núm. 102 (2022): revista facultad de ingeniería (ene-mar 2022)

Este trabajo se focaliza en el estudio de un filtro particular basado en un criterio de similaridad que se ha aplicado para realzar la información contenida en las imágenes adquiridas bajo diferentes modalidades de imagenología cardiaca. La atención principal de este estudio es examinar qué componente del criterio de similaridad genera información más relevante, útil para para aumentar la calidad de la imagen médica. En este sentido, se establecen cuatro estudios de caso, primero se considera una formulación completa del criterio de similaridad, y luego tres casos adicionales relacionados cada uno con cada componente del criterio, dichos casos se denominan full, main, residual, y residual, respectivamente. Para el estudio, se considera la utilización de una función de puntuación para cuantificar y posteriormente evaluar el impacto de cada componente del criterio de similaridad. Dicha medida es una relación entre algunas medidas de mejora de imagen de referencia completa y otras de referencia ciega. Un phanthom generado por computadora y un conjunto de datos clínicos representativos, 1.270 imágenes tridimensionales de 126 pacientes, se utilizan en una evaluación exhaustiva del criterio de similaridad. En términos generales de rendimiento de la técnica de mejora de la imagen, los resultados del estudio revelan que la componente residual1 supera a las otras dos componentes del criterio o a su formulación completa.

Este artículo presenta modelos de pronóstico de demanda eléctrica industriales y residencial, aplicando aprendizaje automático combinado. El pronóstico de demanda eléctrica a corto plazo beneficia a consumidores y proveedores, ya que permite mejorar las políticas de eficiencia energética y el uso racional de los recursos. Se desarrollan modelos de inteligencia computacional para el pronóstico diario de demanda eléctrica y una estrategia híbrida para construir el modelo de pronóstico diario basado en modelos para la próxima hora. Se aplican tres métodos de preprocesamiento de datos: tratamiento de valores perdidos, eliminación de valores atípicos y estandarización. Se aplica extracción de características para reducir el sobreajuste y el tiempo de entrenamiento, mejorando la precisión. El mejor modelo se optimiza mediante búsqueda de grilla en el espacio de hiperparámetros. Luego se genera un conjunto de 24 instancias para construir el modelo de pronóstico completo para el día siguiente. Las técnicas aplicadas se desarrollan y evalúan en el Centro Nacional de Supercomputación (Cluster-UY), Uruguay. Se utilizan tres conjuntos de datos reales para la evaluación: un parque industrial en Burgos (España), la demanda eléctrica total de Uruguay y la demanda de una subestación de distribución en Montevideo (Uruguay). Se aplican métricas estándar para evaluar los modelos propuestos. Los resultados indican que el mejor modelo, basado en ExtraTreesRegressor, tiene un error porcentual medio de 2, 55% en datos industriales, 5, 17% en consumo total y 9, 09% en subestación.

Los supercondensadores son dispositivos eléctricos, comunes en circuitos eléctricos, que producen pulsos eléctricos de alta potencia en cortos periodos de tiempo. Los electrodos para los supercondensadores, de este trabajo, fueron preparados con carbón activado. Los carbones activados fueron obtenidos a partir de cáscara de yuca, la cual se trató mediante activación química con hidróxido de potasio (KOH) y ácido fosfórico (H3PO4), cada uno a dos diferentes concentraciones y a una temperatura de carbonización. El desempeño electroquímico de los electrodos preparados fue obtenido por medio de pruebas de voltametría cíclica y ensayos de carga-descarga galvanostática, en un sistema de tres electrodos con ácido sulfúrico (H2SO4) 1 M como solución electrolítica. La voltametría cíclica permitió identificar el comportamiento capacitivo en una ventana de potencia de -0,4V a 0,6V. Los carbones activados, derivados de cáscara de yuca, con la mayor área superficial específica (398,46 m2 /g) exhibieron la mayor capacitancia específica, alrededor de 64 F/g.

Los métodos de aprendizaje automático se han utilizado para resolver problemas prácticos complicados en diferentes áreas y se están volviendo cada vez más populares hoy en día. El propósito de este artículo es evaluar la predecición de la producción de energía de tres sistemas fotovoltaicos diferentes y la supervision de sensores de medición, por medio un aprendizaje automático y minería de datos en respuesta al comportamiento de las variables climáticas del lugar en estudio. Por otro lado, también incluye la implementación de los modelos resultantes en el sistema SCADA por medio de indicadores, que permitirá al operador gestionar activamente la red eléctrica. Ademas ofrece una estrategia en la simulación y predicción en tiempo real de sistemas fotovoltaicos y sensores de medición en el concepto de redes inteligentes.

La alineación de las prótesis de miembro inferior es uno de los procedimientos más importantes para la adaptación protésica, ya que permite una mayor comodidad y cumplimiento de la función de la prótesis en el paciente. Los problemas en la alineación protésica pueden llevar a consecuencias graves para el paciente, como la inestabilidad de la marcha y el aumento de la carga en la extremidad residual. El ajuste y alineación de la prótesis requiere una gran precisión y experiencia profesional, lo que hace que este procedimiento sea altamente subjetivo. El objetivo de este estudio es diseñar un prototipo de dispositivo de alineación estática de bajo costo para prótesis transfemorales a través de la metodología de diseño conceptual. El dispositivo se modeló en el software SolidWorks, y se llevó a cabo un modelado de elementos finitos utilizando el software Ansys. Entre los materiales probados, el CarbonFil exhibió el mayor factor de seguridad, por lo que podría ser un material prometedor para la impresión 3D del prototipo. Se debe considerar la viabilidad de la producción masiva de este dispositivo para reducir aún más su costo y para implementarlo en un mayor número de centros protésicos de todo el mundo.

Se realiza un estudio dinámico lineal del estado tensional de la viga de giro del transportador de descarga del nuevo modelo de cosechadora cañera cubana CCA-5000. Se determinaron los coeficientes dinámicos a partir de la evaluación experimental extensométrica de la cosechadora KTP-23, modelo análogo en su estructura a la CCA-5000. Utilizando el análisis por medio de los elementos finitos se obtiene la distribución del factor de seguridad y las tensiones en la viga para las diferentes combinaciones de cargas actuantes asociadas a una curva de variación dinámica de estas. Se realiza un análisis de los modos de frecuencias para cada estado de carga y se comparan los resultados con las frecuencias de las irregularidades de los terrenos por los que se desplaza la cosechadora, con el objetivo de verificar la aparición o no de grandes amplitudes en las oscilaciones del sistema por el fenómeno de la resonancia. Se realiza la optimización de forma de la viga teniendo en cuenta los resultados anteriores con el objetivo de disminuir el volumen de metal de esta.

El objetivo de este artículo es simular un algoritmo construido en MATLAB para representar la conversión catalítica de SYNGAS en metanol en un reactor de lecho empaquetado, basados en la cinética química para un sistema heterogéneo con un Cu/ZnO/Al2O3 como catalizador, y en modelos matemáticos y fenomenológicos, como caída de presión y desactivación del catalizador. Se realiza una validación del modelo, comparando los resultados de referencia y los resultados obtenidos al ejecutar en el algoritmo MATLAB la composición de referencia SYNGAS. Además, el modelo construido considera una desactivación del catalizador por sinterización y caída de presión a lo largo del reactor. Se evaluaron varios parámetros para identificar las condiciones para la producción de alcohol metílico; Estos parámetros incluyen la selección del agente gasificante, el efecto de la relación de biomasa y vapor y el origen de la biomasa.

Se utilizó un dispositivo digital de microespejos (DMD) para generar y alternar ondas planas. Estas ondas planas se evaluaron para modular la coherencia espacial de un haz de luz láser. La coherecia espacial y su modulación pueden ser entendidas como un problema de muestreo en el dominio temporal. De esta forma, el tiempo de integración en el detector, el tiempo de refrescamiento de cuadros en el DMD y el tiempo de coherencia del láser, fueron aprovechados para lograr el efecto de un haz de luz con estado de coherencia espacial específico. Se aplicaron dos métodos en la superposición de las ondas planas para producir variaciones controladas en la visibilidad de interferogramas obtenidos en un experimento de Young. Las mediciones de visibilidad mostraron la variación del módulo del grado complejo de coherencia, a través de modulación de fase, y entre un par de punto en el frente de onda. Este procedimiento, que no utiliza partes móviles, puede ser aplicado en reducción de ruido en holografía digital, conformación de haces de luz, telecomunicaciones ópticas y metrología.

Tabla de contenidos.

Números 98-101, Enero-Diciembre 2021. Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia.

La autoría y la afiliación institucional son dos factores determinantes para la correcta identificación y recuperación de la producción intelectual de un investigador en las diferentes bases de datos. Es una cuestión ética clave definir los autores y el orden en que aparecen en los artículos o manuscritos científicos. No determinar la autoría antes o durante el desarrollo de la investigación puede provocar conflictos entre los responsables de una publicación. Comúnmente, la definición del primer autor (o "mainautor") y de los colaboradores (coautores), así como su orden en una publicación, tiene en cuenta los criterios establecidos por los principales investigadores, e implica mucha subjetividad.

Los procesos de inyección vapor-espuma requieren de la selección de un agente surfactante resistente a altas temperaturas, estable durante el tiempo y que reduzca la movilidad del vapor. La revisión del estado del arte permite identificar los principales fenómenos que producen pérdida de tensoactivo. Estos fenómenos son partición de fase, adsorción y degradación térmica, en donde el fenómeno de partición podría llegar a ser el más problemático. La adsorción y partición presentan un comportamiento directamente relacionado con la concentración micelar crítica del surfactante; además de verse afectadas por ciertas condiciones del yacimiento como lo son la temperatura, la salinidad y la presencia de arcillas. Las altas temperaturas podrían reducir la pérdida del tensoactivo en el caso de la adsorción; sin embargo, en la partición aumentaría la preferencia del agente a la fase oleica debido a la reducción de la viscosidad del aceite. Las altas concentraciones de sal podrían aumentar la adsorción, producir una inversión de fase o incluso la precipitación del surfactante. El agente debe estar conformado por una mezcla de componentes que le proporcionen estabilidad. Generalmente, la solución está compuesta principalmente por surfactantes aniónicos. Los surfactantes ampliamente usados son los alquíl aríl sulfonatos y los sulfonatos de alfa olefina, estables hasta 300°C. No obstante, existen componentes que pueden ser añadidos para mejorar su rendimiento, como lo son los surfactantes no iónicos o sustancia reguladoras de pH.

En este trabajo se estudia la dinámica de una tubería submarina expuesta a un flujo incidente compuesto por un flujo uniforme y una componente sinusoidal. Las ecuaciones de movimiento de la tubería y del flujo de fluidos alrededor de la tubería son resueltas simultáneamente con un modelo numérico que considera oscilaciones alineadas en la dirección del flujo (un grado de libertad) y un segundo modelo numérico que incluye adicionalmente flujo cruzado (dos grados de libertad). La respuesta en amplitud y las fuerzas de arrastre sobre la tubería de ambos modelos se compara tomando en consideración parámetros tales como la diferencia entre las frecuencias de excitación y natural de la tubería y el valor relativo entre las componentes sinusoidal y uniforme del flujo incidente. Se observan diferencias importantes en las predicciones numéricas entre ambos modelos cuando la frecuencia de excitación es mayor que la frecuencia natural del sistema y cuando la amplitud de la componente oscilatoria del flujo incidente es mayor que la del flujo uniforme.