Ingeniería y competitividad

Educación superior, innovación y propiedad industrial

Sintonización de clasificadores difusos por medio de algoritmos genéticos inicializados con FCM

Este artículo presenta una técnica de inicialización para un Algoritmo Genético Simple el cual sintoniza un Sistema de Inferencia Difusa que actúa como clasificador. La técnica propuesta usa el algoritmo de agrupamiento Fuzzy C-means (FCM) para generar la población inicial del Algoritmo Genético Simple. Se consideran dos problemas de referencia en clasificación con el fin de validar el algoritmo propuesto y compararlo con un Algoritmo Genético Simple. Los resultados muestran que es posible lograr una reducción significativa en el número de generaciones para encontrar un clasificador objetivo usando la técnica propuesta

This paper presents an initialization technique for a Simple Genetic Algorithm that tunes a Fuzzy Inference System working as a classifier. The proposed technique uses the Fuzzy C-Means (FCM) clustering algorithm to generate the initial population of a Simple Genetic Algorithm. Two classification problems are considered to validate the proposed algorithm and to compare it against a Simple Genetic Algorithm with random initialization. Results show that it is possible to achieve a reduction in generations necessary for finding a desired classifier by using the proposed technique

Sistema de solución creativa para problemas recurrentes - Itacone

Itacone es un sistema creado para resolver problemas recurrentes que requieren el uso de técnicas creativas, teniendo en cuenta las particularidades culturales y socioeconómicas de la comunidad latinoamericana, preparando la mente del consultor que lo aplica, para conocer lo que piensan las partes involucradas en resolver el problema, cambiar la forma de ver el mismo, analizar objetivamente ideas de solución y generar una estrategia que incluya las soluciones que mejor se adaptan a resolver ese problema integralmente, teniendo en cuenta las consecuencias de esa solución en el entorno natural y social. El sistema se basa en propuestas de investigadores canadienses (Briand, A. 2004) y latinoamericanos (los autores) para definir el problema a estudiar de manera objetiva, en investigadores europeos para romper paradigmas con relación a soluciones que han fracasado con anterioridad y utiliza el concepto de la logística en reversa (o logística inversa entendida como las actividades desarrolladas para revisar las consecuencias de un producto con el propósito de maximizar su valor, Angulo 2000), verificando la aplicabilidad de la solución diseñada con los dueños del problema antes de entregarla definitivamente, y eventualmente conocer las consecuencias de aplicar la solución estratégica para ajustarla y maximizar sus posibilidades de éxito

Itacone is a system created to solve recurring problems that require the use of creative techniques, taking into account the cultural and socio-economic of the Latino community. The system prepares the mind Itacone consultant applying the method to know what they think the other people involved in it, change the way you see the problem, solution ideas objectively analyze and generate a strategy that includes the solutions that best adapted to solve the problem comprehensively. The proposed method is based on Canadian and American researchers to define the problem to be studied objectively in European researchers to break paradigms with regard to solutions that have failed before and uses the concept of reverse logistics in order to verify the applicability of the solution is being designed with the owners of the problem before final delivery and eventually understand the consequences of applying the proposed strategic solution to fit so as to maximize their chances of success

Una visión general del estándar de transmisión de televisión digital terrestre

Digital Video Broadcasting (DVB) es un consorcio formado por industriales de los medios de comunicación, que está integrado por radiodifusores, fabricantes, operadores de redes, desarrolladores de software y organismos reguladores. El consorcio fue creado con el fin de definir las normas técnicas para estandarizar todos los aspectos relacionados con la prestación de servicios de televisión digital. El estándar DVB ha sido adoptado en Europa, Oriente Medio, Suráfrica y Australasia. Adicionalmente, el estándar DVB fue seleccionado en Colombia y Panamá como el sistema de transmisión de televisión digital terrestre (DVB-T/T2). El estándar DVB es un conjunto de especificaciones que permiten la integración de información multimedia para proveer servicios de información, educación, negocios y entretenimiento. La implementación de DVB requiere de acuerdos entre los radiodifusores, operadores de redes y fabricantes en la definición de los parámetros de operación, además de tener en cuenta las normativas gubernamentales. Este artículo presenta un resumen de los principales elementos definidos en el estándar DVB-T/T2, basado en los documentos guía elaborados por el consorcio DVB, e incluye algunas de las acciones tomadas durante el proceso de implementación de DVB-T/T2 en Colombia

The Digital Video Broadcasting (DVB) is an industry-led consortium integrated by broadcasters, manufactures, network operators, software developers and regulatory bodies, among others. It was created in order to designate technical standards for the global delivery of digital television services. DVB standards for digital television have been adopted in Europe, Middle East, Southern Africa, and Australasia. Moreover, the DVB has been adopted in Colombia and Panama as the terrestrial digital television system (DVB-T/T2). The DVB standard is a set of specifications for integrating multimedia as a unique base for information, education, business, and entertainment development. The standard describes the coding constraints that apply to the use of the MPEG 2/4 specifications in the digital television system including mandatory, main and optional enhanced services. However, launching DVB requires of agreements among broadcasters, network operators and manufacturers on setting parameters, along with government regulations. In this paper, an overview of key elements - in technical specifications - is compiled from DVB-T/T2 documents, along with actions taken in regard to the release of DVB-T/T2 in Colombia

Identificación de un generador de inducción doblemente alimentado basado en el filtro de Kalman en presencia de datos espurios

Este documento presenta una metodología de identificación de un generador de inducción doblemente alimentado (DFIG) en presencia de datos espurios. El DFIG es ampliamente usado en la producción de energía eléctrica a partir del viento; un problema en el control de estas máquinas, es el cambio en los parámetros del sistema, haciendo que el esquema de control no tenga un óptimo desempeño. Además, si el sistema sensorial no es confiable, se puede incurrir en que las mediciones contengan datos espurios. Para llevar a cabo la identificación se emplea tres filtros de Kalman secuenciales, dos de ellos corresponden al filtro de Kalman dual, el otro corresponde al filtro de Kalman de estadística robusta. La metodología se implementó en Matlab, mostrando que la técnica no se ve afectada por datos espurios, obteniendo errores residuales menores al 1.2% para la identificación del DFIG en presencia de estos datos

This paper presents a methodology for parameter identification of a doubly fed induction generator (DFIG) in the presence of spurious data. DFIG is widely used in the electrical energy production using wind; one problem that the control system for these machines faces is the variability in the parameter values, and optimal performance for this control system is then hard to achieve. Besides, if the sensory system is not reliable, incurring in measurements with high uncertainty may be very common. To perform the parameter identification, three sequential Kalman filters are used, two of them are the dual Kalman filter, and another is the robust statistic Kalman filter. The methodology was implemented in Matlab, showing that the method is not affected by these data, obtaining residual errors smaller than 1.2% for the DFIG identification in the presence of these data

Deshidrogenación oxidativa de propano con Na2O sobre zeolita Cr/FeZSM-5

Se estudió la actividad catalítica de la zeolita FeZSM-5 impregnada con Cr en la reacción de deshidrogenación oxidativa de propano, utilizando N2O como oxidante. Para la impregnación del metal se evaluaron las técnicas de secado por aspersión e impregnación húmeda, determinando así su efecto en la dispersión del metal y en la actividad catalítica. Los catalizadores se caracterizaron por medio de difracción de rayos X, análisis termogravimétrico y área superficial por adsorción de N2. El rendimiento más alto (15.2%) se obtuvo a 400°C incorporando 0.5% de Cr al catalizador por medio de la impregnación húmeda. Es de destacar que los catalizadores presentaron una estabilidad muy alta

The catalytic activity of FeZSM-5 impregnated with Cr was studied in the propane oxidative dehydrogenation, using N2O as oxidant. For the metal impregnation, the methods spray-drying and wet-impregnation were evaluated, to determine the effect on metal dispersion and catalytic activity. The catalysts were characterized by x-ray diffraction, thermogravimetric analysis and surface area by N2 adsorption. The highest yield (15.2%) was obtained at 400°C with the catalyst containing 0.5% Cr through wet impregnation. The catalysts showed a very high stability

Obtención de 2-Fenil lepidinas durante la alquilación de Friedel-Crafts asistida por microondas de N-(Î±-alilbencil) anilinas soportadas en sílica-ácido sulfúrico

Se empleó el soporte ácido Sílica-ácido Sulfúrico (SSA) para la síntesis asistida por microondas y libre de solventes de tres ejemplos de 2-fenil lepidinas (2-fenil-4-metilquinolinas) sustituidas en la posición C-6 (H, Me, OMe). La "reacción en cascada" realizada procede mediante una alquilación de Friedel-Crafts de las N-(Î±-alilbencil)anilinas y la oxidación debida al SSA de las 2-fenil-1,2,3,4-tetrahidrolepidinas intermediarias (no aisladas), con buenos rendimientos y tiempos cortos de reacción. Los productos preparados por la metodología aquí descrita en una sola etapa fueron idénticos a los preparados anteriormente en nuestro grupo de investigación mediante reacciones sucesivas

Silica sulfuric acid (SSA) has been efficiently used as solid support in the solvent free microwave assisted synthesis of 2-phenyl lepidines (2-phenyl-4-methylquinolines) from N-(Î±-allylbenzyl)anilines. Reactions proceed through a two step cascade involving a Friedel-Crafts alkylation + oxidation of the formed 2-phenyltetrahydrolepidines. Good to high reaction yields and short reaction times were observed. Prepared products were identical to the ones already prepared in our lab through a two step synthesis

Herramienta en línea para la programación y depuración remota de funciones lógicas digitales

En el diseño de circuitos electrónicos digitales, los ejercicios y prácticas deben integrarse a los procesos de enseñanza. La mayoría de prácticas se realizan en espacios locales, como aulas de laboratorio especializadas; sin embargo, la educación en línea se ha fortalecido y actualmente es posible experimentar desde ubicaciones remotas. En este trabajo se describen los principales aportes realizados por grupos de investigación en el campo de los laboratorios en línea, enfocándose en los sistemas electrónicos digitales. Se describe también una herramienta software desarrollada para la programación remota de funciones lógicas digitales, que apoya la enseñanza de los Sistemas Digitales. Esta herramienta fue diseñada para trabajo local o en red y permite a los usuarios interactuar con un conjunto de herramientas para la configuración de un FPGA Cyclone II sobre una tarjeta de desarrollo DE2-70

Digital electronic circuits design requires that both exercises and practices be integrated to teaching processes. Most practices are executed over local areas, as specialized laboratory classrooms; however, online education has been strengthened and currently is possible to experiment from remote locations. Some main contributions about online laboratories made by research groups were described in this work; these were focused on digital electronic systems. A developed software tool to remote programming of digital logic functions was described too, which supports the Digital Systems teaching. This tool was designed for local or net-working, and allows users to interact with a tool set for configuring a Cyclone II Field-Programmable-Gate-Array on a DE2-70 development board

Efecto del tamaño de muestra y el número de réplicas bootstrap

Un problema difícil de responder es determinar el tamaño de muestra mínimo y el número de réplicas bootstrap que se debe utilizar para obtener distribuciones muestrales que se aproximen bien a la verdadera distribución muestral utilizando la metodología bootstrap. Se evalúa el efecto del tamaño de muestra y el número de réplicas bootstrap en las estimaciones de la media, varianza y algunos percentiles para una distribución de probabilidad bajo diferentes medidas de asimetría. Presentamos algunas recomendaciones para el uso del bootstrap no paramétrico

A difficult problem to address is to determine the minimum sample size and the numbers of bootstrap samples to be used for obtain sampling distribution that makes a better fit to the true sampling distribution using the bootstrap methodology. We evaluate the effect of sample size and the number of bootstrap samples in the estimates of the mean, variance and some quantiles for probability distribution under different measures of skewness. We give some recommendations for using the non-parametric bootstrap

Análisis comparativo de metaheurísticas para calibración de localizadores de fallas en sistemas de distribución

En este artículo se presenta un análisis comparativo de cuatro técnicas metaheurísticas que permiten la calibración óptima de un localizador de fallas basado en máquinas de soporte vectorial (MSV), con el objetivo de determinar cuáles técnicas presentan un mejor rendimiento para este problema. El localizador propuesto se prueba en un sistema de distribución estándar de 34 nodos de la IEEE, en el que se obtienen precisiones promedio para las mejores alternativas de 99%, utilizando una base de datos de 13824 registros de fallas monofásicas, bifásicas, bifásicas a tierra y trifásicas. La comparación de las alternativas de parametrización muestra que las técnicas metaheurísticas basadas en población presentaron un mejor rendimiento que aquellas basadas en trayectoria, en todos los casos estudiados

In this paper, a comparative analysis on the use of four metaheuristics for obtaining an optimal adjustment of a fault locator based on support vector machines (SVM), is presented. This research is aimed to determine those techniques which help to obtain the best performance at the specific problem of fault location. The proposed fault locator is tested in the 34 nodes IEEE power distribution system where the average precision obtained considering the best alternatives is around 99%, using a database of 13824 registers from single phase, phase to phase, two phase to ground and three phase faults. The comparison of the parameterization alternatives shows how those metahueristics based on population have better performance that those based on trajectory, having a good performance in all of the tested situations

Novedoso algoritmo para la estimación de la inductancia de magnetización y la capacitancia del devanado de cada fase del transformador

Este artículo describe un algoritmo novedoso para la estimación de la inductancia de magnetización y la capacitancia del devanado de cada fase del transformador, a partir de los datos de la curva de respuesta en frecuencia, utilizando un modelo del núcleo del transformador. El uso del modelo aplicado a las tres medidas de cada fase del transformador permite localizar y cuantificar una posible falla en baja frecuencia sin necesidad de disponer de las medidas FRA de referencia. Se hace la descripción del modelo, del algoritmo para obtener los parámetros de cada fase y de su aplicación en la interpretación de las variaciones en bajas frecuencias de la curva FRA, finalmente se muestran dos casos de aplicación

This paper describes a novel algorithm for estimating the magnetization inductance and winding capacitance of each phase of transformer from the data of frequency response curve, using a transformer core model. The use of the model applied to the three measures for each phase of the transformer allows locating and quantifying a possible failure at low frequencies without need for reference FRA measures. It describes the model, the algorithm to obtain the parameters of each phase and its application in the interpretation of low-frequency variations of curve FRA, finally show two cases of application

Implementación del control de acceso a la red mediante los protocolos de autenticación, autorización y auditoría

Este artículo presenta el diseño e implementación de un sistema de control de acceso a la red que proporciona el servicio de Autenticación, Autorización y Auditoría (AAA) usando software libre, empleando los protocolos estándar IEEE 802.1x y RADIUS, con base en una infraestructura de clave pública, un servicio de directorio centralizado que almacena las políticas de seguridad para cada usuario y una base de datos MySQL en donde se registranlos eventos del servicio AAA; todo esto se probó en un ambiente corporativo con 300 estaciones de trabajo. En el sistema se logró: tres métodos de autenticación mediante el uso de EAP-TLS, PEAP y EAP TTLS; la administración segura de la información, concerniente a los usuarios que pueden acceder la red y los permisos que cada uno de ellos posee; el uso de certificados digitales para demostrar la identidad de un usuario o de un equipo que ejecute cualquiera de los sistemas operativos más populares. También se ha configurado un servidor RADIUS para que use dos puntos de información de políticas; un servidor de directorio OpenLDAP y el Directorio Activo de Microsoft. Lo anterior posibilita un control de acceso a red escalable, sin demandar un alto presupu

This paper presents the design and implementation of a network access control system which provides the Authentication, Authorization and Accounting (AAA) service using GNU Licensed Software, employing the standard protocols IEEE 802.1x and RADIUS, based on a Public Key Infrastructure (PKI), a centralized directory service, which stores the security policies assigned to each user, and a MySQL database, where the authentication events of the AAA service are registered, all of this was tested in a production corporate environment with 300 workstations. On the system, it was achieved: three authentication methods by using EAP-TLS, PEAP and EAP TTLS; secure management of information, in a central database, about users that can access the network and the privileges that each of them own; use of digital certificates to prove the identity of a user or network device running any of the popular operating systems. Also has been configured a RADIUS Server to use two points of policy information, one of them is the OpenLDAP directory server, the other is the Active Directory from Microsoft. This enables a scalable network access control, without demanding a high budget

Criterios de diseño para un túnel de agua de bajo costo

Se presentan algunos criterios de diseño para un Túnel de agua, un tipo de instalación orientada a la investigación experimental en áreas relacionadas con la Mecánica de Fluidos. Se proponen estrategias de ahorro energético y un diseño compacto para favorecer su viabilidad en países como Colombia donde no son muy comunes. La clasificación del circuito de flujo se hace en dos zonas, la Zona principal y el sistema de bombeo, la cual determinará la configuración del acoplamiento mutuo para cerrar el circuito. Una metodología de diseño es propuesta y aplicada para el diseño de un túnel orientado hacia la evaluación experimental de nuevas Máquinas Hidrocinéticas (MH) y Pequeños Submarinos (PS), ambos utilizados en el campo de la generación de energía renovable en pequeña escala a partir de recursos hídricos

Some criteria are presented for the design of a Water tunnel, a kind of facility for experimental research related with Fluid Mechanics. Energy saving strategies and a compact configuration are proposed for increase their feasibility in countries like Colombia where they are not known in detail. Elements in the closed loop are classified in two zones, Main Zone and Pumping System; the latter will condition the configuration to make the coupling and close the circuit. It is proposed a design methodology and applied for a water tunnel design to be used in experimental tests for new Hydrokinetic Machines (HM) and Small Underwater Vehicles (SUV), both used in energy generation in small-scale renewable energy from water resources

Juguetes como instrumentos de enseñanza en ingeniería : El caso del pájaro bebedor

Los procesos de enseñanza en ingeniería han venido evolucionando desde la llamada clase magistral, con un formato casi que inflexible y que en buena proporción aun hoy en día presentan los conceptos y principios de manera abstracta y sin relación con la realidad que el estudiante conoce, a un esquema más pedagógico que permite una mayor conexión con el entorno. Un muy bien conocido y representativo juguete se usa en este artículo para mostrar como ejemplos relacionados de la vida real que rodean la vida de los estudiantes pueden usarse para complementar los conceptos teóricos, en este caso físicos, y desarrollos matemáticos que rodean un tema específico, contribuyendo así positivamente a la motivación para el estudio y análisis de sistemas más complejos

Learning processes in engineering had been evolving from the so-called master class, with an almost inflexible format and that presented, still nowadays in great proportion, concepts and principles in an abstract way and without relation to the reality the student knows, to a more pedagogical scheme which allows greatest connection with the environment. One well-known and representative toy is used in this article to show how real-life related examples surrounding the students' world can be used in order to complement theoretical concepts, in this case physical, and mathematical developments around a specific subject, positively contributing so to the motivation for the studying and analysis of more complex systems

Mineralización fotocatalítica de agua residual contaminada con dicloxacilina comercial en un reactor solar CPC a escala piloto

En el presente trabajo se estudió la mineralización de una muestra de agua residual contaminada con dicloxacilina comercial mediante fotocatálisis solar heterogénea con TiO2. Los ensayos se llevaron a cabo en un reactor tipo colector parabólico compuesto (CPC) ubicado el Laboratorio de Fotocatálisis Solar de la Universidad del Valle (Cali, Colombia). Se empleó un diseño experimental de Taguchi para analizar los efectos del pH inicial de la solución y la concentración del catalizador en la mineralización fotocatalítica de la muestra, considerando la energía UV acumulada como variable de ruido. Los resultados mostraron que se alcanzaron reducciones de carbono orgánico total (COT) de hasta 45%. De acuerdo con los valores de señal/ruido (S/R) obtenidos a partir del diseño de Taguchi, la mineralización se favoreció con un pH inicial de 5 y una concentración de catalizador de 0.3 g/l

In this work, the mineralization of a wastewater sample polluted with commercial dicloxacillin by TiO2-based solar heterogeneous photocatalysis was studied. The experimental tests were carried out in a compound parabolic collector (CPC) type reactor located at the Solar Photocatalytic Laboratory of the Universidad del Valle (Cali, Colombia). A Taguchi experimental design was used for evaluating the effects of the initial pH of the solution and the catalyst concentration on the photocatalytic mineralization of the polluted sample. The results exhibited that total organic carbon (TOC) removal up to 45% could be achieved by TiO2-based solar photocatalysis. According to the signal-to-noise ratios obtained from the Taguchi experimental design, the wastewater mineralization was favored at initial pH of 5 and TiO2 concentration of 0.3 g/l

Identificación de brechas tecnológicas en automatización industrial de las empresas del sector metalmecánico de Caldas, Colombia

La identificación de brechas tecnológicas en automatización industrial de las empresas del sector metalmecánico de Caldas fue el producto de una investigación cuantitativa, de tipo descriptivo, que abarcó la evaluación de los niveles de automatización y un análisis de las palancas de fabricación. Los instrumentos metodológicos, validados por grupo de expertos del SENA-Servicio Nacional de Aprendizaje- y de la Universidad Autónoma de Manizales, fueron aplicados a las empresas seleccionadas, pertenecientes a la mesa sectorial metalmecánica. Los niveles de automatización en el 40% de las empresas fueron medios; el 10% se encuentra entre la categoría media-alta a clase mundial y el 50% restante tiene bajos niveles de automatización y una mayor brecha tecnológica, debido al carácter manual de las operaciones de la cadena de valor. Las mayores brechas se detectaron en la gestión logística que comprende las operaciones de abastecimiento de materiales, almacenamiento y despacho. Se encontraron falencias en la gestión tecnológica, en aspectos claves como la identificación y el seguimiento de nuevas tecnologías y los planes tecnológicos. Mejorar la gestión tecnológica en las organizaciones, puede contribuir al cierre de las brechas tecnológicas detectada

Identifying industrial automation technological gaps in metal mechanical companies of Caldas was the quantitative and descriptive research product, which included the automation level assessment and a manufacturing gearing analysis. Methodological tools, validated by expert group of the SENA (National Apprenticeship Service) and the Universidad Autonoma de Manizales, were applied to the selected companies that belong to metal mechanical sector. The 40% of companies has a medium automation level, the 10% of them is among the medium-high to world class automation level; the remaining 50% has a higher technology gaps due to the low automation levels which were found, given the chain value manual operations. The largest gaps were detected in logistic management operations which comprise material sourcing, storage and delivery. Shortcomings in technology management in key aspects such as the identification and tracking of new technologies and technology plans were detected. Improving Technology management in organizations could help close the identified technology gaps

Diseño, simulación, fabricación y caracterización de una turbina tipo Pelton de 5 kW

Se presenta la metodología empleada para la construcción de un microgenerador hidráulico de 5 kW con turbina tipo Pelton. Para unas condiciones de operación (cabeza hidráulica y caudal) y a partir de una base teóricoexperimental, se modelaron los componentes con ayuda de herramientas computacionales tipo CAD (Diseño asistido por computador), CAE (Ingeniería asistida por computador) y CFD (Análisis computacional fluidodinámico). Posteriormente, se empleó un software CAM (Manufactura asistida por computador) y procesos de fundición para la fabricación de los componentes del microgenerador. Por último, y con el fin de validar el diseño, se realizó la caracterización del microgenerador mediante pruebas en el Laboratorio del Grupo de Investigación de Energía Alternativa de la Universidad de Antioquia. A partir de las pruebas realizadas, fue posible cuantificar la eficiencia de la turbina Pelton, encontrar la relación óptima entre la apertura del inyector y la potencia generada, la velocidad óptima de operación, la eficiencia global del microgenerador y las condiciones hidráulicas en las cuales el microgenerador puede ser utilizado, brindando la mayor eficiencia de generación de energía eléctrica

It is presented the methodology for the construction of a 5 kW hydraulic microgenerator, with a Pelton turbine. For a given operating conditions (hydraulic head and flow) and from a theoretical and experimental basis, the different components were modeled using computational tools such as CAD (Computer Aided Design), CAE (Computer Aided Engineering) and CFD (Computer Fluid Dynamics). Subsequently, it was used a CAM (Computer Aided Manufactured) software and casting processes for manufacturing the components of the microgenerator. Finally, and in order to validate the design, characterization was performed by testing the microgenerator in the Laboratory of Alternative Energy Research Group at the Universidad de Antioquia. From the tests performed, it was possible to quantify the efficiency of the Pelton turbine, to find the optimum ratio between the opening of the nozzle and the generated power, the optimum speed of operation, the overall efficiency of the microgenerator and the hydraulic conditions in which the microgenerator can be used providing an optimal efficiency of electric power generation