperatura y el tiempo ejercen influencia en el contenido de carbono, mientras que el rendimiento estaría influenciado, principalmente, por el tiempo de reacción. En términos generales, se resalta al parámetro de la temperatura de reacción como el factor más importante en la carbonización hidrotermal, ya que determina las propiedades fisicoquímicas del hidrochar, es decir que con la información aquí presentada se pretende incentivar el aprovechamiento de los residuos agroindustriales para ser transformados en productos de alto valor energético y, de este modo, brindar una solución a la problemática de cambio climático, propiciando el desarrollo sostenible del sector agrícola.

Abstract Agroindustry generates a large amount of organic waste, which is considered suitable biomass for energy use, one of the thermochemical conversion technologies that make it possible to obtain a product with a high energy value is hydrothermal carbonization, which can be microwave-assisted or conventional heating. The objective of this article is to collect information on the influence of the operating parameters in obtaining higher yields and carbon contents of hydrochar in the microwave-assisted hydrothermal carbonization (MAHTC) process, and in turn to demonstrate such influence of the parameters through a meta-analysis. For the meta-analysis, the collected bibliographic information was taken and evaluated through a generalized linear mixed-type model, which allowed concluding that temperature and time influence carbon content, while yield would be mainly influenced by time of reaction. In general terms, the reaction temperature parameter is highlighted as the most important factor in hydrothermal carbonization, since it determines the physicochemical properties of hydrochar, that is, with the information presented here, it is intended to encourage the use of agro-industrial residues to be transformed into products with high energy value, and thus provide a solution to the problem of climate change, promoting the sustainable development of the agricultural sector.

Wet Electrospinning and its Applications: A Review

Abstract In wet electrospinning, a natural or synthetic polymer solution is deposited on a non-solvent liquid coagulant used as collector. This technique can create 3D nanofiber scaffolds with better properties (e.g., porosity and high surface area) than those of traditional 2D scaffolds produced by standard electrospinning. Thanks to these characteristics, wet electrospinning can be employed in a wide range of tissue engineering and industrial applications. This review aims to broaden the panorama of this technique, its possible fields of action, and its range of common materials. Moreover, we also discuss its future trends. In this study, we review papers on this method published between 2017 and 2021 to establish the state of the art of wet electrospinning and its most important applications in cardiac, cartilage, hepatic, wound dressing, skin, neural, bone, and skeletal muscle tissue engineering. Additionally, we examine its industrial applications in water purification, air filters, energy, biomedical sensors, and textiles. The main results of this review indicate that 3D scaffolds for tissue engineering applications are biocompatible; mimic the extracellular matrix (ECM); allow stem cell viability and differentiation; and have high porosity, which provides greater cell infiltration compared to 2D scaffolds. Finally, we found that, in industrial applications of wet electrospinning: (1) additives improve the performance of pure polymers; (2) the concentration of the solution influences porosity and fiber packing; (3) flow rate, voltage, and distance modify fiber morphology; (4) the surface tension of the non-solvent coagulant on which the fibers are deposited has an effect on their porosity, compaction, and mechanical properties; and (5) deposition time defines scaffold thickness.

Resumen En el electrospinning húmedo, se deposita una solución de polímero natural o sintético sobre un coagulante líquido no disolvente utilizado como colector. Esta técnica puede crear andamios de nanofibras en 3D con mejores propiedades (por ejemplo, porosidad y alta superficie) que las de los andamios tradicionales en 2D producidos por electrospinning estándar. Gracias a estas características, el electrospinning húmedo puede emplearse en una amplia gama de aplicaciones industriales y de ingeniería de tejidos. Esta revisión pretende ampliar el panorama de esta técnica, sus posibles campos de actuación y su gama de materiales habituales. Además, también se discuten sus tendencias futuras. En este estudio, revisamos los artículos sobre este método publicados entre 2017 y 2021 para establecer el estado del arte del electrospinning húmedo y sus aplicaciones más importantes en ingeniería de tejidos cardíacos, cartilaginosos, hepáticos, apósitos para heridas, cutáneos, neuronales, óseos y musculares esqueléticos. Adicionalmente, examinamos sus aplicaciones industriales en la purificación del agua, los filtros de aire, la energía, los sensores biomédicos y los textiles. Los principales resultados de esta revisión indican que los andamios 3D para aplicaciones de ingeniería tisular son biocompatibles; imitan la matriz extracelular (MEC); permiten la viabilidad y diferenciación de las células madre; y tienen una alta porosidad, lo que proporciona una mayor infiltración celular en comparación con los andamios 2D. Por último, descubrimos que, en las aplicaciones industriales del electrospinning húmedo: (1) los aditivos mejoran el rendimiento de los polímeros puros; (2) la concentración de la solución influye en la porosidad y el empaquetamiento de las fibras; (3) la velocidad de flujo, el voltaje y la distancia modifican la morfología de las fibras; (4) la tensión superficial del coagulante no solvente sobre el que se depositan las fibras tiene un efecto sobre su porosidad, compactación y propiedades mecánicas; y (5) el tiempo de deposición define el espesor del andamio.

Arbuscular Mycorrhizae and the Computer Vision Techniques for their Identification

Resumen El objetivo de este artículo fue analizar las principales técnicas y estrategias de visión artificial utilizadas en sistemas diseñados para la identificación automática de hongos formadores de micorrizas arbusculares, abordando aspectos generales de las micorrizas y su clasificación taxonómica. Las micorrizas son asociaciones simbióticas entre las raíces de las plantas y determinados grupos de hongos, se caracterizan por generar grandes beneficios al suelo circundante, a las plantas y a los procesos productivos derivados. El trabajo se desarrolló con una metodología de recolección de información especializada a partir de criterios de búsqueda específicos, seleccionando publicaciones relevantes, en un rango de tiempo entre el año 2014 y 2021, en las bases de datos de Scopus, Scielo, Dialnet y Google Académico. Los resultados del estudio revelaron que la morfología matemática difusa es una técnica importante en la segmentación de las esporas de hongos y, en general, los estudios desarrollados se basan en una identificación binaria de las esporas, donde la transformada de Hough y las redes neuronales artificiales son las técnicas combinadas que reportan mejores resultados. El presente estudio permitió concluir que es posible auxiliar el proceso de identificación de hongos formadores de micorrizas arbusculares a partir de técnicas de visión artificial, y contribuye indicando un vacío de información respecto de sistemas de clasificación no binaria, los cuales son importantes y se deben tener en cuenta para apoyar procesos de clasificación avanzados, de acuerdo con la cantidad de familias y géneros reportados en la literatura.

Abstract This article aims to analyze the leading computer vision techniques and strategies used in designed systems to automatically identify arbuscular mycorrhizal fungi, addressing general aspects of mycorrhizae and their taxonomic classification. Mycorrhizae are symbiotic associations between plants' roots and certain fungi groups. They are characterized by great benefits to the surrounding soil, the plants, and the derived productive processes. The work was developed with a specialized information collection methodology based on specific search criteria, selecting relevant publications, in a time range between 2014 and 2021, in the Scopus, Scielo, Dialnet, and Google Scholar databases. The study's results revealed that fuzzy mathematical morphology is an essential technique in the segmentation of fungal spores. In general, the studies developed are based on a binary identification of the spores, where the Hough transform, and artificial neural networks are the combined techniques that report better results. This study concludes that it is possible to assist the identification process of mycorrhizal fungi from artificial vision techniques. It contributes by indicating a lack of information regarding non-binary classification systems, which are important and must be considered to support advanced classification processes, according to the number of families and genera reported in the literature.

Bibliometric Analysis of the Effect of Light on Phycobiliproteins Production

Resumen En la actualidad, diversos estudios han demostrado que la luz roja favorece el crecimiento de la biomasa, mientras que, comúnmente, longitudes de ondas rojas y azules promueven la concentración y producción de ficobiliproteínas, lo cual depende del género o especie, y de las condiciones del medio, así como de sus condiciones nativas, pues este mecanismo se genera como respuesta de adaptación, por lo que se hace necesario indagar para comprender estos fenómenos. En este orden de ideas, el propósito de esta investigación fue dar a conocer la importancia del aprovechamiento de la luz, como mecanismo de utilización de las microalgas para la producción de ficobiliproteínas, como contribución a la biotecnología industrial, la cual brinda información sobre condiciones y parámetros cultivos. La metodología de estudio se basó en un análisis documental a través de VOSviewer, usando la base de datos Web of Science, en la cual se utilizaron las palabras “Microalgae Pigment Light effect”. Con base en lo anterior, se pudo determinar que existe una correlación de palabras enfocadas a la producción de biocombustibles, como carotenoides, antoxantina, betacarotenos y luteína, aprovechando el uso de la luz como factor determinante, teniendo en cuenta que las cepas que más se relacionan con estos estudios son: Spirulina plantesis, Chrorella vulgaris y Chlamydomonas reinhardtii. El conocimiento de la aplicación de estos pigmentos es amplio, por lo que el estudio de la producción de pigmentos a partir de microalgas, evaluando el efecto de la luz, se ha convertido en un tema de gran interés, en especial para el mercado de pigmentos.

Abstract The purpose of the research is to make known the importance of the use of light as a mechanism of the utilization of microalgae for the production of phycobiliproteins, as a contribution to industrial biotechnology, which provides information on conditions and crop parameters, since several studies have shown that red light favors the growth of biomass, while red and blue wavelengths commonly promote the concentration and production of phycobiliproteins, which depends on the genus, species, strain, and environmental conditions, as well as their native conditions, since this mechanism is generated as an adaptive response, so it is necessary to investigate to understand these phenomena. The methodology was based on a documentary analysis through VOSviewer using the Web Of Science database, in which the words "Microalgae Pigment Light effect" were used which allowed us to conclude that there is a correlation of words focused on the production of biofuels, such as carotenoids, anthoxanthin, beta carotenes, and lutein, taking advantage of the use of light as a determining factor, taking into account that the strains that are most related to these studies are: Spirulina plantesis, Chrorella Vulgaris and chlamydomonas reinhardtii. The knowledge of the application of these pigments is wide, so the study of pigment production from microalgae evaluating the effect of light has become a topic of great interest, especially for the pigment market.

Energy Management Systems in Latin American Industry: Case Study Colombia

Abstract The increase in energy demand, mainly due to the dependence of industry and transport on fossil fuels, has led to the extensive use of these fuels and an increase in greenhouse gas emissions, generating a severe environmental concern in all countries. Then, the need for a proportionate consumption of energy resources and the decarbonization of the economy to leverage the reduction of emissions into the atmosphere becomes evident. Therefore, implementing Energy Management Systems (EnMS) within industries makes sense, seeking to promote energy's rational and efficient use. Consequently, this paper presents a bibliographic review on the integration of EnMS in the industry, highlighting the main barriers and motivators for its implementation, emphasizing the leading role that management has within companies in converting these programs into sustainable initiatives in an extended time horizon. In addition, an analysis of the Latin American panorama is presented, especially the Colombian one, on the integration of mechanisms to improve energy efficiency in industries. One of the main conclusions evidenced was the need to increase support at the regulatory level for energy efficiency programs in the industry. Currently, greater prominence is given to renewable energy sources, which are a fundamental step for the energy transition but must be complemented with the rational and efficient use of resources. Here, the industry has an essential role in representing the segment of users that more energy traditionally consumes.

Resumen El aumento de la demanda energética, debido principalmente a la dependencia de la industria y del transporte de los combustibles fósiles, ha llevado a su uso extensivo y a un aumento de las emisiones a la atmosfera, generando un alto nivel de preocupación ambiental en el ámbito global. Se hace entonces evidente la importancia de un consumo proporcionado de los recursos energéticos y la descarbonización de la economía. Por tanto, cobra sentido la implementación de sistemas de gestión de la energía (SGEn) dentro de las industrias, buscando fomentar el uso racional y eficiente de la energía. En consecuencia, como objetivo de este trabajo se presenta una revisión bibliográfica sobre la integración de los SGEn en la industria, destacando las principales barreras y motivadores para su implementación, enfatizando el rol protagónico que tiene la gerencia dentro de las empresas para convertir estos programas en iniciativas sostenibles en el tiempo. Además, se presenta un análisis del panorama latinoamericano, especialmente el colombiano, sobre la integración de mecanismos para mejorar la eficiencia energética. Uno de los principales resultados evidenciados fue la necesidad de incrementar el apoyo regulatorio de los programas de eficiencia energética en la industria, pues, actualmente, se da un mayor protagonismo a las fuentes de energía renovable que son un paso fundamental para la transición energética, pero deben complementarse con el uso racional y eficiente de los recursos. Aquí, la industria tiene un papel esencial por representar el segmento de usuarios que más energía consume en la matriz energética tradicional.