Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

Dry reforming of methane with La_1-XA_XNiO₃ and LaNi_1-XB_XO₃ (A: Ce or Pr and B: Co or Mg) perovskites as catalysts precursors

La perovskita LaNiO3 fue sintetizada por cuatro métodos diferentes: autocombustión, sol-gel, calcinación de nitratos y freeze-drying. El catalizador que presentó la mayor actividad en términos de conversiones de CH4 y CO2 a H2/CO fue el proveniente de la perovskita sintetizada por el método de autocombustión. Los catalizadores sustituidos parcialmente con Co mostraron una actividad inferior que aquellos con sólo Ni. Este decrecimiento en la actividad fue atribuido a la formación de la aleación Co- Ni. Los catalizadores sustituidos con Mg registraron una disminución de los depósitos carbonosos debido probablemente al aumento de la basicidad de los catalizadores. La mayor resistencia a la acumulación de depósitos carbonosos se observó en los catalizadores que contienen Pr y Ce, lo cual se atribuye a las propiedades redox de los óxidos (PrY O X y CeY O X) facilitando la gasificación de los depósitos carbonosos formados durante la reacción.

Perovskite-type LaNiO3 was synthesized by four different methods: autocombustion, sol-gel, calcination of nitrate and freeze-drying. The catalyst that presented the highest activity in terms of conversion of CH4 and CO2 to H2/CO was obtained from perovskites synthesized by the autocombustion method. The Co-containing catalysts showed less activity than those with only Ni. This decrease in activity was attributed to the formation of Co-Ni alloy. The Mg-substituted catalysts showed a decrease in carbonaceous deposits due probably to increased basicity of the catalysts. The greatest resistance to the accumulation of carbonaceous deposits was observed on the catalysts containing Ce and Pr, which is attributed to the redox properties of oxides (PrYOX and CeYOX) which facilitate the gasification of carbonaceous deposits formed during the reaction.

Degree to which natural gas (NG) has replaced other energy sources in the Principality of Asturias (Spain)

In order to determine the significant substitute products in each one of the consumption sectors in the Principality of Asturias, the correspondent bivariant and partial statistical correlations of NG against other energies in demand are calculated. The functions among the value-pair sequences of the analyzed variables are linear. The measurement of the dependence level is carried out by Pearson’s linear correlation coefficient. To evaluate this coefficient and to confirm whether there exists or not a significant correlation between the variables (p-value<5%) a hypothesis test based on the t-Student distribution is done. The results obtained show a clear substitution of coal by NG.

Con la finalidad de determinar los productos sustitutivos significativos en cada uno de los sectores del consumo del Principado de Asturias, se obtienen las correspondientes correlaciones estadísticas bivariadas y parciales del gas natural frente a los demás energéticos demandados. Las funciones entre las secuencias de pares de valores de las variables obtenidas son de tipo lineal. La medida del nivel de dependencia se lleva a efecto mediante el coeficiente de correlación lineal de Pearson. Para la valoración del coeficiente de correlación y confirmar si existe o no una asociación estadísticamente significativa entre ambas variables (p-valor < del 5%), se realiza un test de hipótesis basado en la distribución t de Student. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto una clara sustitución del carbón por el gas natural.

Synthesis of TiO₂, anatase phase by the sol-gel method: study of the effect of the presence of AcacH in the system

El dióxido de titanio, TiO2, es un semiconductor tipo n sensible a la luz que absorbe radiación electromagnética en la región del UV, es anfótero y muy estable químicamente. Por las características mencionadas es el fotocatalizador más empleado y actualmente se utiliza para degradar moléculas orgánicas durante la purificación del agua. En este trabajo se utilizó el método Sol-Gel para sintetizar dióxido de titanio, proceso que permitió obtener materiales amorfos y policristalinos de forma sencilla. Se estudió el efecto de la presencia de un acomplejante, acetilacetona, y de los tratamientos térmicos realizados a las muestras sobre las características del producto final, poniendo especial atención a la fase cristalina presente en el sólido, para el presente caso anatasa. Los polvos cerámicos obtenidos se caracterizaron empleando diferentes técnicas, principalmente espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos X (DRX) y microscopía de transmisión (MET). Los resultados indican que utilizando AcacH se pueden obtener partículas nanométricas (< 20 nm) de TiO2 fase anatasa, muy bien cristalizado a 450ºC.

Titanium dioxide TiO2 is a sensitive n-semiconductor to the light that absorbs electromagnetic radiation in the UV region, is anfoteric and chemically stable. TiO2, is the most employed photocatalyst and at the moment is used in the process of water purification to degrade organic molecules. In this work, the Sol-Gel method was used to synthesize titanium dioxide, process that yielded amorphous and polycrystalline materials in a simple way. The effect of the presence of acetilacetone as complexing agent and of the thermal treatments on the characteristics of the final product was studied, paying particular attention to the crystalline phase anatase. The ceramic powders obtained were characterized by: infrared spectroscopy (FTIR), ray-X diffraction (RDX) and transmition electrony microscopy (TEM). The results indicate that using AcacH nanoparticles (< 20 nm) of TiO2 anatase phase, well crystallized at 450ºC can be obtained.

Concrete deterioration in Colombian urban atmospheres

The combination of atmospheric pollutants, such as carbon dioxide and chlorides has a synergistic effect accelerating the degradation process of concrete. However, in Colombia it has not been carried out field tests in real urban environments to assess the deterioration of concrete and its relation to both, carbonation and chloride content. In this work, cylindrical concrete probes were exposed in different urban atmospheres with the aim of establishing correlations between the concrete deterioration and the type of atmosphere. To evaluate the corrosion rate on the rebar and the percentage of carbonated probe, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and physicochemical tests with phenolphthalein were used, respectively.

La combinación de contaminantes atmosféricos tales como el dióxido de carbono y los iones cloruro tiene un efecto sinérgico que acelera los procesos de degradación del concreto. Sin embargo, en Colombia no se han llevado a cabo estudios de campo en ambiente urbanos reales que permitan evaluar el deterioro del concreto y su relación con la carbonatación y el contenido de iones cloruro. En este trabajo, probetas cilíndricas de concreto fueron expuestas en diferentes atmósferas urbanas con el ánimo de establecer correlaciones entre el deterioro y el tipo de atmósferas. Para evaluar la velocidad de corrosión de la barra de refuerzo y el porcentaje de carbonatación de la probeta se empleó la Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS) y ensayos fisicoquímicos con fenolftaleína, respectivamente.

Evaluation of thermodynamics properties of ethanol-water mixtures (I)

En este trabajo se presentan modelos y algoritmos para el cálculo de propiedades termodinámicas en mezclas de etanol-agua para diferentes presiones. Esto se logra a través de un método rápido y sencillo con un mínimo de información, partiendo de propiedades que se puedan medir experimentalmente. Los modelos para el cálculo de la entalpía, la capacidad calorífica, el calor latente, la entropía y el coeficiente de actividad se obtienen a partir de consideraciones termodinámicas y ajustes estadísticos. Los valores de entalpías específicas obtenidas con estas ecuaciones se comparan con los reportados en la literatura, mostrándose la bondad de los ajustes.

In this work, models and algorithms to estimate thermodynamics properties in ethanol-water mixtures are shown for different pressures. This is achieved through a quick and simple method, requiring minimum information, of measurable properties. Models to estimate enthalpy, heat capacity, latent heat, entropy and activity coefficients models are based on thermodynamics principles and statistic methods. Specific enthalpies values obtained are compared with different literature sources, showing satisfactory adjustments.

Evaluation of physical properties of ethanolwater mixtures (II)

En este trabajo se presentan modelos para el cálculo de las propiedades físicas en mezclas de etanol-agua a presión atmosférica. Esto se logra a través de un método rápido y sencillo con un mínimo de información, partiendo de propiedades que se puedan medir experimentalmente. Los modelos para el cálculo de algunas propiedades como: densidad, viscosidad dinámica, conductividad térmica, tensión superficial e índice de refracción, así como modelos para la conversión entre composiciones, se obtienen a partir de ajustes estadísticos. Los valores de las propiedades obtenidas con estas ecuaciones son comparados con los reportados en la literatura, mostrándose la calidad del método.

In this work, models to estimate physicals properties for ethanol-water mixtures are shown for atmospheric pressure. This is achieved through a quick and simple method with a minimum of information, starting with measurable properties. Models to estimate density, dynamic viscosity, thermal conductivity, surface tension and refractive index are based on statistic methods. Obtained values are compared with different literature sources showing, satisfactory adjustments.

Morphological changes of pulverized coals during their devolatilization

El objetivo de este estudio fue evaluar la influencia del rango de carbón, la temperatura y el tiempo de desvolatización sobre la morfología de los carbonizados. Los carbonizados se obtuvieron de tres carbones de diferentes rangos a tiempos de 100, 150 y 300 ms, temperaturas de 900, 1000 y 1100 ºC, en atmósfera de nitrógeno con una velocidad de calentamiento del orden de 10(4) ºC/min. La morfología de los carbonizados se observó por medio de análisis de imágenes y microscopía de barrido electrónico. Se encontró que los compuestos volátiles liberados se incrementaron con la temperatura y el tiempo de desvolatilización, y depende del rango del carbón. Además, se observó que existe relación entre el rango del carbón, la porosidad y el espesor medio de pared de los carbonizados. Al aumentar el rango del carbón y la temperatura de desvolatilización, el espesor medio de pared y tamaño de partícula del carbonizado aumenta. También se encontró plasticidad sobre las superficies de las partículas con porosidad cerrada, así como también aglomeración y fusión entre partículas de carbonizado, encontrándose partículas más pequeñas en su interior.

The aim of this study was to evaluate the influence of coal rank, temperature and time devolatilization on char morphology. Chars were obtained from three different coals rank at 100, 150 and 300 ms time devolatilisation, 900, 1000 and 1100 ºC temperature, using nitrogen atmosphere and a rate heating of 10(4) ºCmin-1. Char morphology was observed through image analysis and scanning electron microscopy. It was found that released volatile compounds depended of coal rank and increased with temperature and devolatilisation time. In addition, it was observed that there is a relationship between coal rank, porosity and char half thickness wall. Thus, coal rank and devolatilization temperature increase by increasing the average wall thickness and char particle size. It was also found that plasticity occurred on particle surfaces with closed porosity, as well as agglomeration and fusion between char particles having small particles inside them.

**Selection procedures of consortia bacterial with A. ferrooxidans like bacteria and A. thiooxidans like bacteria in coal biodesulfurization process**

A nivel de erlenmeyer, se evaluaron procesos de biodesulfurización de un carbón rico en azufre con un tamaño de partícula entre 0,24 cm - 0,06 cm, empleando consorcios bacterianos de cepas compatibles con Acidithiobacillus ferrooxidans y compatibles con Acidithiobacillus thiooxidans. Se analizaron los principales factores fisicoquímicos que pueden influir, con monitoreos de pH, potencial redox en el líquido lixiviante y sulfato en solución y precipitado, producido a partir de compuestos reducidos de azufre presentes en el carbón y en el medio. De acuerdo con los resultados obtenidos, se alcanzó 71,50% de sulfato producido con relación al máximo posible después de 16 días de proceso. Estos resultados son claves para la escogencia de cepa a la hora de trabajar procesos de biodesulfurización a escala mayor.

In a flask, biodesulfurization processes of a coal with high sulfur content were evaluated. The particle size of coal ranged between 0.24 cm - 0.06 cm. The processes used consortiums compounds by Acidithiobacillus ferrooxidans like bacteria + Acidithiobacillus thiooxidans like bacteria. In the biodesulfurization processes, the principal factors like pH, redox potential and sulfate in solution and precipitated, produced from sulfur compounds reduced in the coal and medium were analyzed. According to the results a 71.50% of sulfate produced with respect to the maximum possible was obtained after 16 days of processing. These results are key to select cultures for biodesulfurization process in a larger scale.

Biomass gasification process: theoretical and experimental studies a review

La situación energética y medioambiental mundial hace que la generación de energía mediante sistemas basados en energías renovables tome cada vez una mayor relevancia. Estos sistemas tienen una doble ventaja ya que posibilitan la diversificación energética y reducen la dependencia del petróleo a la vez que se disminuyen las emisiones globales de CO2. La biomasa es uno de los recursos energéticos con mayor potencial tanto en países desarrollados como emergentes pero sigue sin sufrir el desarrollo esperado. La gasificación de biomasa es uno de los sistemas con gran potencial ya que permite la generación tanto de energía térmica como eléctrica, mediante tecnologías de bajo costo como los gasificadores de lecho fijo (potencias medias- bajas), o reactores de lecho fluidizado con tecnología más exigente y con mayor capacidad de generación. La transformación de la biomasa en un combustible gaseoso, aprovechable en motores de combustión interna alternativos o en turbinas de gas como combustible, exige que la biomasa atraviese varios procesos termoquímicos, compuestos por reacciones endotérmicas (secado, devolatilización y reducción) y exotérmicas (oxidación de volátiles y carbón). La selección de un gasificador requiere conocer las propiedades de la biomasa, mientras que el diseño del mismo exige conocer el fenómeno termoquímico por completo. El objetivo de este trabajo es presentar una revisión actualizada de los diferentes planteamientos tanto teóricos como experimentales desarrollados para estudiar el proceso de gasificación de biomasa, tanto en lecho fijo como en lecho fluidizado, con miras a diseñar gasificadores de biomasa.

Each day the energy systems relying on renewable resources are more relevant in the world energy politics due to the fossil energy and environmental crisis. These systems increase energy resources of countries, reduce the oil dependency, and diminish CO2 global emissions. Biomass is one of the renewable resources with higher potential in developing and developed countries. Biomass gasification has huge possibilities to be developed. Such as fixed bed gasifiers, or fluidized bed reactors with more technology demanding and more power capacity. Biomass transformation in a gaseous fuel to be used in a reciprocating internal combustion engine or gas turbines requires that biomass passes through several thermochemical stages. Endothermic reactions (drying, pyrolysis and reduction) and exothermic process (volatiles and carbon oxidation). To select a specific gasifier it is necessary to know biomass properties (chemical and physical), whereas to design a reactor it is necessary to know and understand the complete phenomena. The aim of this work is to show an actualized review about different theoretical and experimental approaches to study biomass gaification process in fixed and fluidized bed reactors in order to design biomass gasifiers.

Monitoring geochemistry of the evolution of natural system: salar de Huasco (Chile)

Se realizó un proceso de evaporación a escala de laboratorio con salmueras del Salar de Huasco, con el objeto de estudiar la pauta de evolución geoquímica y contrastarlo con el medio natural. La secuencia de precipitación obtenida fue calcita, yeso, thenardita y halita, minerales cuya presencia se comprobó mediante difractometría de rayos X. Estos resultados se corresponden con la sucesión de los estados de equilibrio que alcanzan las salmueras a lo largo de su progresiva concentración por evaporación, de acuerdo con los cálculos geoquímicos realizados con el código PHRQPITZ. La modelización geoquímica ha permitido comprobar que las situaciones de equilibrio se alcanzan en el dispositivo experimental en distintas etapas evolutivas a las observadas en el sistema natural. Este hecho se debe principalmente a dos factores, en primer lugar a la interacción de las soluciones diluidas de recarga del salar con la costra salina periférica rica en yeso, cuya disolución provoca alcanzar el equilibrio con esta fase mineralógica mucho antes en el sistema natural que en el laboratorio; y por otra, a la precipitación de mirabilita como consecuencia de las oscilaciones térmicas diarias, causantes de que el equilibrio con halita se alcance en el salar en una etapa evolutiva más avanzada que en el experimento, resultado del consumo de sodio, por precipitación de mirabilita.

Evaporation process affecting brines in salar of Huasco (Chile) has been reproduced at laboratory scale with the main objective of studying its geochemical evolving path. Natural brines have been evaporated under isothermal conditions, precipitating progressively calcite, gypsum, thenardite, and halite. This mineral sequence confirms the evolution of equilibrium conditions calculated by means of PHRQPITZ geochemical code. Geochemical modeling has allowed to determine that saline minerals reach saturation along the experiment performed at different evolutive moments that they do in natural conditions. This fact is due to two main causes, first to the interaction between dilute solutions entering salar with the external saline rim mainly composed of gypsum, whose solubilization causes that brines reach faster saturation respect to gypsum in the natural system compared to experiments in laboratory; and second, to precipitation of mirabilite as consequence of thermal oscillations to daily scale causing that halite equilibrium is reached for higher brine concentrations in salar that in laboratory, since mirabilite precipitation produces a significant depletion of sodium concentration in brines.

Online temperature measurement of a sample inside of a microwave cavity

La tecnología de microondas y la aplicación de campos electromagnéticos en el tratamiento de materias primas, desarrollo de nuevos materiales y procesos, así como el mejoramiento de los ya disponibles, son áreas que hasta ahora se están documentando en nuestro país y son actualmente tema de estudio de muchos grupos de investigación alrededor del mundo. En esta dirección el presente artículo describe la modificación del sistema electrónico de un horno convencional de microondas para permitir la medición de temperatura en línea, requerida para el estudio del efecto térmico de las microondas sobre muestras de pavimento, tomadas como ejemplo demostrativo. Esta forma de realizar la medición de temperatura demostró ser costo-efectiva comparada con un sistema de medición de fibra óptica; su precisión, exactitud y reproducibilidad fueron bastante aceptables al compararse con este sistema alternativo, pero con la gran ventaja de utilizar simplemente termocuplas.

Microwave technology and the application of electromagnetic fields in raw materials treatment, new materials development and processes, as well as, their improvements are being documented in our country just recently and are a research topic of several groups in the world. The present article describes the electronic system modification of a conventional microwave oven to allow the online temperature measurement, required for the microwave thermal effect study on pavement samples, which were taken as a demonstrative example. This method of temperature measurement showed to be cost effective when compared to optic fiber based systems; its precision and reproducibility were quite acceptable when contrasted to alternative systems, but with the advantage of using just thermocouples.

A comparison between characteristic lines and streamline upwind Petrov-Galerkin method for advection dominated problems

El presente artículo desarrolla numéricamente el problema de la ecuación diferencial de difusión-advección, empleando el método de Galerkin sobre líneas características y el método de Petrov-Galerkin en contracorriente (SUPG). Las condiciones dominantemente advectivas en el problema solucionado, mostraron que para casos con números de Peclet muy elevados, el método de las líneas características no logra una estabilización de la solución, tal como lo hace el método SUPG. No obstante, para valores pequeños en el número de Peclet, el método de líneas alcaza aproximaciones estabilizadas y errores totales en norma de energía ligeramente menores a los del método SUPG. Las gráficas de convergencia trazadas mostraron que el comportamiento del error en norma L² de la solución convencional por elementos finitos o Bubnov-Galerkin, es muy similar al del error encontrado con el método de las líneas características.

This article develops numerically the advection-diffusion equation problem, using Galerkin on characteristic lines and Streamline Upwind Petrov- Galerkin (SUPG) methods. The dominated advective conditions in the solved problem showed that for cases where high Peclet numbers are encountered, characteristic lines don’t achieve a stable solution, as SUPG does. Nevertheless, for low Peclet numbers, characteristic lines achieve stabilized results and total energy norm errors slightly lower to SUPG’s. Convergence figures depicts that L² energy norm error in the solution by finite elements or Bubnov-Galerkin, is very similar to the error found with characteristic lines method.

A robust watermarking technique based on image normalization

En este artículo se presenta una técnica de marca de agua robusta a distorsiones geométricas y otros esquemas de procesamiento de señales. En el método de marca de agua propuesto, se hace uso de una técnica de normalización de imágenes para obtener características invariantes de la imagen ante las distorsiones geométricas. Los procesos de inserción y detección de la marca de agua se realizan en el dominio de la Transformada Discreta del Coseno (DCT). Una clasificación de texturas basada en el domino de la DCT se usa para clasificar cada bloque de la imagen a fin de poder insertar una marca de agua fuerte, manteniendo al mismo tiempo la imperceptibilidad de la misma. La técnica propuesta es una técnica de marca de agua pública, en la cual, la imagen original no está disponible en el proceso de detección de la marca de agua. Los resultados experimentales muestran la imperceptibilidad de la marca de agua y su robustez ante las distorsiones geométricas, como son rotación, escalamiento, transformaciones Affine, y otros esquemas de procesamiento de señales, tales como compresión JPEG, contaminación de imagen por ruido Gaussiano e impulsivo.

This paper presents a robust watermarking method against geometric distortions and several other signal processing schemes. In the proposed watermarking method, image normalization is used to get geometric invariant features. The watermark embedding and detection process are carried out in the Discrete Cosine Transform (DCT) domain. A DCT based texture classification is used to classify each image block to embed a stronger as possible watermark, while maintaining watermark imperceptibility. The proposed watermarking scheme is a public watermarking, where the original image is not available for watermark detection. The experimental results show the watermark imperceptibility and robustness against geometric distortion such as rotation, scaling and various other Affine transformation, and common signal processing schemes, such as JPEG compression, Gaussian and impulsive noise contamination.

Parallelogram Based Method for Space Vector Pulse Width Modulation

This paper presents a parallelogram based duty cycle computation method for space vector modulation control using standard pulse width modulation circuitry. This technique maps the voltage source inverter’s solution space into only three parallelogram shaped zones and reduces the computational load. The proposed modulation methods are especially suited for a description of the voltage space vector in its α, β components and for modern and high dynamic applications, where demand changes may happen at a frequency comparable with the modulator carrier frequency. Several modulation methods used in scalar applications and extensively studied in the literature are easily obtained by combining the use of the modulation methods proposed in this work. The proposed methods have been validated by simulations and experimental test.

Este artículo presenta un método para la determinación del ciclo de trabajo de la modulación de vectores espaciales utilizando circuitos convencionales de modulación por ancho de pulso. Este método utiliza tres paralelogramos que cubren el espacio hexagonal de la salida del inversor, reduciendo de esta forma el esfuerzo de cálculo computacional. La metodología propuesta es aplicable directamente a la descripción de las componentes α, β del vector espacial en controladores modernos, con altos requerimientos dinámicos, donde la demanda de cambios se realiza a una frecuencia comparable con la de la señal portadora. Combinando las estrategias de modulación DPWMMIN y DPWMMAX propuestas en este trabajo, se obtiene fácilmente el ciclo de trabajo para otros métodos de modulación, utilizados en aplicaciones escalares y ampliamente estudiadas en la literatura. El método propuesto ha sido comprobado mediante simulaciones y ensayos experimentales.

Wireless robot teleoperation via internet using IPv6 over a bluetooth personal area network

This article presents the design, construction and testing of a system that allows the manipulation and visualization of the "Microbot Teachmover" robot using a Bluetooth wireless connection with an IPv6 address allowing the manipulation of the robot in three different scenarios: from a mobile device that is located on the robot's piconet, from a desktop computer that is in the same piconet as the robot, and from any computer that is connected to the Internet via IPv6.

En este artículo se presenta el diseño, construcción y pruebas de un sistema que permite la manipulación y visualización del robot Microbot Teachmover usando una conexión inalámbrica Bluetooth con dirección IPv6, brindando la posibilidad de manejar el robot desde diferentes escenarios: desde un dispositivo móvil que se encuentra en la misma piconet del robot; desde un computador que se encuentre en la misma piconet del robot y desde un computador que se encuentre conectado a Internet con una dirección IPv6.

Performance analysis of routing strategies for wireless sensor networks

This paper presents a performance analysis of source, shortest path, hierarchical and geographical routing strategies, which are the three most commonly, implemented strategies employed by wireless ad-hoc and sensor networks. Source routing was selected because it does not require costly topology maintenance, while shortest path routing was chosen because of its simple discovery routing approach and hierarchical and geographical routing was elected because it uses location information via Global Positioning System (GPS). Many current applications require precise knowledge of physical positioning information, particularly in the areas of health, military, agriculture, robotics, and environmental and structural monitoring. Additionally, the shortest path routing technique was chosen because it is employed in several data-centric wireless sensor network algorithms such as Direct Diffusion, Rumor Routing, Gradient-Based Routing and the ZigBee standard. The performance of these three routing strategies is evaluated by providing simulation results based on latency, End to End Delay (EED), packet delivery ratio, routing overhead, overhead and routing load. Source routing only improves shortest path and hierarchical and geographical routing in terms of latency, hierarchical and geographical routing performs the worst because it must send hello packets in order to acquire and transmit location information. However, despite these significant disadvantages, hierarchical and geographical routing remains the routing option most often used in health, military, agriculture, robotic, and environmental and structural monitoring.

Este trabajo presenta el análisis de funcionamiento de estrategias de enrutamiento de fuente, de la trayectoria más corta, jerárquica y geográfica, las cuales son tres de las estrategias más comúnmente implementadas para redes ad hoc y de sensores. Enrutamiento de fuente se seleccionó debido a que no requiere un mantenimiento topológico costoso, mientras el enrutamiento de la trayectoria más corta fue elegido por su simplicidad en el descubrimiento de la ruta y la estrategia de enrutamiento jerárquica y geográfica fue seleccionada debido a que utiliza información de un sistema de posicionamiento global (GPS). Muchas aplicaciones actuales requieren el conocimiento preciso de la posición física, particularmente en las áreas de salud, militar, agricultura, robótica y monitoreo estructural y ambiental. Adicionalmente, la técnica de enrutamiento de trayectoria más corta fue seleccionada por que se emplea en algoritmos de redes de sensores inalámbricos centrados en datos, tales como: Difusión Directa, Enrutamiento por Rumor, Enrutamiento basado en Gradientes y el Estándar ZigBEE. El funcionamiento de estas tres estrategias de enrutamiento se evalúa a través de simulaciones y en términos de latencia, retardo punto a punto, tasa de entrega de paquetes, sobre procesamiento de enrutamiento, sobre procesamiento general y la carga de enrutamiento.

Identity based authentication protocol for wireless sensor networks

En este trabajo se propone el primer protocolo de autenticación para redes de sensores usando criptografía basada en identidad, para lo cual se conjugan el uso de emparejamientos bilineales sobre un grupo de puntos en una curva elíptica y el uso de códigos de autenticación de mensajes. Dicho protocolo posee características que le permiten desarrollar tareas de autenticación de nodos y de mensajes, garantizando escalabilidad de la red y la diversidad de los nodos que la componen. Como parte de este trabajo se describe la propuesta detallada del protocolo, así como una estimación de sus costos de operación.

In this work, a novel identity based authentication protocol for sensor networks is proposed, involving bilinear pairings over an elliptic curve point group, and message authentication codes, as main underlying components. This protocol is capable to perform authentication for both nodes and messages, guarantying an acceptable level of scalability for network size and nodes' diversity. Herein, the proposed protocol is described in depth, as well the costs estimations for its operation on a WSN.

Current control schemes for three-phase fourwire shunt active power filters: a comparative study

This paper discusses the performance of different current control schemes used in three- phase four-wire shunt active power filters (APF). The control schemes are based on: Delta Modulation (DM), dead-beat control and PI regulator. The feasibility of the three control schemes have been tested with different waveform and the results are compared through the instantaneous error and the root mean square error between the current of the active power filter and its reference. Finally, the best controller is applied in an experimental setup designed for mitigating harmonics generated by a nonlinear load.

El artículo estudia diferentes estrategias de control de corriente usadas en un filtro activo trifásico tetrafilar de conexión en paralelo. Los esquemas de control estudiados son los basados en la Modulación Delta, el control deadbeat y el regulador PI. La efectividad de los tres esquemas de control es evaluada al utilizar diferentes formas de onda y los resultados son comparados por medio del error instantáneo y de la raíz media cuadrática del error entre la corriente inyectada por el filtro activo y su referencia. Finalmente, el mejor controlador es aplicado en un prototipo experimental de filtro activo diseñado para compensar armónicos generados por una carga no lineal.

Improvement of the third harmonic based stator ground fault protection for high resistance grounded synchronous generators

This paper shows a comparison and a proposed improvement of three different approaches based on the measurements of the third harmonic of voltage which are aimed to obtain a 100% protection of the stator winding in the case of ground faults in high resistance grounded synchronous generators. These three different methods are based in voltage measurements at the neutral and terminal connections, and also in the ratio of these measurements. From the results obtained in a real synchronous generator there are advantages of the scheme based on the ratio of the voltages measured at terminals and neutral, in the case of using the voltage threshold strategy. However, by using the proposed alarm-trip logic, remarkable improvements could be obtained in the case of detecting high impedance ground faults. Finally, this work may help to develop useful protective devices which detect ground faults at the synchronous generator stator windings. Although a first fault normally does not cause any problem, this have to be removed before the occurrence of a second ground fault which could cause severe machine damages and the consequent outage.

En éste artículo se presenta una comparación y una propuesta de mejoramiento de tres diferentes métodos de protección del 100% del estator en el caso de fallas a tierra, aplicados a generadores síncronos aterrizados mediante una alta resistencia. Los tres métodos están basados en las mediciones de tercer armónico de tensión en el neutro, en los terminales de la máquina y en la relación de las dos medidas anteriores. De los resultados obtenidos en generador síncrono real, se puede apreciar que el esquema basado en la relación de las tensiones de tercer armónico medido en los terminales y en el neutro es la mejor alternativa, en el caso de utilizar la estrategia de umbrales de tensión. Sin embargo, mediante la utilización de una estrategia propuesta basada en una lógica para alarma y disparo, se pueden apreciar notables mejoras en la capacidad de detección de fallas a tierra de alta impedancia. Finalmente, este trabajo puede contribuir al desarrollo de elementos de protección útiles para detectar fallas a tierra en los devanados del estator de un generador síncrono. Aunque una primera falla normalmente no causa ningún problema, ésta tiene que ser atendida prontamente antes que una segunda falla pueda causar graves daños en la máquina y su consiguiente salida del servicio.

The negative sequence impedance as fault indicator in induction motors

An algorithm to detect inter-turn faults in induction motors based on the negative sequence impedance is presented in this paper. The implementation through a digital prototype is also explained and its results are tested using a 3 Hp induction motor designed to induce inter-turn faults. It is concluded that the robustness of the algorithm can detect incipient faults from five turns, and it is a good tool for predictive maintenance of induction motors.

En este trabajo se presenta un algoritmo basado en la impedancia de secuencia negativa para detectar fallas entre espiras de los motores de inducción, se explica su implementación en un prototipo electrónico de diagnóstico y sus resultados se verifican experimentalmente en un motor de 3 Hp, el cual se acondicionó para realizar fallas entre espiras. Se concluye que es útil como parámetro de diagnóstico al poder detectar fallas incipientes a partir de cinco espiras en cortocircuito, mostrando ser una buena herramienta para el mantenimiento predictivo de los motores eléctricos de inducción.