Diseño y construcción de equipo de ventilación mecánica automatizada

Este documento presenta los requerimientos cumplidos para el diseño, construcción y primera validación de un sistema de ventilación mecánica, para ser utilizado en pacientes con insuficiencia respiratoria, que en el contexto inicial fuera a causa de la pandemia de COVID-19. El diseño requirió el uso de software de dibujo asistido por computadora (Computer Aided Design) CAD y la construcción necesitó el uso de las capacidades instaladas en manufactura mecánica, electroneumática, electrónica, biomédica y automatización de los institutos y centros de la Universidad Don Bosco. Los trabajos de ajuste, configuración y programación estuvieron a cargo de docentes investigadores especialistas en dichas disciplinas. Los elementos empleados para su construcción estaban disponibles en el mercado salvadoreño, considerando el cierre de las fronteras como medida gubernamental ante la expansión de la pandemia. Luego de la etapa de diseño, fabricación y puesta en funcionamiento, se realizaron mediciones de las condiciones del aire suministrado con la ayuda de profesionales dedicados al mantenimiento de equipo médico y con el visto bueno de doctores internistas. Los resultados conseguidos son los que se obtienen con equipos paramédicos y con equipos de primera asistencia, por lo cual se ha previsto que el equipo pueda ser probado en una siguiente instancia con el gremio médico certificado.

Distanciamiento social ante la COVID-19: Simulación del aforo máximo de personas mediante PHP

La confluencia poblacional en áreas internas o externas incrementa considerablemente la trasmisión de la COVID-19, por no respetar el distanciamiento social que establece el sistema de salud. El objetivo de este trabajo fue hacer uso de técnicas de programación, empleando el lenguaje PHP (preprocesador de hipertexto), para el desarrollo de una aplicación que simule el aforo máximo de personas que pueden ingresar a un área interna o externa. La metodología permitió el reconocimiento de áreas internas y externas comunes, configuración al entorno de desarrollo, codificación, propuesta de simulación y ejecución del simulador donde se ha evaluado un caso práctico y diez lugares para determinar su confiabilidad. El simulador brindó el aforo máximo de personas que pueden ingresar a un lugar de área interna o externa cumpliendo el distanciamiento social de 2 m. Los resultados permitieron conocer que el uso de las tecnologías de información a través de las técnicas de programación y el lenguaje PHP contribuyó en ser una alternativa tecnológica para la lucha contra la propagación del virus.

Análisis del Rendimiento de D-BLAST MIMO sobre SDR-USRP

Este artículo describe la implementación de la técnica basada en multiplexación espacial D–BLAST sobre equipos de radio definido por software (SDR) específicamente usando USRP Ettus Research x310; con el objetivo de afrontar el problema de la diversidad espacial que posee el esquema de MIMO Alamouti, al no poder incrementar el número de antenas del transmisor respecto al del receptor. El escenario de simulación fue en un ambiente indoor usando las herramientas de programación gráfica con el software Labview Communications, logrando un diseño más robusto de codificación basado en la no linealidad de ecuaciones matriciales, mitigando, de este modo, a través de la redundancia de información los efectos de la interferencia que genera el incremento propio de las antenas en el transmisor. Los resultados experimentales evaluados fueron la tasa de error de bit (BER) y la tasa de error de símbolo (SER) para determinar la efectividad de la diversidad espacial. La ganancia lograda fue alrededor de 10 dB y 7 dB en MIMO 2×2 y MIMO 3×2 respectivamente, usando la técnica D–BLAST simétrica.

Análisis del Rendimiento de D-BLAST MIMO sobre SDR-USRP

Este artículo describe la implementación de la técnica basada en multiplexación espacial D–BLAST sobre equipos de radio definido por software (SDR) específicamente usando USRP Ettus Research x310; con el objetivo de afrontar el problema de la diversidad espacial que posee el esquema de MIMO Alamouti, al no poder incrementar el número de antenas del transmisor respecto al del receptor. El escenario de simulación fue en un ambiente indoor usando las herramientas de programación gráfica con el software Labview Communications, logrando un diseño más robusto de codificación basado en la no linealidad de ecuaciones matriciales, mitigando, de este modo, a través de la redundancia de información los efectos de la interferencia que genera el incremento propio de las antenas en el transmisor. Los resultados experimentales evaluados fueron la tasa de error de bit (BER) y la tasa de error de símbolo (SER) para determinar la efectividad de la diversidad espacial. La ganancia lograda fue alrededor de 10 dB y 7 dB en MIMO 2×2 y MIMO 3×2 respectivamente, usando la técnica D–BLAST simétrica.

Análisis estructural de un bus de dos pisos de larga distancia durante colisiones

Este estudio presenta un análisis de colisiones de impacto frontal y volcamiento lateral de un autobús de dos pisos, conforme al Reglamento 66 y 29 de la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (UN/ECE), y el Servicio Ecuatoriano de Normalización (INEN) con su normativa 1323:2009, encargado de regular los autobuses para el transporte de pasajeros en el Ecuador. En la actualidad la mejora constante de la seguridad activa y pasiva de los autobuses con respecto a los accidentes es un tema de gran impacto social. En este contexto se analiza la colisión de un autobús de dos pisos aplicando el método de elementos finitos (MEF), el cual es sometido a diferentes escenarios de colisión como es de un impacto frontal y un volcamiento lateral, con la finalidad de estudiar los efectos de un accidente de este tipo de estructuras donde la normativa no es específica para esta clase de vehículos. Los resultados obtenidos permiten tener en cuenta consideraciones importantes al momento del diseño de estos elementos.

A Deep Learning Approach to Estimate the Respiratory Rate from Photoplethysmogram

This article describes the methodology used to train and test a Deep Neural Network (DNN) with Photoplethysmography (PPG) data performing a regression task to estimate the Respiratory Rate (RR). The DNN architecture is based on a model used to infer the heart rate (HR) from noisy PPG signals, which is optimized to the RR problem using genetic optimization. Two open-access datasets were used in the tests, the BIDMC and the CapnoBase. With the CapnoBase dataset, the DNN achieved a median error of 1.16 breaths/min, which is comparable with analytical methods in the literature, in which the best error found is 1.1 breaths/min (excluding the 8 % noisiest data). The BIDMC dataset seems to be more challenging, as the minimum median error of the literature’s methods is 2.3 breaths/min (excluding 6 % of the noisiest data), and the DNN based approach achieved a median error of 1.52 breaths/min with the whole dataset.

A Deep Learning Approach to Estimate the Respiratory Rate from Photoplethysmogram

This article describes the methodology used to train and test a Deep Neural Network (DNN) with Photoplethysmography (PPG) data performing a regression task to estimate the Respiratory Rate (RR). The DNN architecture is based on a model used to infer the heart rate (HR) from noisy PPG signals, which is optimized to the RR problem using genetic optimization. Two open-access datasets were used in the tests, the BIDMC and the CapnoBase. With the CapnoBase dataset, the DNN achieved a median error of 1.16 breaths/min, which is comparable with analytical methods in the literature, in which the best error found is 1.1 breaths/min (excluding the 8 % noisiest data). The BIDMC dataset seems to be more challenging, as the minimum median error of the literature’s methods is 2.3 breaths/min (excluding 6 % of the noisiest data), and the DNN based approach achieved a median error of 1.52 breaths/min with the whole dataset.

Una revisión de los últimos avances de los colectores solares térmicos aplicados en la industria

El consumo energético asociado al sector de la industria representa el 38 % de la demanda de energía a nivel global, siendo un aspecto importante que marca el desarrollo de un país. En este sentido, es sumamente importante diversificar las distintas fuentes de energía e incorporar el uso de fuentes renovables de energía, como la solar, no solamente con la idea de asegurar el suministro energético, sino también considerando como elementos que permitan la reducción de las emisiones generadas por el uso de combustibles fósiles. El presente trabajo aborda las principales tecnologías de colectores solares que pueden ser incorporadas a distintos tipos de industrias, basado en experiencias e investigaciones en otros países. Sobre la base de esta revisión, se ha visto que una buena parte de las industrias a nivel mundial requieren temperaturas en sus procesos hasta los 250 °C, lo que hace idóneo el uso de esta tecnología. En función de cada industria, se podrán usar colectores solares de placa plana, de tubos de vacío, del tipo Fresnel o cilindro parabólicos. Por último, se detallan los ahorros asociados a algunas instalaciones y se abordan los desafíos relacionados con este sector.

Detección de peatones en el día y en la noche usando YOLO-v5

En este artículo se presenta un nuevo algoritmo basado en aprendizaje profundo para la detección de peatones en el día y en la noche, denominada multiespectral, enfocado en aplicaciones de seguridad vehicular. La propuesta se basa en YOLO-v5, y consiste en la construcción de dos subredes que se enfocan en trabajar sobre las imágenes en color (RGB) y térmicas (IR), respectivamente. Luego se fusiona la información, a través, de una subred de fusión que integra las redes RGB e IR, para llegar a un detector de peatones. Los experimentos, destinados a verificar la calidad de la propuesta, fueron desarrollados usando distintas bases de datos públicas de peatones destinadas a su detección en el día y en la noche. Los principales resultados en función de la métrica mAP, estableciendo un IoU en 0.5 son 96.6 % sobre la base de datos INRIA, 89.2 % sobre CVC09, 90.5 % en LSIFIR, 56 % sobre FLIR-ADAS, 79.8 % para CVC14, 72.3 % sobre Nightowls y KAIST un 53.3 %.

Diseño y construcción de un equipo de soldadura por fricción con asistencia láser para la unión de ejes de acero AISI 1045 y aluminio 2017-T4

La soldadura de materiales disímiles hace que los procesos de soldadura convencional no sean factibles de ser utilizados. La soldadura por fricción, por otro lado, ha demostrado ser una tecnología prometedora capaz de unir materiales sin que la temperatura supere su punto de fusión. Sin embargo, la obtención de las propiedades mecánicas de la junta soldada con características similares a los materiales base sigue siendo un desafío. En el desarrollo de este trabajo se diseñó y fabricó un equipo de soldadura por fricción rotatoria con asistencia láser. Para proporcionar el movimiento rotatorio se empleó un torno convencional de 3 HP de potencia y para generar fricción se diseñó un sistema hidráulico de presión el cual aplica fuerza axial mediante un cilindro de simple efecto para obtener la unión entre los materiales base. En el equipo implementado se realizaron uniones de ejes de acero AISI 1045 con aluminio 2017-T6; las uniones soldadas se evaluaron metalúrgicamente, haciendo hincapié en la composición química en la interfaz de la soldadura. Para la caracterización de la microestructura se empleó microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de dispersión de energía (EDS) y espectrometría de emisión óptica de descarga luminiscente (GDOES) para medir la composición inicial de los materiales que se soldaron. Los resultados obtenidos muestran una adecuada unión entre los materiales base, denotando la utilidad del equipo fabricado para la unión de materiales disimiles.