http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25192 2026-05-01T10:29:39Z http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25212 Título : Red neuronal artificial evolutiva para el control de temperatura en un reactor batch de polimerización Autor : Sánchez, Francisco; Argüelles, Elizabeth; Terrones, José; Fernández, Luz Resumen traducido: La integración de técnicas de inteligencia artificial introduce nuevas perspectivas en la aplicación de es tos métodos. Este trabajo presenta la combinación de redes neuronales y estrategias evolutivas para crear lo que se conoce como redes neuronales artificiales evolutivas (RNAE). Durante el proceso, se modificó la función de excitación de las neuronas para per mitir su reproducción asexual. Como resultado, las neuronas evolucionaron y se desarrollaron significati vamente. La técnica del controlador de temperatura de un reactor de polimerización por lotes para pro ducir polimetilmetacrilato (PMMA) mediante radi cales libres se comparó con dos controles diferentes (PID y GMC), demostrando así la aplicabilidad de los controladores basados en inteligencia artificial. Es tos controladores ofrecen mejores resultados que los controladores convencionales sin crear funciones de transferencia al proceso de control representado.//The integration of artificial intelligence techniques introduces fresh perspectives in the implementation of these methods. This paper presents the combina tion of neural networks and evolutionary strategies to create what is known as evolutionary artificial neural networks (EANNs). In the process, the excitation function of neurons was modified to allow asexual reproduction. As a result, neurons evolved and de veloped significantly. The technique of a batch poly merization reactor temperature controller to produce polymethylmethacrylate (PMMA) by free radicals was compared with two different controls, such as PID and GMC, demonstrating that artificial intelligence based controllers can be applied. These controllers provide better results than conventional controllers without creating transfer functions to the control process represented. 2023-07-01T00:00:00Z http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25211 Título : Estudio para la localización de fallas en sistemas de distribución eléctrica Autor : Gómez, Roberto; Cabrera, Diego; Robles, Pablo Resumen traducido: En este artículo se estudia la localización de fallas en el sistema de distribución eléctrica, basándose en el procesamiento de las señales de cortocircuito. Para este análisis se propone la simulación de casos me diante el software CYME, empleando la transformada wavelet para el estudio de la señal obtenida y descom puesta. Se propone el método del árbol mínimo en expansión para que la localización de las faltas sea óptima y el tiempo de reconexión sea mínimo. Este análisis toma en cuenta la ubicación de los reconecta dores en el sistema de distribución que servirán como almacenadores de información. En esta investigación se desarrolló un algoritmo de localización de fallas mediante el análisis de fenómenos transitorios, lográn dose buena precisión en tiempo-frecuencia. Aplicando el método propuesto se descompone la señal en dife rentes niveles obteniéndose los parámetros necesarios para determinar la distancia de la falla.//This article studies the location of faults in the elec trical distribution system based on processing short circuit signals. For this analysis, the simulation of cases using the CYME software is proposed, using the Wavelet transform to study the signal obtained and decomposed. The minimum spanning tree method is proposed so that fault location is optimal and recon nection time is minimal. This analysis considers the reclosers’ location in the distribution system that will serve as information repositories. In this investigation, a fault location algorithm was developed to analyse transient phenomena, achieving good precision in time frequency. Applying the proposed method, the signal is broken down into different levels, obtaining the necessary parameters to determine the distance of the fault. 2023-07-01T00:00:00Z http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25210 Título : Correlación para el cálculo de la fricción turbulenta en tuberías Autor : Tolentino, San Luis; González, Omar Resumen traducido: En los sistemas hidráulicos de redes de tuberías, uno de los parámetros fundamentales es el factor de fric ción λ. El factor de fricción se determina con la ecuación implícita de Colebrook-White por medios iterativos, lo cual dificulta su aplicación. En el pre sente trabajo se construye una correlación basada en el método recursivo para el cálculo del factor de fricción, para lo cual se empleó la ecuación de Colebrook-White. Para el cierre de la correlación se proponen dos relaciones empíricas, donde sus coefi cientes y exponentes fueron calibrados en Excel 2019. Se compararon los resultados de las dos relaciones que se proponen con las relaciones de Swamee-Jain y Haaland, para incrementos recursivos, donde para la correlación λ8 se obtuvo el error porcentual má ximo del factor de fricción de 0,0000017 %, para la rugosidad relativa de 0,00001 y número de Reynolds 4000; así como, los decimales arrojaron siete dígitos decimales exactos para el factor de fricción. Para Reynolds mayores de 4000, el error porcentual dis minuye. Se concluye que la correlación en función de las relaciones explícitas que se proponen satisface a la solución de la ecuación implícita de Colebrook-White.//One of the essential parameters in hydraulic systems of pipe networks is the friction factor λ. The friction factor is determined using the implicit Colebrook White equation through iterative methods, which makes its application challenging. In this work, a cor relation based on the recursive method is developed to calculate the friction factor using the Colebrook White equation. Two empirical relationships are pro posed to finalise the correlation, with coefficients and exponents calibrated in Excel 2019. The results of the two proposed relationships were compared with the Swamee-Jain and Haaland relationships for recursive increments. For the λ8 correlation, the maximum per centage error of the friction factor was 0,0000017%, for a relative roughness of 0,00001 and a Reynolds number of 4000. Additionally, the calculations yielded seven exact decimal digits for the friction factor. For Reynolds numbers greater than 4000, the percentage error decreases. As a result, it is concluded that the correlation based on the proposed explicit relation ships satisfies the solution of the implicit Colebrook White equation. 2023-07-01T00:00:00Z http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25209 Título : Avances y estrategias para mejorar el desempeño del biodiésel en motor diésel Autor : Riojas, Héctor; Bortoni, Liborio; Martínez, Juan; Ruiz, Héctor Resumen traducido: La demanda de diésel en vehículos pesados se in crementa cada año en el mundo. El posible uso de combustibles alternativos como el biodiésel tiene al gunas desventajas como el menor valor calorífico y su mayor viscosidad, por esta razón se requiere mejorar sus propiedades, optimizando el comportamiento de la combustión en el motor y en la reducción de las emisiones. El objetivo del trabajo de investigación es explorar las diferentes mezclas que puedan ayudar a mejorar el uso del biodiésel a través de las estrategias y avances que se han generado con el propósito de beneficiar el desempeño del motor diésel. Entre las distintas estrategias de mejoramiento del biodiésel están las mezclas de distintos bioaceites (aceites ve getales, de pirólisis y usado de cocina), mezclas del biodiésel con alcohol, con hidrógeno, el biodiésel como combustible piloto, las emulsiones del biodiésel con agua y la aplicación del biodiésel con antioxidantes, nanotubos y nanopartículas. Se concluye que para poder usar actualmente el biodiésel se lo haría con la combustión dual, en donde este representaría el com bustible piloto (10 % o 20 % del combustible total del motor). Con esta estrategia se puede impulsar a otros combustibles (líquidos y gaseosos) en la combustión dual, para que con el paso del tiempo se encuentre la mezcla óptima que sea la mejor opción para el motor diésel.//The demand for diesel utilization in heavy-duty ve hicles continues to increase worldwide. However, the potential use of alternative fuels such as biodiesel has disadvantages, such as lower calorific value and higher viscosity. For this reason, it is necessary to improve its properties to optimize combustion in the engine and reduce emissions. This research explores the var ious blends that can improve biodiesel utilisation through strategies and advancements that optimize diesel engine performance. Among the various strate gies to improve biodiesel, we find the mixtures of different bio-oils (vegetable oils, pyrolysis oils, and used cooking oils), blends of biodiesel with alcohol and hydrogen, the use of biodiesel as a pilot fuel, emulsions of biodiesel with water, and the applica tion of antioxidants, nanotubes, and nanoparticles to biodiesel. It is concluded that currently, biodiesel can be used through the dual combustion technique, where it acts as a pilot fuel representing 10% or 20% of the total fuel in the engine. This strategy allows for the promotion of other fuels (liquids and gases) in dual combustion to find the optimal blend that is the best option for the diesel engine. 2023-07-01T00:00:00Z http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25208 Título : Propuesta metodológica para el diseño y análisis de un monocasco Formula Student Autor : Contreras, Rafael; Jaramillo, Carlos; Pizarro, Erick Resumen traducido: En el presente documento se realiza la explicación de la metodología utilizada para el diseño de un mono casco Formula Student basado en el reglamento del año 2020. Los valores obtenidos del modelado me diante software CAD (diseño asistido por computa dor) y el análisis por MEF (método de elementos finitos) sirven de base para este estudio. Los valores de masa, centro de gravedad y la geometría son los seleccionados, ya que aportan una mayor información, lo que ayuda a determinar puntos de optimización en el proceso de diseño. En el análisis MEF se determina los esfuerzos admisibles por el monocasco y que se encuentran dentro de los parámetros de seguridad, siendo el factor de seguridad mínimo admisible de 1,1. Del modelo obtenido se desarrolla dos lamina dos CFRP (laminado de fibra de carbono y resina epoxi) de los cuales el primero da un resultado de peso simulado de 38 kg, y la segunda configuración de laminado un resultado de 20 kg. Se somete el modelo con menor peso al análisis de esfuerzos, los resultados obtenidos son superiores a un chasis tubular, se toma como referencia un modelo monoplaza eléctrico del 2017.//This paper explains the methodology employed to design a Formula Student monocoque based on the regulations set forth in 2020. The values obtained from CAD (Computer Aided Design) modeling and FEM (Finite Element Method) analysis are the pillars of this study. The values of mass, center of gravity, and geometry have been specifically selected because they provide crucial information that aids in the iden tification of optimization points during the design process. The FEM analysis establishes the allowable stresses for the monocoque within the safety parame ters, with a minimum admissible safety factor of 1.1. Two CFRP laminates (Carbon Fiber Laminate and Epoxy Resin Laminate) are developed from the model obtained. The first one yields a simulated weight of 38 kg, and the second one a weight of 20 kg. A stress analysis was performed on the lighter-weight model, obtaining results superior to those of a tubular chas sis. A 2017 electric single-seater model is taken as a reference. 2023-07-01T00:00:00Z http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25207 Título : Impacto de la simulación Montecarlo de carga no controlada de vehículos eléctricos en la generación distribuida Autor : Villanueva-Machado, Carlos; Luyo, Jaime; Ríos-Villacorta, Alberto Resumen traducido: La carga no controlada de vehículos eléctricos plantea un gran desafío para los operadores de redes de dis tribución y los planificadores de sistemas de potencia. En lugar de focalizarse en el control de esta carga no controlada, se propone un modelo que utiliza va riables de análisis de contingencias para calcular la capacidad de potencia necesaria en el sistema de po tencia. Se emplea la variable de potencia no servida para evaluar la cantidad de potencia de carga no cu bierta en cada barra del sistema, seguido del cálculo de la capacidad de potencia adicional requerida, uti lizando un sistema fotovoltaico y de almacenamiento y otra alternativa de generación constante en el sis tema de potencia IEEE de 14 barras con información sobre algunos vehículos eléctricos y la carga diaria en el sistema de potencia de Perú. Los resultados obtenidos en el sistema de potencia con generación distribuida muestran que no hay presencia de potencia no servida, corroborando el éxito de la metodología utilizada. Este modelo brinda herramientas tanto a los operadores de redes de distribución como a los planificadores de sistemas de potencia, reduciendo el impacto en el sistema de potencia de los vehículos eléctricos y aportando una metodología aplicable a otros sistemas de distribución eléctrica con cargas no controladas.//The uncontrolled charging of electric vehicles poses a great challenge for distribution network operators and power system planners. Instead of focusing on controlling this uncontrolled load, a model that uses contingency analysis variables to calculate the power capacity needed in the power system is proposed. The unserved power variable is used to evaluate the amount of uncovered load power at each bus of the system, followed by the calculation of the additional power capacity required using a photovoltaic and storage system and another constant generation al ternative in the 14-bus IEEE power system with in formation on some electric vehicles and daily load in the power system of Peru. The results obtained in the power system with distributed generation, the absence of unserved power, corroborate the success of the methodology used. This model provides tools to both distribution network operators and power system planners, reducing the impact on the power system of electric vehicles and providing a methodol ogy applicable to other electric distribution systems with uncontrolled loads. 2023-07-01T00:00:00Z http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25206 Título : Aplicación de raíces cruzadas polinomiales al intercambio de energía radiante entre dos geometrías triangulares Autor : Camaraza-Medina, Yanan Resumen traducido: El factor de visión entre superficies es esencial en la transferencia de calor por radiación. En la actua lidad, para evaluar los factores de visión entre geo metrías triangulares con bordes comunes y ángulo θ no se dispone de soluciones analíticas, debido a la elevada complejidad matemática asociada a su desa rrollo. Para estas configuraciones, la literatura solo tiene las soluciones gráficas de Sauer, cuyo uso genera errores medios del 12 %. En este trabajo se desarro lla un método aproximado que no genere una alta complejidad matemática y que garantice un ajuste inferior al 12 %. Para este propósito fueron estudiadas 32 configuraciones geométricas diferentes (8 básicas y 24 derivadas), siendo obtenidas las soluciones para cada uno de los casos evaluados. Para la validación de los modelos obtenidos se usaron 42 dimensiones diferentes de emisor y receptor, siendo computados en cada caso los factores de visión mediante la solución analítica (SA), la solución numérica obtenida con la regla múltiple de Simpson 1/3 (RMS) con cinco inter valos y mediante la raíz cruzada de Bretzhtsov (RCB), comparándose finalmente los resultados obtenidos en cada uno los ocho casos básicos. En todos los casos evaluados, la RCB mostró los mejores ajustes, con un error de ±6 % en más del 90 % de las muestras, mientras que la RMS mostró una dispersión media de ±6 %en el 65 % de los datos. La naturaleza prác tica de la contribución y los valores razonables de ajuste obtenidos, establecen a la propuesta como una herramienta adecuada para su uso en la ingeniería térmica.//The view factor between surfaces is essential in radia tive heat transfer. Currently, there are no analytical solutions to evaluate the view factors between tri angular geometries with common edges and angle θ due to the high mathematical complexity associated with their development. For these configurations, the literature only has Sauer’s graphical solutions, which generate average errors of 12%. This study developed an approximate method that does not involve high mathematical complexity and guarantees a fit of less than 12%. For this purpose, 32 different geometric configurations were studied (8 basic and 24 derived), obtaining the solutions for each evaluated case. 42 different transmitter and receiver dimensions were used to validate the models obtained. The vision fac tors were computed in each case using the analytical solution (AS), the numerical solution obtained with Simpson’s 1/3 multiple rules (SMR) with five inter vals, and Bretzhtsov’s cross-root (BCR). The results obtained in each of the eight base cases were com pared. In all cases evaluated, the BCR showed the best fits with an error of ±6% in more than 90% of the samples, while the SMR showed an average scatter of ±6% in 65% of the data. The practical nature of the contribution and the reasonable fitting values obtained show that this proposal is a suitable tool for thermal engineering. 2023-07-01T00:00:00Z http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25205 Título : Propuesta metodológica para la protección de distancia en líneas de transmisión ante la integración de energías renovables no convencionales Autor : Velasco, M. F.; Maliza, Génesis; Vaca-Urbano, Fernando Resumen traducido: Este artículo propone una metodología para ajustar la protección de distancia (ANSI-21) en sistemas de potencia que integran energías renovables no conven cionales (ERNC). Se utiliza el sistema New England de 9 barras IEEE modificado como caso de estudio, con un parque eólico compuesto por 33 aerogener adores de 2.5 MW y sistemas de control validados según estándares internacionales, como el IEC60909- 2016. Se considera un valor de resistencia de falla calculado mediante el método de Warrintong. Los ajustes propuestos se simulan utilizando el software Digsilent Power Factory® y un relé Siemens 7SA522 con características cuadrilaterales. La metodología se basa en el uso de datos de voltaje y corriente de los transformadores de instrumentación para cal cular la impedancia de la línea hasta el punto de falla. El método adaptativo propuesto demuestra un rendimiento positivo en distintos escenarios de corto circuito, donde varían el lugar de la falla, la resistencia de la misma y las fluctuaciones de potencia del par que generador. Esto demuestra que el relé actúa en la zona de protección adecuada de manera efectiva.//This paper presents a methodology to set the dis tance protection (ANSI-21) in power systems that in tegrate nonconventional renewable energies (NCRE). The modified IEEE 9-bar New England system is used as a case study, with a wind farm comprising 33 2.5 MW wind turbines and control systems vali dated according to international standards, such as the IEC60909-2016. A fault resistance value calcu lated using the Warrington method is considered. The proposed settings are simulated using the Digsilent Power Factory® software and a Siemens 7SA522 relay with quadrilateral characteristics. The methodology uses voltage and current data from the instrumen tation transformers to calculate the line impedance up to the fault point. The proposed adaptive method demonstrates positive performance under different shortcircuit scenarios, where the fault location, fault resistance, and power fluctuations of generating park are varied. This indicates that the relay effectively operates in the appropriate protection zone. 2023-07-01T00:00:00Z http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25204 Título : Metodología basada en ciencia de datos para el desarrollo de pronóstico de la generación de energía de una planta solar fotovoltaica Autor : Yajure-Ramírez, César Resumen traducido: El uso de plantas solares fotovoltaicas para la genera ción de energía eléctrica ha ido en constante aumento en los últimos años. Muchas de estas se conectan a la red eléctrica externa, por lo que se hace necesario el pronóstico de la energía eléctrica generada por las plantas solares para coadyuvar en la gestión del ope rador de la red. En esta investigación se presenta una metodología basada en la ciencia de datos para desa rrollar el pronóstico de energía eléctrica generada de plantas solares fotovoltaicas, utilizando, para efectos de comparación, tres técnicas diferentes: análisis de series de tiempo, regresión lineal múltiple y red neu ronal artificial. Se trabajó con los datos históricos de la potencia pico, la irradiancia solar, la temperatura ambiente, la velocidad del viento y la tasa de su ciedad de una planta solar fotovoltaica experimental del NREL. Para evaluar el desempeño de los modelos se utilizan las métricas RMSE, MAE y MAPE, re sultando que el modelo ARIMA del análisis de series de tiempo fue el que mejor desempeño tuvo con un MAE de 1.38 kWh, RMSE de 1.40 kWh y MAPE de 6.35 %. En el análisis de correlación se determinó que la generación de energía era independiente de la tasa de suciedad, por lo que se descartó esta variable en los modelos de regresión.//The use of photovoltaic solar plants for the generation of electrical energy has been constantly increasing in recent years, and many of these plants are connected to the external electrical network, which makes it necessary to forecast the electrical energy generated by the solar plants to assist in the management of the network operator. This research presents a method ology based on data science to develop the forecast of electrical energy generated from photovoltaic solar plants, using three different techniques for comparison purposes: time series analysis, multiple linear regres sion, and artificial neural network. Historical data of peak power, solar irradiance, ambient temperature, wind speed, and soiling rate from an experimental NREL photovoltaic solar plant were used. To evalu ate the performance of the models, the RMSE, MAE, and MAPE metrics are used, resulting in the ARIMA model of the time series analysis having the best per formance with a MAE of 1.38 kWh, RMSE of 1.40 kWh, and MAPE of 6.35 %. In the correlation anal ysis, it was determined that power generation was independent of the soiling rate, so this variable was discarded in the regression models. 2023-07-01T00:00:00Z http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/25203 Título : Diseño y despliegue de un sistema de monitoreo basado en IoT para cultivos hidropónicos Autor : Montaño-Blacio, Manuel; González-Escarabay, Jorge; Jiménez-Sarango, Óscar; Mingo-Morocho, Leydi; Carrión-Aguirre, César Resumen traducido: El IoT es tendencia tecnológica que hace posible sistemas inteligentes entre cosas conectadas. Su apli cación se encuentra en diferentes campos, uno de ellos es la agricultura, donde el uso de nuevas técni cas, como la hidroponía, está en auge. Es importante abordar esta área, porque la población mundial alcan zará un aproximado de 9600 millones de habitantes para el 2050, por ende, para satisfacer esta demanda se necesita que el ritmo industrial agrícola sea aún más rápido y preciso. Además, el aumento de la tem peratura ambiente y los cambios climáticos por el calentamiento global también están afectando negati vamente a la producción agraria. En esta investigación se presenta un sistema de monitoreo IoT escalable basado en la tecnología Sigfox con capacidades de predicción del 89,37 % a través de redes neuronales para aplicaciones agrícolas. Se proporciona una ar quitectura efectiva de cuatro capas que consta de percepción, red, middleware y aplicación. Para la validación, el sistema fue construido, probado experi mentalmente y validado mediante el monitoreo de la temperatura, humedad y control de la recirculación de nutrientes, en un sistema hidropónico de la ciudad de Loja en Ecuador, durante cinco meses. El sistema desarrollado es lo suficientemente inteligente para proporcionar la acción de control adecuada para el entorno hidropónico, en función de los múltiples pará metros de entrada recopilados, facilitando una gestión efectiva para los agricultores, por ende, mejorando su producción.//The IoT is a technological trend that enables the application of intelligent systems between connected things. IoT is being applied in different fields, in cluding agriculture, where new techniques such as hydroponics are booming. As the increase in ambient temperature and climate changes caused by global warming have negatively affected agricultural produc tion and the rapid growth of the world’s population, which will reach approximately 9.6 billion by 2050, the industrial pace of agriculture needs to be even faster and more precise. This research presents a scalable IoT monitoring system based on Sigfox technology with 89.37% prediction capabilities through neural networks for agricultural applications. An effective four-layer architecture consisting of perception, net work, middleware, and application is provided. The system was experimentally tested and validated for five months by monitoring temperature, humidity, and nutrient recirculation control in a hydroponic system in Loja, Ecuador. The developed system is smart enough to adequately control the hydroponi cenvironment based on the multiple input parameters collected, facilitating effective management for farm ers and improving production. 2023-07-01T00:00:00Z