núm. 105 (2022): revista facultad de ingeniería (oct-dec 2022)

La tarificación del carbono es un método rentable para mitigar los impactos climáticos. Este artículo examina el costo del ciclo de vida convencional (LCC), el valor actual neto (NPV) y las emisiones de dióxido de carbono (CO2) del vehículo eléctrico de celda de combustible de óxido sólido (SOFCEV). Se evaluó el potencial de reducción de costos del SOFCEV, considerando la productividad brasileña de caña de azúcar y la fijación de carbono por estas plantaciones, mediante el mecanismo de venta de créditos de carbono. Se delinearon tres escenarios: a) Costo de inversión, producción de combustible, mantenimiento y operación del vehículo en USD/km, en un período de amortización de 10 años; b) Costo de emisión producida en el SOFCEV desde el pozo a la rueda agregado al coste de (a); c) Costo del carbono fijado por hectáreas de caña de azúcar necesario para abastecer el SOFCEV restado de (b). El SOFCEV alimentado con etanol alcanza la neutralidad de carbono, con un costo evitado 1,1 veces mayor que el costo de las emisiones. La gasolina C mostró un costo de emisiones 2.5 veces mayor que el costo reducido. El precio del carbono no fue suficiente para que la tecnología fuera más viable para el consumidor, con un NPV esperado de -USD 8006.38 en 10 años. Así, se espera obtener indicadores económicos para incentivar el uso de biocombustibles en las estaciones de carga eléctrica.

El análisis de las características de un edificio indica que hay algunas incertidumbres que influyen en su rendimiento energético: clima, volumetría o condiciones de funcionamiento. Es importante contar con un sistema asequible que realice este análisis y la gestión energética optimizando el acoplamiento entre producción y consumo. Conocer la relación entre las necesidades térmicas y diferentes parámetros constructivos puede ayudar a definir este sistema, permitiendo comprender el consumo previsto de calefacción y refrigeración en base a información fácilmente disponible. En este trabajo se ha aplicado una metodología numérica para estimar las cargas térmicas de un edificio sin ganancias internas. Para ello se ha desarrollado un entorno de simulación con el que ejecutar un análisis de sensibilidad, acoplando los programas TRNSYS 16.1 y GenOpt, para evaluar diversas variables de análisis del estudio paramétrico: Volumetría, materiales de construcción según normativas españolas y porcentaje de ventanas exteriores. Se han calculado las cargas de calefacción y refrigeración para cuantificar su influencia: Las normativas más antiguas implican cargas anuales más elevadas; mayor altura y superficie del edificio reduce las cargas, y mayores porcentajes de ventanas en las fachadas implican mayores demandas, particularmente en orientaciones Este y Oeste. La variación de la envolvente resulta el factor más influyente. Finalmente se ha realizado un estudio estadístico para evaluar las tendencias anuales. En calefacción muestran mayor estabilidad con dos intervalos definidos, mientras en refrigeración se observa más asimetría.

La principal función de las Bacterias Ácido Lácticas  (BAL) es la producción de ácidos orgánicos, además cumple la función de inhibición de microorganismos patógenos. La enfermedad causada por Shigella sonnei es un factor de riesgo para la salud pública, al igual que la resistencia que desarrollan a los antibióticos. Por lo tanto, en este estudio se evaluaron 4 BAL aisladas de café, quesillo y leche materna en condiciones in vitro sobre Shigella sonnei considerando la presencia y la filtración libre de células BAL. Además, las cepas de BAL fueron estudiadas mediante antibiograma con Penicilina, Ceftriaxona y Ciprofloxacina. Los resultados mostraron actividad antagónica frente a Shigella sonnei debido a la presencia de células y los ácidos orgánicos; sin embargo, las bacteriocinas de las BAL no inhibieron el patógeno. Además, las BAL presentaron sensibilidad a los antibióticos evaluados. Los productos de la región como café, quesillo y leche materna son de importancia por su contenido nutricional y  la presencia de BAL. Es relevante involucrar la investigación biotecnológica en la cadena del café, lácteos y promocionar la lactancia materna; las pruebas realizadas son de carácter cualitativo y el efecto inhibitorio se atribuye a la cepa y no a una generalización de especie, es importante realizar identificación molecular de las cepas lácticas estudiadas, introducirlas en otras matrices alimentarias evaluando la viabilidad de las mismas y realizar pruebas in vivo para verificar la actividad antimicrobiana.  

El creciente consumo de energía eléctrica así como el progresivo desarrollo de nuevas tecnologías, conlleva a que el sistema eléctrico sea cada vez más automatizado con el propósito de contar con una operación más eficiente y económica. Dicho desarrollo orienta al sistema a ser una \textit{Smart Grid}, una red ciber-físisca de gran escala que abarca diferentes tecnologías de generación de energía, almacenamiento y comunicaciones que permiten intercambio de información en tiempo real y control sobre los parámetros de la red. En este trabajo, una aproximación del control óptimo distribuido basado en la técnica consenso+innovación es presentada, donde cada agente de la red obtiene información de sus vecinos. Simulaciones sobre un sistema de microrredes basado en un sistema de referencia IEEE 14 nodos demuestran la efectividad del enfoque. Se observa convergencia en el sistema de microrredes bajo diferentes escenarios en la red física y de comunicaciones.

La suma de las variables lognormal ha sido un tema de interés en varios campos de investigación como ingeniería, biología y finanzas entre otros. Por ejemplo, en el campo de las telecomunicaciones la interferencia agregada de señales de radiofrecuencia se modela como una suma de variables lognormal. A la fecha, no existe una expresión cerrada para la probabilidad función de distribución (PDF) de esta suma. Varios autores han propuesto aproximaciones para esta PDF con el fin de calcular el valor medio y varianza. Pero cada método tiene limitaciones en su rango de parámetros para la media, la varianza y el número de variables que se suman. En otros casos, existen aproximaciones con series de potencias muy largas, lo que hace que el análisis y tratamiento analítico sea impráctico, además, reduce el rendimiento computacional de operaciones numéricas.  En este artículo, mostramos un nuevo método para calcular la media y varianza de la suma de variables aleatorias de tipo lognormal y desarrollamos todo el análisis desde un enfoque de eficiencia computacional. El desarrollo ha sido evaluado extensamente por simulaciones de Monte Carlo. Como resultado, este método es computacionalmente eficiente y produce un cálculo de error de aproximación bajo para una amplia gama de valores medios, varianzas y número de variables aleatorias. Lo cual lo hace útil al momento de hacer simulaciones con este tipo de variables.

En el presente trabajo de investigación se estudió la síntesis, caracterización y actividad de materiales de dióxido de titanio fluorados (TiO2-F 1% y TiO2-F 5%) modificados in-situ­ a través del método de sol-gel, en la reacción de esterificación de ácido levulínico conducida tanto por vía fotocatalítica como catalítica. Las propiedades fisicoquímicas de los materiales se determinaron mediante estudios por difracción de rayos X, espectrofotometría UV-Vis de reflectancia difusa, análisis térmico y adsorción de piridina. Se encontró que la inclusión del anión fluoruro causa una disminución en la conversión del ácido levulínico por vía fotocatalítica; sin embargo, en la activación por vía catalítica se observó un ligero incremento en la conversión del ácido levulínico empleando los materiales fluorados. Finalmente, la reacción en presencia de disolventes halogenados (CCl4) mediante reacción de fotólisis favorece una conversión del 100% en 1h.

El agua de los ríos durante su trayecto sufre contaminación natural o antrópica, deteriorando su calidad; una herramienta que permite cualificar este impacto son los índices de contaminación (ICO). El objetivo del trabajo fue evaluar la variación espacial y temporal de los ICO del agua de la microcuenca altoandina del río Chumbao. El estudio comprendió el tramo 13°46’38.4” S, 073°15’32.3” O y 4079 m de altitud a 13°35’26.4” S, 73° 27’00.8” O y 2572 m de altitud. Se determinaron parámetros físicos, químicos y microbiológicos del agua, en 08 puntos del río, en temporada de estiaje y lluvia, y fueron agrupados para el calculó del ICO por mineralización (ICOMI), materia orgánica (ICOMO), sólidos suspendidos (ICOSUS) y trófico (ICOTRO). Los índices fueron categorizados de 0.0 (ninguna contaminación) a 1.0 (muy alta contaminación). Los datos se recolectaron por triplicado y evaluados con un ANOVA y test Tukey. Se encontró que ICOSUS, ICOMI E ICOMO en los puntos cercanos a la cabecera de cuenca reportaron ninguna y baja contaminación, e incrementaron considerablemente en las zonas urbanas llegando a niveles de altamente contaminado, mientras que el ICOTRO reporto estado eutrófico, con niveles de contaminación mayores en temporada de estiaje. Las aguas del río Chumbao por encima de 2900 m de altitud y cercanos a la cabecera de la microcuenca, presenta ninguna contaminación, y en la zona urbana el incide de contaminación es alta.

La vigilancia de los parámetros medioambientales es una acción importante para la evaluación de riesgos para la salud en los centros urbanos. En este estudio, realizado en el parque industrial de Mirandela (Portugal), se implementó un sistema de monitoreo medioambiental compuesto por una estación meteorológica, un sonómetro de clase 1 y tres analizadores ópticos de gases, para monitorizar los niveles de ruido, las concentraciones de ozono, monóxido de carbono, y óxidos de nitrógeno durante la primavera y invierno de 2019. Se evaluó la interdependencia entre las variables y el cumplimiento legal con los valores objetivo para el ozono establecidos por la Unión Europea (UE). Se observaron concentraciones más altas de óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono durante las horas de punta, mientras que las concentraciones de ozono aumentaron por las emisiones de contaminantes primarios, alcanzando valores máximos aproximadamente de las 13:00 a 14:00h. Cuanto a la Exposición Acomumulada a Ozono (AOT), se han excedido los valores objetivos para AOT40. Mientras que para AOT60, el valor observado estaba abajo del objetivo, sin embargo, se ha excedido el indicador NET60. Los niveles de ruido fuéron mayores en las horas de punta, relacionados con la mayor intensidad de tráfico, pero los indicadores de ruido (Lden, Ln) permanecieron dentro de los límites legales. Los resultados obtenidos pueden ser utilizados para centrar los esfuerzos en la mejora de la calidad medioambiental del parque industrial.

Web of Science (WoS) es una plataforma basada en tecnología web que recoge las referencias de las principales publicaciones científicas de cualquier disciplina del conocimiento, tanto científico como tecnológico, humanístico y sociológico desde 1945, esenciales para el apoyo a la investigación y para el reconocimiento de los esfuerzos y avances realizados por la comunidad científica y tecnológica. Su finalidad no es proporcionar el texto completo de los documentos que alberga, sino proporcionar herramientas de análisis que permitan valorar, evaluar el rendimiento y la calidad científica de la investigación. Permite acceder a diferentes Bases de Datos a través de una única interfaz de consulta, pudiéndose acceder a una sola Base de Datos o a varias de forma simultánea. WoS fue fundada por Eugene Garfield pertenece a Clarivate Analytics, antes era de Thomson Reuters [1, 2, 3].

Hoy en día, la falsificación de imágenes es común debido a la masificación de las cámaras digitales de alta resolución y bajo costo, junto con la accesibilidad de los programas de computadora para el procesamiento de imágenes. Todos los medios de comunicación se ven afectados por este tema, lo que hace que el público dude de la noticia. Aunque la modificación de imágenes es un proceso común en el entretenimiento, cuando las imágenes se toman como evidencia en un proceso legal, la alteración no puede considerarse trivial. La ciencia forense digital tiene el desafío de garantizar la precisión y la integridad de las imágenes digitales para superar este problema. Esta investigación introduce un algoritmo para detectar los principales tipos de alteraciones basadas en píxeles, como copy-move, resamplig y splicing en imágenes digitales. Para la evaluación del algoritmo se utilizaron las bases de datos CVLAB, CASIA V1, Columbia y Uncompressed Columbia. Se evaluaron 7.100 imágenes, de las cuales 3666 eran auténticas, 791 tenían resampling, 2213 tenían splicing y 430 tenían falsificaciones de copy-move. El algoritmo detectó todas las alteraciones basadas en pixeles con una precisión del 91%. Las principales novedades de la propuesta son el reducido número de características necesarias para la identificación y su robustez al formato y tamaño de la imagen.  

Los recursos geotérmicos de baja entalpía juegan un papel esencial en la mitigación del cambio climático. Para garantizar el funcionamiento de los sistemas de bomba de calor, es obligatorio un diseño preliminar preciso. A la hora diseñar estas instalaciones es posible implementar metodologías con diferentes grados de precisión. Aunque el software más sofisticado constituye la mejor solución, su uso es inviable en determinados proyectos (el aumento de la inversión no está justificado en pequeños sistemas). Este trabajo se centra en evaluar procedimientos utilizados en el diseño de sistemas geotérmicos someros. La investigación incluye el método más simple basado en cálculos manuales, la aplicación gratuita Climasoft, el software Earth Energy Designer (EED) y la herramienta GES-CAL desarrollada por investigadores del Grupo de Investigación TIDOP (Universidad de Salamanca). El objetivo es evaluar este software y comparar los resultados de todas las metodologías detalladas. Esta comparación deriva de la aplicación de estas herramientas sobre el mismo caso de estudio (edificio unifamiliar emplazado en Ávila, España). Los resultados muestran que los métodos más sencillos involucran esquemas de captación sobredimensionados que conllevan  inversiones más altas. En cuanto a GES-CAL, se considera una alternativa precisa para el diseño de todas las configuraciones de intercambiadores, especialmente instalaciones ubicadas en la región de Ávila. Se recomienda EED para el cálculo de sistemas geotérmicos de alta entalpía que requieren un análisis exhaustivo del comportamiento del fluido de trabajo.