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Ingeniería y Universidad
Revista Activa *
ISSN: 0123-2126 ISSN electrónico: 2011-2769
Semestral
Ingeniería
Pontificia Universidad Javeriana
Colombia



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en: Introduction: This article presents a finite field multiplier (GF) model, studying the generalized architecture of the LFSR component (linear regression displacement records), in order to generate a concurrent description. Concepts of structural analysis, description of parameterized components, and mathematical treatment of signals have been applied. Method: The design was performed by the tabulation of the terms in the variable time function and the position in the circuit, the components of the modular reduction, thus creating an array of combined operations. This model was described in VHDL, for testing behavior and optimization of hardware. Results: The research established the equations for the implementation of the VHDL model in its generic expression with operator concatenation for the hardware configuration. It is estimated that the hardware resources, a level of logical operators, obtained a 7.89% savings in the energy consumption associated with the signal in the multiplier design by the proposed optimization technique. Conclusions: The model simplified the description of parallel circuits, high performance from a mathematical model approach to hardware description. The proposed method contributes to the field of optimization in the efficient modeling of advanced logic systems, which can be extrapolated to more complex components.>>>es: Introducción; Este artículo presenta el modelo de un multiplicador en campos finito GF, estudiando la arquitectura generalizada del componente LFSR (registros desplazamientos con realimentación lineal), esto con el propósito de generar una descripción concurrente. Se han aplicado conceptos de análisis estructural, descripción de componentes parametrizados, tratamiento matemático de señales. Método: EL diseño se realizó a través de la tabulación de los términos en función de las variables tiempo y posición en el circuito, del componente de reducción modular, creando así una matriz de operaciones combinacionales, este modelo fue descrito en VHDL, para las pruebas de comportamiento y optimización del hardware. Resultados: La investigación permitió establecer las ecuaciones para la implementación del modelo en VHDL, en su expresión genérica con el operador “concatenación, para la configuración de hardware, se estimó el consumo de recursos hardware, a nivel de operadores lógicos, obteniéndose una propuesta eficiente. Así mismo, se obtiene un 7.89% de ahorro del consumo de potencia asociada a la señal en el diseño del multiplicador, con la técnica de optimización propuesta. Conclusiones: El modelo desarrollado simplifica la descripción de circuitos paralelos, de alta eficiencia desde un enfoque de modelado matemático para descripción de hardware. El método propuesto muestra sus aportes en materia de optimización en el modelado eficiente de sistemas lógicos avanzados, el cual puede ser extrapolado a componentes más complejos.>>>
Cecilia Sandoval-Ruiz
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es: Introducción: En este trabajo se fabricaron tres materiales con mezclas de poliestireno expandido (EPS) virgen grado S3 y reciclado proveniente de cajas de EPS multipropósito, las últimas fueron sometidas a lavado y trituración en un molino de aspas, con porcentajes en peso de material reciclado de 10, 15 y 20%. Metodología: Las propiedades mecánicas de estos materiales fueron evaluadas mediante los ensayos de resistencia a compresión, flexión e impacto y las propiedades térmicas mediante las técnicas de calorimetría diferencial de barrido, termogravimetría, plato caliente en régimen estacionario y se simularon los perfiles de temperaturas en régimen no estacionario a través de Octave 3.6.4. Resultados: Los resultados obtenidos en las tres mezclas fabricadas muestran poca variación de las propiedades a compresión, impacto, transición vítrea y difusividad térmica con respecto al material de referencia. La regularidad de las caídas de la pérdida de masa en función de la temperatura evidencia homogeneidad en las muestras. La resistencia a la flexión presenta disminución de la carga máxima de rotura con respecto al material virgen y la conductividad térmica presenta un aumento que supera los 0,06W/mK, disminuyendo su capacidad aislante. Conclusiones: Los materiales fabricados pueden emplearse industrialmente para producir embalaje, casetones y esferas, entre otros.>>>en: Introduction: Three materials were made with mixtures of virgin expanded polystyrene (EPS) grade S3 and recycled material from multipurpose EPS packaging. The latter was subjected to washing and grinding in a blade mill, with percentages by weight of recycled material 10, 15, and 20%. Methodology: The mechanical properties of these materials were evaluated by testing compressive strength and flexural, impact, and thermal properties using the techniques of differential scanning calorimetry and thermogravimetry. Hot plate and steady state temperature profiles in a non-steady state were simulated with Octave 3.6.4. Results: The results obtained for the three mixtures showed little variation in the properties of compression, impact, glass transition, and thermal diffusivity with respect to the reference material. The regularity of the decline in mass loss as a function of temperature evidences homogeneity in the samples. The flexural strength decreased the maximum failure load compared to the virgin material, and the thermal conductivity exceeded 0.06W/mK, reducing their insulating capacity. Conclusion: These materials can be industrially manufactured in order to produce packaging, caissons, and spheres, among other things.>>>
Gina Barrera Castro
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Luz Ocampo Carmona
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John Olaya Florez
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es: Este trabajo considera la estimación en tiempo real de parámetros físico-químicos de una muestra que es calentada en un campo electromagnético uniforme. Como ejemplo, estimamos la conductividad térmica () y la capacidad calorífica volumétrica (). La muestra (de geometría conocida) fue sometida a radiación electromagnética lo que generó un flujo de calor volumétrico, uniforme e independiente del tiempo, dentro de él. El perfil de temperatura real fue simulado adicionando ruido Gaussiano a los datos originales que fueron obtenidos del modelo teórico. Para solucionar la función objetivo, el algoritmo de recocido simulado y algoritmos genéticos, junto con el tradicional método de Levenberg- Marquardt, fueron usados con propósitos comparativos. Los resultados mostraron respuestas similares en todos los algoritmos para los tres escenarios siempre y cuando la razón señal a ruido sea de por lo menos 30 dB. Para propósitos prácticos, esto significa que el procedimiento de estimación presentado aquí requiere de un buen diseño experimental y una correcta disposición de instrumentación electrónica. Si ambos requerimientos son satisfechos simultáneamente, es posible estimar en-línea estos parámetros sin la necesidad de una configuración experimental adicional.>>>en: This work considers the real-time prediction of physicochemical parameters for a sample heated in a uniform electromagnetic field. As a demonstrative model, we estimated the thermal conductivity and the volumetric heat capacity ( The sample (with known geometry) was subjected to electromagnetic radiation, generating a uniform and time-independent volumetric heat flux within it. A real temperature profile was simulated by adding white Gaussian noise to the original data, which were obtained from the theoretical model. To solve the objective function, simulated annealing and genetic algorithms, along with the traditional Levenberg-Marquardt method, were used for comparative purposes. The results showed similar findings of all algorithms for three simulation scenarios as long as the signal-to-noise-ratio was at least 30 dB. For practical purposes, this means that the estimation procedure presented here requires both good experimental design and correctly specified electronic instrumentation. If both requirements are satisfied simultaneously, it is possible to estimate these types of parameters on-line without the need for an additional experimental setup.>>>
Edgar García-Morantes
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Iván Amaya-Contreras
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Rodrigo Correa-Cely
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en: Objective: This paper introduces a methodology for the non-intrusive detection of von Kármán vortex street cavitation. It is based on the cyclostationary analysis of the airborne noise radiated by the collapsing bubbles. Materials and methods: A hydrodynamic profile is mounted in the test section of a high-speed cavitation tunnel, and the phenomenon is reproduced under controlled conditions of flow and pressure. The angle of incidence is kept constant. Flow velocity is varied to regulate the vortex generation frequency, and the pressure is adjusted to control the cavitation onset. High-speed photography is used to confirm the occurrence of cavitation in the core of the vortices. A laser vibrometer pointing to the upper surface of the profile validates the fluid-structure interaction due to the vortex shedding. A microphone is used to sense the sound produced by the phenomenon and transmitted to the environment. Results and discussion: The cyclic coherence showed uncoupled evidence of the periodic detachment of vortices and the presence or absence of cavitation in their cores, reaching values close to 0.7 for specific frequencies. Conclusion: A non-intrusive monitoring approach and a statistical indicator were implemented to allow the diagnosis of such phenomena.>>>es: Objetivo: Este artículo presenta una metodología para la detección no invasiva de calles de vórtices de von Kármán cavitantes. Esta se basa en el análisis cicloestacionario del ruido que produce el colapso de las burbujas. Materiales y métodos: Se monta un perfil hidrodinámico en la sección de prueba de un túnel de cavitación de alta velocidad y se reproduce el fenómeno bajo condiciones controladas de flujo y presión. El ángulo de incidencia se mantiene constante. Con la velocidad del flujo se regula la frecuencia de generación de vórtices mientras que con la presión se controla la aparición de cavitación. Se utiliza fotografía de alta velocidad para confirmar la aparición de la cavitación en el núcleo de los vórtices. Un vibrómetro láser apuntando a la superficie superior del perfil valida la interacción fluido-estructura debida al desprendimiento de vórtices. Un micrófono se utiliza para registrar el sonido producido por el fenómeno y que se transmite al ambiente. Resultados y discusión: La coherencia cíclica mostró evidencia desacoplada del desprendimiento periódico de vórtices y de la presencia o ausencia de cavitación en sus núcleos, alcanzando valores cercanos al 0.7 para frecuencias específicas. Conclusión: Se implementó un enfoque de monitoreo no invasivo y un indicador estadístico que permiten el diagnóstico de tales fenómenos.>>>
Francisco Botero
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en: Hyperspectral imaging requires handling a large amount of multidimensional spectral information. Hyperspectral image acquisition, processing and storage are computationally and economically expensive and, in most cases, slow processes. In recent years, optical architectures have been developed for acquisition of spectral information in compressed form by using a small set of measurements coded by a spatial modulator. This work formulates a processing scheme that allows the measurements acquired by such compressive sampling systems to be used to perform spectral detection of targets by adapting traditional detection algorithms for use in the compressive sampling model and shows that the performance is comparable with that obtained by detection processes without compression.>>>es: La adquisición y procesamiento de imágenes espectrales involucra el manejo de grandes cantidades de información espectral multidimensional. Su adquisición, procesamiento y almacenamiento son costosos temporal, computacional y económicamente. En los últimos años se han desarrollado arquitecturas ópticas para la adquisición de información espectral de forma comprimida usando un conjunto reducido de mediciones codificadas por un modulador espacial. Este trabajo busca formular un esquema de procesamiento que permita utilizar las mediciones adquiridas por dichos sistemas de muestreo compresivo para efectuar detección espectral de objetivos, se adaptaran algoritmos de detección tradicionales para ser usados en el modelo de muestreo compresivo y se mostrara que su desempeño es comparable al obtenido en procesos de detección sin compresión. alabras Clave Imágenes hiperespectrales; Muestreo compresivo; Detección de objetivos; Modelo de escasez Introduction>>>
David Alberto Boada Supelano
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Héctor Miguel Vargas García
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Jaime Octavio Albarracín Ferreira
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Henry Arguello Fuentes
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en: Compressive spectral imaging (CSI) captures spectral information at various spatial locations of a spectral image with few compressed projections. Traditionally, the original scene is recovered by assuming sparsity in some known representation basis. In contrast, the matrix completion techniques (MC) rely on a low-rank structure that avoids using any known representation basis. The coded aperture snapshot spectral imager (CASSI) is a CSI optical architecture that modulates light by using a coded aperture with a pattern that determines the quality of reconstruction. The objective of this paper is to design optimal coded aperture patterns when MC is used to recover a spectral scene from CASSI measurements. The patterns are attained by maximizing the distance between the translucent elements, which become more precise measurements given the MC constraints. Simulations from different databases show an average improvement of 1 to 9 dBs when the designed patterns are used compared to the conventional random and complementary patterns. The proposed approach solves an integer optimization problem with a complexity that is commonly NP-hard but can be reduced with proper relaxation. Finally, an effective alternative method using coded aperture patterns for MC to solve the inverse compressive spectral imaging problem is presented.>>>es: La adquisición comprimida de imágenes espectrales (CSI) captura información espectral en varios puntos espaciales de una escena con pocas proyecciones comprimidas. La escena original es tradicionalmente recuperada asumiendo baja densidad en alguna base de representación conocida. En contraste, la teoría de estimación de elementos de matrices incompletas (MC) asume una estructura de bajo rango que evita conocer una base de representación. El sistema óptico de adquisición de imágenes espectrales de única captura (CASSI) modula la luz usando una apertura codificada cuyo patrón determina la calidad de la reconstrucción. Por ello, este trabajo propone diseñar patrones óptimos para usar MC en la recuperación de una escena a partir de medidas comprimidas. Los patrones diseñados maximizan la distancia entre los elementos translúcidos para generar medidas más adecuadas según las restricciones de MC. Simulaciones con diferentes escenas muestran una mejora promedio entre 1-9 dBs cuando los patrones diseñados son usados comparado con los patrones aleatorios y complementarios tradicionales. El enfoque propuesto implica resolver un problema de optimización con enteros cuya complejidad es NP-complejo, pero que puede ser relajada y reducida. Finalmente, se propuso una alternativa efectiva para resolver el problema inverso de imágenes espectrales usando patrones diseñados y la técnica MC.>>>
en: Introduction: renewable energy is becoming very important as a way to mitigate climate change and promote job creation. Colombia is not excluded from this reality, being a country with huge renewable resources and the challenge to give employment to thousands of rebels signing the peace process. This paper studies the potential effects of a new regulation to promote the development of renewable energy technologies in Colombia. Methods: this work establishes a methodology to include the effects of tax incentives in the calculation of the Levelized Cost of Electricity (LCOE). Two incentives are analyzed: tax deductions on the investment and accelerated depreciation on assets. Results: the first calculation shows up to 20% reduction in the LCOE; unfortunately, the regulation restricts small or new business from applying for all incentives. For this reason, two complementary mechanisms are proposed to allow small business ventures, such as forest biomass projects, to apply for incentives. As a result, a 30% reduction in the LCOE is obtained for photovoltaics (PV) and 15% for forest biomass. Conclusions: the deducted tax factor permits the direct computation of a tax-adjusted LCOE, avoiding extensive cash flow calculations. The high potential of biomass resources in Colombia and the proposed mechanisms can push LCOE prices lower than the grid parity cost in most isolated regions. This represents a great opportunity in Colombia because of the huge amount of biomass resources and the potential to create new job opportunities.>>>es: Introducción: las energías renovables han adquirido gran importancia como una forma de mitigar el cambio climático y promover la creación de empleo. Colombia no es ajena a esta realidad, siendo un país con abundantes recursos renovables y con el reto de dar empleo a miles de guerrilleros que están firmando el proceso de paz. En este artículo se estudian los efectos potenciales de la nueva regulación para promover el desarrollo de las tecnologías renovables en Colombia. Métodos: Se establece una metodología para incluir los efectos de los incentivos de impuestos en el cálculo de los Costos Nivelados de Energía Eléctrica (LCOE, por sus siglas en inglés). Se analizan dos incentivos: deducción de impuestos en la inversión y depreciación acelerada de activos. Resultados: los primeros cálculos muestran hasta un 20% de reducción en los LCOE; desafortunadamente, la regulación no permite que pequeños o nuevos proyectos puedan aplicar a todos los incentivos. Por esta razón, se proponen dos mecanismos complementarios para permitir que pequeños proyectos como los basados en biomasa forestal, puedan aplicar a los incentivos. Como resultado se obtiene 30% de reducción en los LCOE para generación fotovoltaica y 15% para generación basada en biomasa forestal. Conclusiones: el factor fiscal deducido permite el cálculo directo de los LCOE ajustados evitando la elaboración de extensos flujos de caja. El alto potencial de biomasa en Colombia y los mecanismos propuestos permiten obtener LCOE menores que los precios de paridad de red en la mayoría de las zonas no interconectadas. Esto representa una gran oportunidad en Colombia dado el gran potencial de este recurso y la posibilidad de crear nuevas oportunidades de empleo.>>>
Fernando Villada Duque
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Jesús M. López Lezama
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Nicolás Muñoz Galeano
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Universidad Autónoma del Estado de México
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