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Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

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Open Access journal
ISSN (Print) 0120-6230
Published by SciELO

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Reut and Beck columns: effects of end gravity force, translational and rotational inertias
- Abstract: The stability of Reut and Beck columns subjected to any combination of gravity and non-conservative (fixed-line or follower) compressive axial forces is presented using the dynamic formulation. The proposed method is general capturing the static (or divergence) buckling as well as the dynamic (flutter) instability of cantilever columns. Special attention is given to the effects of the end gravity force, translational and rotational inertias along the member. Analytical results are intended to capture the limit on the range of applicability of the static or Euler's method in the stability analysis of slender cantilever columns, and to define the transition from static instability (with zero frequency) to dynamic instability (''flutter''). Finally, the comparison between the characteristic stability equations of slender Reut and Beck columns is presented.Se presenta la estabilidad de las columnas de Reut y Beck sometidas a cualquier combinación de fuerzas compresivas axiales de gravedad y no conservativas (fuerza fija a lo largo de una línea o seguidora) utilizando la formulación dinámica. El método propuesto es general y captura el pandeo estático (o divergencia) y la inestabilidad dinámica (''flameo'') de columnas en voladizo. Los efectos de la fuerza de gravedad y las inercias traslacionales y rotacionales a lo largo del elemento se analizan cuidadosamente. También se presentan resultados analíticos que capturan el límite del rango de aplicabilidad del método estático o de Euler en el análisis de estabilidad de columnas esbeltas en voladizo y la transición de inestabilidad estática (con frecuencia cero) a inestabilidad dinámica (''flameo'')- Finalmente se presenta la comparación entre las ecuaciones características de estabilidad de columnas esbeltas de Reut y Beck.
Assessment of severity of a fiat at the rolling surface of the railway wheel
- Abstract: La presencia de planos, aunque incipientes, en la superficie de rodadura es causa de un rápido deterioro del contacto rueda-carril con las consecuencias que ello conlleva tanto para el entorno como para el propio material rodante. Es por ello que la detección de estos planos, antes que se hagan aparentes por sus consecuencias, es de gran interés y motivo de estudio. En este trabajo se presentan algunos de los resultados obtenidos en una extensa campaña de medidas llevadas a cabo en una línea del Ferrocarril Metropolitano de Barcelona. La vibración del carril al paso de las ruedas se detecta mediante un acelerómetro situado en el pie del carril y el instante exacto de paso de las ruedas por la sección donde se encuentra el acelerómetro se determina mediante la deformación cortante del alma del carril. Se proponen, y aplican a los registros experimentales, distintos indicadores para cuantificar la severidad de los planos. Uno de los aspectos analizados a partir de los datos experimentales es la variación del pico de energía de la vibración detectada en función de la distancia entre la sección donde incide un plano con la vía y el acelerómetro. Este pico debe normalizarse para establecer correctamente la severidad del plano.The presence of flat, even though incipient, at the rolling surface causes rapid deterioration of wheel-rail contact with the consequences that this entails for both the environment and for the rolling stock. Therefore the detection of these flats, before they become dangerous, are important as study material. This paper presents some of the results of an extensive measurement task carried out in a line of the Ferrocarril Metropolitano de Barcelona. The rail vibration generated by wheels passage is detected using an accelerometer located at the foot of the rail and their exact moment of passage on section where the accelerometer is located is determined by the shear strain of the soul of the rail. Are proposed, and applied to experimental records, different indicators to quantify the flat severity. One of the issues discussed from the experimental data is the variation of the peak energy of the vibration detected according to the distance between the section where the flat struck with the rail and the accelerometer. This peak should be normalized to set up correctly the severity of the flat.
ADM1 applications for a hybrid up-flow anaerobic sludge-filter bed reactor performance and for a batch thermophilic anaerobic digestion of thermally pretreated waste activated sludge
- Abstract: The anaerobic digestion process comprises a whole network of sequential and parallel reactions of biochemical and physicochemical nature. Anaerobic digesters often exhibit significant stability problems that may be avoided only through appropriate control strategies. Such strategies require, in general, developing appropriate mathematical models aiming at understanding and optimizing the anaerobic digestion process, describing these reactions in structured manner. This work reviews the IWA Anaerobic Digestion Model No. 1 (ADM1) and discusses two model applications: the anaerobic digestion of wine distillery vinasse as substrate in a 9.8-1 hybrid UASFB reactor and batch thermophilic anaerobic digestion of thermally pretreated waste activated sludge. Predictions by the model using the parameters established in this study agreed well with the data measured under different conditions tested. The resulting models explained the dynamic evolution of the main variables, in the liquid and gas phases.Los procesos de la digestión anaerobia comprenden una red completa de reacciones bioquímicas y fisicoquímicas, secuenciales y paralelas. Los digestores anaerobios a menudo exhiben importantes problemas de estabilidad que sólo pueden ser evitados a través de apropiadas estrategias de control. Tales estrategias requieren, en general, para su implementación, del desarrollo de modelos matemáticos cuya finalidad es el de permitimos mejor comprensión y optimización de los procesos de la digestión anaerobia, describiendo estas reacciones de una manera estructurada. Este trabajo revisa el modelo ADM1 de la IWA y discute dos aplicaciones del modelo: la digestión anaerobia de las aguas residuales vinazas de las destilerías de vino como sustrato en un reactor híbrido (UASFB) y la digestión anaerobia termòfila en batch de lodos activados con pre-tratamiento térmico. Las predicciones del modelo, usando los parámetros establecidos en este estudio, concuerdan bien con los resultados de las mediciones en las diferentes condiciones ensayadas. Los modelos resultantes explicaron la evolución dinámica de las principales variables, tanto en la fase liquida como la fase gaseosa.
Tools for the implementation of proactive maintenance in urban sewer systems by the use of flooding reliability and entropy of information concepts
- Abstract: Las bases de datos de alcantarillados urbanos existentes en ciudades de países en vía de desarrollo presentan deficiencias en los registros de las características físicas de las tuberías, lo cual limita su utilización como soporte para la implementación de herramientas de gestión de dicha infraestructura. El objetivo de este trabajo consistió en proponer y emplear en 13 subcuencas pertenecientes a la cuenca El Salitre de Bogotá, comprendiendo un área de 4515 Ha, con un total de 12842 tuberías pluviales y combinadas, árboles de decisión y entropía de información para identificar tuberías con demanda de actividades de mantenimiento en la red como limpieza, rehabilitación, reemplazo, etc., a partir de confiabilidades de inundación estimadas (para 2337 tuberías con cuyas características físicas se encontraban registradas de manera precisa). El modelo clasificatorio presentó una capacidad predictiva promedio de 62 %. Las tuberías fueron clasificadas mediante 28 reglas, según los valores de confiabilidad, identificando 3383 tuberías (26 % sobre el total) con una priorización alta de mantenimiento proactivo.Existent databases of urban sewerage networks in developing countries have shown imprécisions in data related to physical characteristics of sewer pipes. This fact limits the appropriateness of databases for being used as a support for asset management tools for sewerage. This paper is aimed at proposing the use of decision trees and information entropy for prioritizing sewer pipes by their cleaning, rehabilitation, replacement activities demand, based on 13 sub basins belonging to El Salitre basin of Bogotá, with a total area of 4515 Ha and 12842 pluvial and combined sewer pipes. The starting point was the flooding reliability estimate of 2337 sewer pipes with well specified physical characteristics. The classificatory model showed a capacity for prediction of roughly 62 %. Sewer pipes were classified by using 28 rules defined as a function of the flooding reliability. As a result, 3383 sewer pipes (26 % of the total) were found to have a high-prioritization proactive maintenance demand.
Purification of lactic acid obtained from a fermentative process of cassava syrup using ion exchange resins
- Abstract: In this work, the fermentative lactic acid (LA) production and its further separation by ionic exchange resins was evaluated. A Lactobacillus brevis strain was used to perform lab scale experiments under anaerobic conditions, using a low nutritional content media with cassava flour as carbon source (HY1). For a fermentation time of 120h in a 7.5-L bioreactor, the LA concentration was 24.3±0.07g LA/L and productivity 0.20 g/L/h, at pH 6.5 and 38°C. For LA recovery, the Amberlite IRA-400 and IR-120 exchange resins were used. First of all, a LA isothermal adsorption on Amberlite IRA-400, Cl-, OH- and HS0(4)2- activated form, was performed at 25°C. The Cl- activated resin was tested at pH 5, whereas the OH- activated form was tested at pH 3.5 and 6.3. The highest adsórbate content was 0.59±0.03 g LA/g resin at pH 6.3 when the resin was OH- activated. Following, the breakthrough curves were carried out in an Amberlite IRA-400 packed column at pH 3 and 5, and 0.5 and lmL/min; the maximum LA loaded was 0.109±0.005 g AL/g resin at pH 3 and 0.5 mL/min. Finally, the LA recovery was assessed in a system of series of columns packed with Amberlite IRA-400 e IR-120; the LA recovery was 77% and 73%, when the system was set at 0.5mL/min, 25°C, and a feeding at pH 3 and 5, respectively, into the packed columns.En el presente trabajo se evalúo la producción de ácido láctico (AL) vía fermentativa, y su posterior separación mediante un sistema de resinas de intercambio iónico. Para la biosíntesis de AL se usó la cepa Lactobacillus brevis la cual fue cultivada bajo condiciones anaeróbicas usando un medio de bajo contenido nutricional a base de hidrolizado de yuca, denominado HY1. Para una cinética de cultivo de 120 h, en un biorreactor de 7,5 L, la más alta concentración de AL encontrada fue 24,3±0,07g AL/L, con una productividad de 0,20 g/L/h, a pH 6,5 y 38°C. Para la recuperación del AL se usaron las resinas de intercambio iónico Amberlite IRA-400 e IR-120. Inicialmente se determinó la isoterma de adsorción de AL (25°C) sobre la resina Amberlite IRA-400 activada en su forma Cl-, OH- y HSO4(2-). La forma Cl- de la resina activada fue evaluada a pH 5, mientras que la forma OH fue evaluada a pH 3,5 y 6,3. El más alto contenido de adsorbato fue 0,59±0,03g AL/g resina at pH 6,3, cuando la resina esta activada en su forma OH-. Seguidamente, se desarrollaron las curvas de ruptura en la resina Amberlite IRA-400 a pH 3 y 5, y 0,5 y 1mL/ min de flujo de alimentación. La máxima concentración de AL adsorbida fue 0,109±0,005g AL/g resina a pH 3 y 0,5 mL/min. Finalmente, la recuperación de AL se evaluó en un sistema de columnas en serie empacadas con las resinas Amberlite IRA-400 e IR-120; La recuperación de AL fue 77% y 73%, cuando el sistema se ajustó en 0,5mL/min, 25°C, pH 3 y 5, respectivamente.
Topological optimization for solids under heat and mass transfer using boundary element
- Abstract: The objective of this work is to present the implementation of a topological - shape sensitivity formulation in a BEM analysis for simultaneous heat and mass transfer optimization problems. The proposed approach uses a topological derivative in order to estimate the sensitivity to create a hole in the domain of the problem. Thus, it is evaluated at internal points, and the ones showing the lowest values are used to remove material by opening a circular cavity. As the iterative process evolves, the original domain has holes progressively punched out until a given stop criteria is achieved. Since the sensitivities for each of the differential equations are different, a penalization- type approach has been used to weight the sensitivities associated to each problem. This allows the imposition of distinct penalization factors for each problem, according to specified priorities. The results obtained showed good agreement with solutions available in the literature.El objetivo de este trabajo es presentar la aplicación de una formulación para el análisis de sensibilidad de forma y topologia utilizando elementos de contorno en problemas de optimización involucrando transferencia simultanea de calor y masa. El enfoque propuesto usa la derivada topològica para estimar la sensibilidad a crear un agujero en el dominio de definición del problema. De este modo, la misma se evalúa en puntos internos y aquellos que presentan los valores más bajos se utilizan para eliminar material mediante la apertura de una cavidad circular. A medida que el proceso iterativo evoluciona, el dominio se modifica progresivamente con la incorporación de más agujeros hasta que se alcanza un criterio de parada determinado. Puesto que las sensibilidades de cada una de las ecuaciones diferenciales son diferentes, un enfoque tipo penalización ha sido utilizado para ponderar las sensibilidades asociadas a cada problema. Esto permite la imposición de factores de penalización distintos para cada problema, de acuerdo a prioridades especificadas. Los resultados obtenidos mostraron una buena concordancia con soluciones disponibles em la literatura.
Approximation to the measurement of Backorder impact in flexible manufacturing systems
- Abstract: Este documento estudia las implicaciones que se tienen al considerar o no las órdenes pendientes (que se llamarán de aquí en adelante ''backorders'') en los modelos de planeación, control y configuración de la producción en sistemas de manufactura flexible (SMF).En muchos de los modelos que intentan estudiar los SMF no se considera el backorder, y en aquellos en que es considerado, se incluye como una variable pasiva donde no se ha advertido de manera explícita el impacto que pueda tener en dichos sistemas y en especial su relación con el patrón de demanda. En la presente investigación se identificaron beneficios directos de la inclusión de backorders en la utilización de capacidad, en el balanceo de carga de trabajo entre grupos de Máquinas (células) y en los niveles de inventario. Finalmente se propone usar el concepto económico de elasticidad para la medición de los impactos reales entre el backorder y otros factores de producción, estrategia novedosa en este tipo de aplicaciones y que puede ser objeto de investigaciones futuras.This paper studies the implications of considering or not backorders in models of planning, controlling and configuration of production in flexible manufacturing systems (FMS).Many of the models that attempt to study FMS do not consider backorders; and those that do consider it, include it as a passive variable where it is not explicitly noted the potential impact on those systems and especially on their relationship with the demand pattern. In this study, it has been identified direct benefits of including backorders in capacity utilization, in balancing workload among machine groups (cells), and in inventory levels. Finally, it is proposed the use of the economic concept of elasticity to measure the real impact between backorders and other production factors; which is an innovative strategy in this kind of applications and can be subject of future investigations.
Expert knowledge-guided feature selection for data-based industrial process monitoring
- Abstract: Industrial processes are characterized to be in open environments with uncertainty, unpredictability and nonlinear behavior. Rigorous measuring and monitoring is required to strive for product quality, safety and finance. Therefore, data-based monitoring systems have gain interest in academia and industry (e.g. clustering). However industrial processes have high volumes of complex and high dimensional data available, with poorly defined domains and sometimes redundant, noisy or inaccurate measures with unknown parameters. When a mechanistic or structural model is not available or suitable, selecting relevant and informative variables (reducing the high dimensionality) eases pattern recognition to identify functional states of the process. In this paper, we address the feature selection problem in data-based industrial processes monitoring where a mathematical or structural model is not available or suitable. Expert knowledge-guidance is used inside a wrapper feature selection based on clustering. The reduced set of features is capable of represent intrinsic historical-data structure integrating the expert knowledge about the process. A monitoring system is proposed and tested on an intensification reactor, the 'open plate reactor (OPR.)', over the thiosulfate and the esterification reaction. Results show fewer variables are needed to correctly identify the process functional states.Los procesos industriales se caracterizan por estar en ambientes abiertos, inciertos y no lineales. La medición y monitoreo de estos busca calidad, seguridad y economía en los productos. Los sistemas de monitoreo basados en datos han ganado un gran interés en la academia y en la industria, pero los procesos industriales tienen grandes volúmenes de datos complejos y de alta dimensión, con dominios poco definidos, medidas redundantes, ruidosas e imprecisas y parámetros desconocidos. Cuando un modelo mecánico no está disponible, seleccionar las variables relevantes e informativas (reduciendo la dimensión de los datos) facilita la identificación de los patrones en los estados funcionales del proceso. En este artículo se propone usar el conocimiento del experto como guía dentro de un wrapper de selección de descriptores basado en agrupamiento para reducir el conjunto de variables necesarias para representar la estructura intrínseca de los datos históricos del proceso. Un sistema de monitoreo es propuesto y evaluado en un reactor de intensificación, el Open Píate Reactor, en las reacciones de tiosulfato y esterificación. Los resultados muestran que sólo algunas variables son necesarias para identificar correctamente los estados funcionales del proceso.
Study of two neural feed-forward structures for digital image compression
- Abstract: Este documento muestra y explica el proceso para comprimir imágenes, en escala de grises y a color, usando dos topologías neuronales: función de imagen y embudo. Para el análisis de los esquemas neuronales se consideran el número de neuronas y capas, tipo de imagen, tamaño y cantidad de bloques durante el entrenamiento; con el fin dar soporte experimental a las arquitecturas neuronales. También se analizan criterios de calidad de la imagen obtenida, como relación pico señal a ruido (PSNR) y tasa de compresión. Se evidencia la importancia de la selección de parámetros evaluados en calidad y tiempo de compresión. El proceso de experimentación muestra que la arquitectura tipo embudo permite lograr valores superiores a 35dBen términos de PSNR y 2 bits por pixel en imágenes en grises o 3 bpp en imágenes a color, con tiempos inferiores a 3 segundos para imágenes menores a 1 mega pixel. Finalmente, se realizan algunas recomendaciones basadas en la metodología empleada cuando se desee realizar compresión de imágenes con redes feed-forward entorno a la selección de parámetros de la arquitectura, al pre-procesamiento de la imagen y al entrenamiento de la red.This paper shows and explains the process implemented for the development of feed-forward neural networks with the aim of compress digital image color. It sets out some traditional techniques and develops two topologies to implement feed forward. During the development of networks, the items that are considered: number of layers, number of neurons, image type, size and number of blocks to train, to optimize performance during final training. It also discusses the standard quality of the image obtained, as peak signal noise relation (PSNR) and compression, which typically obtain values above 35dB in terms of PSNR and 2 bits per pixel in gray or 3 bpp color images, with maximum time of 3 seconds for images less than 1 mega pixel. Finally out some drawbacks and presents conclusions of this type of compression.
Broadband planar antenna with improved pattern bandwidth
- Abstract: This paper presents the design of a broadband planar inverted-F antenna whose geometry splits the top (radiating plate), short, ground, and capacitive feed plates into two parts. The proposed geometry together with the capacitive-feed technique make it possible to achieve both measured-pattern and impedance bandwidths of about 52.44% (1.66 GHz - 2.84 GHz) and 8% (3.36 GHz - 3.64 GHz) for VSWR ≤ 2.0. These values are larger than the bandwidth obtained using a traditional wire-fed PIFA or other capacitive feeding techniques. A constructed prototype is enough to simultaneously cover various frequency bands, namely DCS 1800, DCS 1900, UMTS, Wi-Fi, 2.4GHz, WiMAX (2.3-2.5 GHz; 3.4-3.5 GHz), and Bluetooth. Radiation patterns are reasonably omni-directional throughout the whole operating bandwidth.En este artículo se presenta el diseño de una antena plana F invertida que utiliza una geometría en la cual se dividen en dos partes las placas superior (radiante), de corto, de tierra y de excitación capacitiva. Mediante esta geometría y la técnica de excitación capacitiva se logra alcanzar anchos de banda de diagrama y de impedancia cercanos al 52.44% (1.66 GHz a 2.84 GHz) y del 8% (3.36 GHz a 3.64 GHz) para un VSWR ≤ 2.0. Los resultados medidos para estos parámetros son superiores a los obtenidos mediante la técnica tradicional de excitación directa con terminal u otros métodos de excitación capacitiva utilizado en antenas planas F invertidas (PIFA). El prototipo construido permite la operación simultanea de la antena en las bandas de DCS 1800, DCS 1900, UMTS, WiFi, 2.4GHz, WiMAX (2.3GHz a 2.5GHz) y (3.4GHz a 3.5GHz) y en la banda asignada para el estándar (Bluetooth). Los diagramas de radiación obtenidos dentro de estos anchos de banda son razonablemente omnidireccionales.
Growth of late entrant firms of the software industry: a model of multigenerational product diffusion with network effects
- Abstract: En este artículo se presenta un modelo de crecimiento de dos firmas -Pionera y Entrante tardía- (en adelante ET) en mercados de software estandarizado. El modelo propuesto está definido en función del comportamiento dinámico de las ventas de múltiples generaciones de producto, sujetas a efectos de red. En la validación se comparan las simulaciones del modelo con los históricos de dos Pioneras: ANSYSINC. y SYMANTEC Corp. y dos ET: CIMATRON Group y Check Point Software Technologies Ltd.. Se concluye que las estrategias para que una Entrante Tardía sobreviva en el mercado son: i) invertir en I&D para difundir generaciones sucesivas de productos; ii) aumentar la base instalada mediante el fortalecimiento de los efectos de red; y iii) controlar los retardos en la entrada de sus productos frente a los del Pionera.This article presents a growth model of two companies -Pioneer and Late Entrant- in markets of standardized software. The model proposed is defined in terms of the dynamic behavior of sales of multiple product generations subject to network effects. The validation compares model simulations with historical data from two pioneer companies ANSYS INC. and SYMANTEC Corp. and from two late entrants CIMATRON Group and Check Point Software Technologies Ltd.. It is finally concluded that the strategies for a late entrant to survive in the market are as follows: i) investing in R&D to spread and replace successive product generations; ii) increasing the installed base by reinforcing network effects; and iii) Controlling the timing of the market entry of its products with regards to those of pioneer companies.
Test protocol for radiated emissions in medical electrical equipment: case study of telemedicine equipment
- Abstract: El presente protocolo se realizó con el propósito de contar con una metodología de certificación de compatibilidad electromagnética de equipos electromédicos, en lo referente a emisiones radiadas, de acuerdo a lo establecido por las normas IEC 60601-1-2 y CISPR 11. Se realizaron ensayos sobre equipos de telemedicina en cámara anecoica, con analizador de espectros conectado a una antena bicónica (20 MHz a 200 MHz) y a una antena log-periódica (200 MHz a 1000 MHz). La distancia de las mediciones fue 3 m, por lo cual los límites de emisiones de perturbaciones establecidos por CISPR 11 fueron normalizados. Los niveles de ruido encontrados en la cámara anecoica fueron bajos. Los equipos probados presentaron múltiples emisiones por fuera del valor permitido. Este es el primer trabajo en Colombia de emisiones radiadas de equipos electromédicos en cámara anecoica.The purpose of the present protocol is to provide a certification methodology for electromagnetic radiations disturbances in medical equipment, according to IEC 60601-1-2 and CISPR 11 standards. Tests were undertaken for telemedicine equipment in anechoic chamber with a spectrum analyzer connected to a biconical antenna (20 MHz a 200 MHz) and to a log-periodic antenna (200 MHz a 1000 MHz). Measuring distance was 3 m, so the radiation disturbance limits established by CISPR 11 were normalized. Low noise levels were registered in the anechoic chamber. Several disturbance radiations over limits were found in tests for the selected equipments. This is the first work in Colombia about electromagnetic radiations disturbances assessment for medical equipment using an anechoic chamber.
Sub-actuated anthropometric robotic prototype hand
- Abstract: Este trabajo describe la metodología utilizada para obtener el prototipo funcional de una mano robótica considerando características antropométricas, a partir del análisis y procesamiento de imágenes Tomográficas Computarizadas (TC), que aportan información para el desarrollo del estudio analítico de la síntesis de un mecanismo sub-actuado de cuatro barras, adecuado para la generación de trayectorias óptimas para efectuar la operación de sujeción de objetos en forma puntual, palmar, lateral, cilíndrica y esférica. En este sentido, la relevancia científica y tecnológica que se obtiene de este trabajo, se basa en la diversidad de movimientos que ejecuta el dispositivo además de su capacidad para adaptarse a diversos componentes auxiliares, mismos que realizan la función de unión con el muñón del miembro amputado, por lo que es posible que el sistema diseñado sea aplicable como prótesis. En este sentido, con esta propuesta se obtiene un prototipo funcional con características versátiles óptimas para la manipulación de objetos con diferentes geometrías que tomando en cuenta la funcionalidad del sistema, aportan también apariencia y simetría con el cuerpo humano.This paper describes the methodology applied to obtain a functional prototype of a robotic hand considering anthropometric characteristics. An analysis by image processing is made from computerized tomographics (CT) to generate a model of the prototype which is then utilized for the development of the analytical study for the synthesis of a four bar sub-mechanism suitable to generate optimal trajectories to grasp objects in a manner such as puntual, palmar, lateral, cylindrical and spherical. In this sense, the scientific and technological relevance obtained from this work is based on the diversity of the device executed movements in addition to its ability to adapt different auxiliary components to perform some function with the amputated trunnion member, so that the system is designed to be applicable as a prosthesis. In this sense, this proposal aims to get a working prototype with versatile features to handle objects with different geometries considering the system functionality, appearance and symmetry for the human body.
Study of major variables for the establishment of electrolytic plasma at low power
- Abstract: En este trabajo se realizaron ensayos exploratorios orientados a estudiar las variables que permiten la obtención del plasma electrolítico (PE) a bajos voltajes de celda y/o a baja energía. Para esto se estudiaron los efectos de la relación de superficies entre electrodos, conductividad y temperatura del electrolito, obteniéndose condiciones que permiten generar PE a menos de 250 Vcc. Los resultados muestran que el uso de soluciones inertes con conductividad superior a 4.1 mS/cm, relación de superficies entre electrodos de 1:12 o numéricamente menor y temperaturas cercanas a la de ebullición corresponden a las óptimas para obtener plasma a bajos voltajes. El electrodo objetivo fue modificado superficialmente, observándose la formación de nanogranos de entre 14 y 24 nm.In this work we performed exploratory experiments aimed at understanding electrolytic plasma (EP), studying the variables that establish EP al low cell potential and / or low power. To do this we studied the effects of the relationship betwen electrode surfaces, conductivity and temperature of the electrolyte, resulting in conditions that allow the generation of EP to less than 250 Vcc. The results show that the use of inert solutions with conductivity greather than 4.1 mS/cm, area ratio betwen electrodes of 1:12 or greater and temperatures close to boiling point corresponding to the optimum for obtain EP al low voltages. The objective electrode was modified, forming nanograms in the surface with size between 14 and 24 nm.
Controller design for a flyback converter, in operating interconnected to grid mode, for photovoltaic applications
- Abstract: En este artículo se presenta el modelado de un convertidor flyback integrado en un microinversor fotovoltaico de dos etapas con conexión a red, y el diseño de los controladores respectivos. La idea es obtener el modeló dinámico del convertidor DC/DC con el fin de implementar un tipo de control que permita operar como fuente de corriente y a su vez permita regular la tensión de entrada, con base en señal resultado del algoritmo de localización del punto de máxima potencia. Dicho esquema de control es novedoso y ha sido documentado por algunos autores utilizando convertidores tipo boost. Por lo tanto, el gran aporte del presente artículo, radica en la utilización de este novedoso esquema para aprovechar la máxima energía proveniente de los paneles, empleando un convertidor que posee la característica de aislar galvánicamente la generación del resto del circuito. Para validar el funcionamiento del flyback bajo estudio, se llevaron a cabo simulaciones en PSIM™. Finalmente se presentan las conclusiones.This paper presents the modeling of a flyback converter integrated into a two-stage photovoltaic microinverter operating in grid connected mode and the design of the its controllers. The idea is to get the dynamic model to the DC/DC converter in order to implement a control to operate as a current source and regulate the input voltage, based on the reference imposed by maximum power point tracker algorithm. This control scheme is novel and has been documented by several authors using boost converters. Therefore, the major contribution of this paper is the use of this novel scheme to harness the maximum energy from the panels through the employ of a converter with electrical isolation between the source and the load. To validate the operation of the flyback model under study, simulations in PSIM™ were carried out. Finally, the conclusions are presented.