Diseño de una red de sensores inalámbricos para el despliegue óptimo de los nodos sensores en un cultivo de Cacao

In this study, factorial experiments were conducted in two different scenarios to design a Wireless Sensor Network for monitoring a cocoa crop in a rural area in Colombia. Node sensors measured temperature, relative humidity, soil moisture, Ultra-Violet light, and visible light intensity. The factors considered in the experiments were distance between node sensors, height from the ground, and type of antenna; in turn, Received Signal Strength Indicator and data transfer time were the outputs. The wireless sensor network was deployed in the crop, covering approximately 3 % of the area and using 7 different nodes in a cluster tree topology. First, an open field scenario with line of sight was used to determine the appropriate height of the node sensors. Second, a scenario in the actual cocoa crop was utilized to find the appropriate distance between modules and type of antenna. We found, based on our calculations and experimental data, that a height of 1.25 m was required to avoid the Fresnel zone and improve the RSSI of the network. Furthermore, we determined that a distance below 35 m was needed to guarantee signal reception and avoid long data transfer times. The wire antenna exhibited a better performance. Finally, the proposed methodology and monitoring system can be used for agronomic applications in rural areas in Colombia to increase crop yield.En este trabajo se realizaron experimentos factoriales en dos escenarios diferentes, para diseñar una red de sensores inalámbricos, que permita monitorear un cultivo de cacao en una zona rural de Colombia. Los nodos sensores miden la temperatura, la humedad relativa, la humedad del suelo, la luz ultravioleta y la intensidad de la luz visible. Los factores considerados en los experimentos fueron la distancia entre los nodos sensores, la altura con respecto al suelo y el tipo de antena; el indicador de intensidad de señal recibida y el tiempo de transferencia de datos fueron las salidas. La red de sensores inalámbricos se implementó en el cultivo, cubriendo aproximadamente el 3 % del área, utilizando 7 nodos diferentes en una topología de cluster-tree. En primer lugar, se utilizó un escenario de campo abierto con línea de vista para determinar la altura adecuada de los sensores de nodo. Luego, se utilizó un escenario en el cultivo de cacao real para encontrar la distancia adecuada entre los módulos y el tipo de antena. Se obtuvo, por cálculos y datos experimentales, que se requería una altura de 1.25 m para evitar la zona de Fresnel y mejorar el RSSI de la red. Además, se determinó que se necesitaba una distancia inferior a 35 m para garantizar la recepción de la señal y evitar largos tiempos de transferencia de datos. Adicionalmente, la antena tipo Wire exhibió un mayor rendimiento y la metodología propuesta y el sistema de monitoreo se pueden usar para aplicaciones agronómicas en áreas rurales de Colombia, con el fin de aumentar el rendimiento de los cultivos

jHawanet: an open-source project for the implementation and assessment of multi-objective evolutionary algorithms on water distribution networks

[EN] Efficient design and management of water distribution networks is critical for conservation of water resources and minimization of both energy requirements and maintenance costs. Several computational routines have been proposed for the optimization of operational parameters that govern such networks. In particular, multi-objective evolutionary algorithms have proven to be useful both properly describing a network and optimizing its performance. Despite these computational advances, practical implementation of multi-objective optimization algorithms for water networks is an abstruse subject for researchers and engineers, particularly since efficient coupling between multi-objective algorithms and the hydraulic network model is required. Further, even if the coupling is successfully implemented, selecting the proper set of multi-objective algorithms for a given network, and addressing the quality of the obtained results (i.e., the approximate Pareto frontier) introduces additional complexities that further hinder the practical application of these algorithms. Here, we present an open-source project that couples the EPANET hydraulic network model with the jMetal framework for multi-objective optimization, allowing flexible implementation and comparison of different metaheuristic optimization algorithms through statistical quality assessment. Advantages of this project are discussed by comparing the performance of different multi-objective algorithms (i.e., NSGA-II, SPEA2, SMPSO) on case study water pump networks available in the literatureThis research and the APC were funded by the Comision Nacional de Investigacion Cientifica y Tecnologica (Conicyt), grant number 1180660Gutierrez-Bahamondes, JH.; Salgueiro, Y.; Silva-Rubio, SA.; Alsina, MA.; Mora-Melia, D.; Fuertes-Miquel, VS. (2019). jHawanet: an open-source project for the implementation and assessment of multi-objective evolutionary algorithms on water distribution networks. Water. 11(10):1-17. https://doi.org/10.3390/w111020181171110Wang, Y., Hua, Z., & Wang, L. (2018). Parameter Estimation of Water Quality Models Using an Improved Multi-Objective Particle Swarm Optimization. Water, 10(1), 32. doi:10.3390/w10010032Letting, L., Hamam, Y., & Abu-Mahfouz, A. (2017). Estimation of Water Demand in Water Distribution Systems Using Particle Swarm Optimization. Water, 9(8), 593. doi:10.3390/w9080593Ngamalieu-Nengoue, U. A., Martínez-Solano, F. J., Iglesias-Rey, P. L., & Mora-Meliá, D. (2019). Multi-Objective Optimization for Urban Drainage or Sewer Networks Rehabilitation through Pipes Substitution and Storage Tanks Installation. Water, 11(5), 935. doi:10.3390/w11050935Morley, M. ., Atkinson, R. ., Savić, D. ., & Walters, G. . (2001). GAnet: genetic algorithm platform for pipe network optimisation. Advances in Engineering Software, 32(6), 467-475. doi:10.1016/s0965-9978(00)00107-1Van Thienen, P., & Vertommen, I. (2015). Gondwana: A Generic Optimization Tool for Drinking Water Distribution Systems Design and Operation. Procedia Engineering, 119, 1212-1220. doi:10.1016/j.proeng.2015.08.978Mala-Jetmarova, H., Sultanova, N., & Savic, D. (2017). Lost in optimisation of water distribution systems? A literature review of system operation. Environmental Modelling & Software, 93, 209-254. doi:10.1016/j.envsoft.2017.02.009Durillo, J. J., & Nebro, A. J. (2011). jMetal: A Java framework for multi-objective optimization. Advances in Engineering Software, 42(10), 760-771. doi:10.1016/j.advengsoft.2011.05.014Ravber, M., Mernik, M., & Črepinšek, M. (2017). The impact of Quality Indicators on the rating of Multi-objective Evolutionary Algorithms. Applied Soft Computing, 55, 265-275. doi:10.1016/j.asoc.2017.01.03

The Giardial Arginine Deiminase Participates in Giardia-Host Immunomodulation in a Structure-Dependent Fashion via Toll-like Receptors

Beyond the problem in public health that protist-generated diseases represent, understanding the variety of mechanisms used by these parasites to interact with the human immune system is of biological and medical relevance. Giardia lamblia is an early divergent eukaryotic microorganism showing remarkable pathogenic strategies for evading the immune system of vertebrates. Among various multifunctional proteins in Giardia, arginine deiminase is considered an enzyme that plays multiple regulatory roles during the life cycle of this parasite. One of its most important roles is the crosstalk between the parasite and host. Such a molecular “chat” is mediated in human cells by membrane receptors called Toll-like receptors (TLRs). Here, we studied the importance of the 3D structure of giardial arginine deiminase (GlADI) to immunomodulate the human immune response through TLRs. We demonstrated the direct effect of GlADI on human TLR signaling. We predicted its mode of interaction with TLRs two and four by using the AlphaFold-predicted structure of GlADI and molecular docking. Furthermore, we showed that the immunomodulatory capacity of this virulent factor of Giardia depends on the maintenance of its 3D structure. Finally, we also showed the influence of this enzyme to exert specific responses on infant-like dendritic cells

Naturally occurring deamidated triosephosphate isomerase is a promising target for cell-selective therapy in cancer

Human triosephosphate isomerase (HsTIM) is a central glycolytic enzyme and is overexpressed in cancer cells with accelerated glycolysis. Triple-negative breast cancer is highly dependent on glycolysis and is typically treated with a combination of surgery, radiation therapy, and chemotherapy. Deamidated HsTIM was recently proposed as a druggable target. Although thiol-reactive drugs affect cell growth in deamidated HsTIM-complemented cells, the role of this protein as a selective target has not been demonstrated. To delve into the usefulness of deamidated HsTIM as a selective target, we assessed its natural accumulation in breast cancer cells. We found that deamidated HsTIM accumulates in breast cancer cells but not in noncancerous cells. The cancer cells are selectively programmed to undergo cell death with thiol-reactive drugs that induced the production of methylglyoxal (MGO) and advanced glycation-end products (AGEs). In vivo, a thiol-reactive drug effectively inhibits the growth of xenograft tumors with an underlying mechanism involving deamidated HsTIM. Our findings demonstrate the usefulness of deamidated HsTIM as target to develop new therapeutic strategies for the treatment of cancers and other pathologies in which this post translationally modified protein accumulates

Multilevel Approach for the Treatment of Giardiasis by Targeting Arginine Deiminase

Giardiasis represents a latent problem in public health due to the exceptionally pathogenic strategies of the parasite Giardia lamblia for evading the human immune system. Strains resistant to first-line drugs are also a challenge. Therefore, new antigiardial therapies are urgently needed. Here, we tested giardial arginine deiminase (GlADI) as a target against giardiasis. GlADI belongs to an essential pathway in Giardia for the synthesis of ATP, which is absent in humans. In silico docking with six thiol-reactive compounds was performed; four of which are approved drugs for humans. Recombinant GlADI was used in enzyme inhibition assays, and computational in silico predictions and spectroscopic studies were applied to follow the enzyme’s structural disturbance and identify possible effective drugs. Inhibition by modification of cysteines was corroborated using Ellman’s method. The efficacy of these drugs on parasite viability was assayed on Giardia trophozoites, along with the inhibition of the endogenous GlADI. The most potent drug against GlADI was assayed on Giardia encystment. The tested drugs inhibited the recombinant GlADI by modifying its cysteines and, potentially, by altering its 3D structure. Only rabeprazole and omeprazole decreased trophozoite survival by inhibiting endogenous GlADI, while rabeprazole also decreased the Giardia encystment rate. These findings demonstrate the potential of GlADI as a target against giardiasis

Plan de comercialización de aguacates San Carlos

Dentro de este proyecto se trabajó con la investigación de oportunidades de negocio para una huerta de aguacate que inició esta nueva administración. En el proyecto se evaluaron diversas opciones de comercialización nacional a través de diversos canales con la finalidad de compartir con la empresa diversos escenarios dependiendo de la capacidad de producción que tenga la huerta una vez que se tenga la primera cosecha. De igual forma se investigaron diversos usos y procesos que se pueden realizar con el aguacate con el fin de buscar la diversificación del producto y poder satisfacer otros mercados. El plan a largo plazo es la exportación del aguacate una vez que la empresa cuente con más experiencia operativa y el capital necesario para así aprovechar la creciente demanda del producto alrededor del mundo.ITESO, A.C

Biofiltración de ácido sulfhídrico (H2S), utilizando bagazo de caña de azúcar y piedra pómez como material de soporte

Experimentalmente se determinaron los valores de los parámetros de diseño y operación de un biofiltro para el control de las emisiones de ácido sulfhídrico (H2S) en un efluente gaseoso, utilizando como materiales de soporte bagazo de caña y piedra pómez inoculados con un consorcio microbiano capaz de degradar H2S. Se realizaron diferentes pruebas para determinar la capacidad máxima de eliminación de los soportes, así como el efecto de la concentración sobre la eficiencia de remoción. Por su efecto sobre el funcionamiento de los biofiltros también se estudió la variación de algunas propiedades de los soportes como el contenido de humedad, el pH y el contenido de sulfatos. La población de los diferentes grupos tróficos presentes en los soportes mostró una tendencia al crecimiento para las bacterias sulfooxidantes (BSO) y a la disminución para los heterótrofos, mohos y levaduras. Gracias a la inoculación y a la idoneidad de los soportes para el establecimiento y desarrollo del consorcio microbiano, los biofiltros presentaron un alto rendimiento desde el arranque. Continuamente se obtuvieron eficiencias de remoción mayores al 99%, siempre que las condiciones de operación fueron las adecuadas

Investigación en metodologías de aprendizaje para grupos ARA en la materia de arquitectura de computadores

La enseñanza en inglés es uno de los retos a los que se está enfrentando actualmente la universidad española. La Universidad de Alicante ofrece a través de los grupos de Alto Rendimiento Académico (ARA) parte de la docencia de los estudios de grado en inglés. El objetivo principal de esta red es la de consolidar y ampliar la investigación realizada en metodologías de aprendizaje para grupos ARA en la materia de arquitectura de computadores. En consecuencia, se pretende ampliar los materiales docentes en inglés en relación con la enseñanza de asignaturas relacionadas con la materia en estos grupos de alto rendimiento. Estas asignaturas son impartidas por varios miembros de la red en diferentes cursos de los Grados de Ingeniería Informática y de Ingeniería en Sonido e Imagen en Telecomunicación. Como caso práctico, se ha continuado con la investigación en la asignatura Arquitectura de Computadores del Grado de Ingeniería Informática. Para ello, se han elaborado nuevos materiales para prácticas que permiten la participación activa y el trabajo en equipo. Cada uno de los materiales propuestos está diseñado dentro del marco metodológico implementado en la asignatura, relacionado con la consecución de objetivos y competencias, y con la evaluación de la misma

Control adaptativo para optimizar una intersección semafórica basado en un sistema embebido

In order to optimize the traffic flow on a road intersection, an adaptive control algorithm and a data base were designed; both components were hosted on a Raspberry Pi B+ embedded system. The data base helps to debug the performance of the controller. The efficiency of the algorithm was assessed using a virtual instrument, which emulated a traffic light intersection in the city of Cucuta, i. e., the magnetorresistive sensors, the activation process of the traffic lights and the traffic flow. By processing and updating the times assigned to the traffic lights, the traffic flow was increased up to 5.5 % and the maximum time a vehicle has to wait before passing through the traffic light was decreased up to 28 seconds. Aditionally the length of line was diminished up to 18 %. Based on this case study, it can be inferred that is possible to integrate the adaptive control and the embedded systems as software and hardware tools to improve the operation of traffic control systems.Para optimizar el flujo vehicular en una intersección vial se diseñaron un algoritmo de control adaptativo y una base de datos que apoya la depuración del rendimiento del controlador, ambos alojados en el sistema embebido Raspberry Pi B+. El desempeño del algoritmo fue evaluado con un instrumento virtual, que emuló una intersección semafórica de la ciudad de Cúcuta, esto es, los sensores magnetorresistivos, el proceso de encendido en las luces de los semáforos y el flujo vehicular. La manipulación de los tiempos de encendido en las luces de los semáforos, aumentó el flujo vehicular hasta 5.5% y, disminuyó el tiempo máximo de espera del vehículo para avanzar hasta 28 segundos y el largo de fila hasta un 18%. Con base en el caso de estudio, se puede inferir que es posible integrar el control adaptativo y los sistemas embebidos como herramientas de software y hardware para mejorar el funcionamiento en los sistemas de regulación vial