Leak detection in water pipelines: Proposal based on a bank of filters

Indexación: ScieloActualmente la detección de pérdidas (DP) en tuberías de agua es un área de investigación activa, y con un creciente interés, debido a la importancia del transporte seguro del vital elemento. Este trabajo considera el problema de DP en tuberías de agua por medio de redundancia analítica, basada en un modelo matemático y utilizando técnicas de estimación de estados, teniendo por objetivo principal estudiar, proponer, implementar y aplicar algoritmos eficientes que permitan abordar de manera general el problema de DP. Para lograr esto se propone y evalúa un banco de filtros, implementados con filtros de Kalman (FK) y filtros de partículas (FP). Con esto se busca contribuir conceptualmente a la formulación del problema de DP, de manera modular, permitiendo que en un estudio futuro otras técnicas puedan ser utilizadas para resolver el problema. Además, obtener algoritmos eficientes y confiables, basados en un estimador de estados capaces de responder a requerimientos industriales, tales como: entregar, a partir de medidas de entrada y salida disponibles, una estimación fiable del estado del proceso, esto con independencia de la dinámica lineal o no lineal, asimismo, ser de fácil manejo y fácil configuración. La simulación computacional y los resultados experimentales muestran la efectividad de combinar FP con FK, para el caso básico de dos pérdidas secuenciales en una tubería, presentando ventajas de rápida convergencia y reducción del error de estimación, factores importantes en el problema de DP en ductos hídricos. Palabras clave: Detección de pérdidas, banco de filtros, filtro de Kalman, filtro de partículas. -------------------------------------------------------------------------------- ABSTRACT Currently leak detection (LD) in water pipelines is an active area of research that is attracting increasing interest due to the importance of the safe transport of this vital resource. This work considers the problem of LD in water pipes by means of analytical redundancy, based on a mathematical model and using state estimation techniques. The main aim of this work is to research, propose, implement and apply efficient algorithms that allow to tackle generally the LD. To achieve this, a bank of filters including Kalman Filters (KF) and Particle Filter (PF) is proposed and evaluated. Thus a conceptual contribution to the formulation of the LD problem is proposed in a modular way so that future studies of other techniques can solve the problem. In addition, efficient and reliable algorithms are developed, based on a state estimator capable of responding to industrial standards such as the delivery, from input and output measures available, of a reliable estimate of the state of the process and that is independent of the linear or non-linear dynamics and easy to handle and configure. The computer simulation and the experimental results show the effectiveness of combining KF with PF for the simple case of two sequential leaks in a pipe, presenting advantages such as rapid convergence and reducing the estimation error which are important factors in LD in water pipeline. Keywords: Leak detection, bank of filters, Kalman filter, particle filter

Nonlinear estimation methods applied To a problem of expected inflation

Indexación: ScieloEn este trabajo se describe y analiza, luego de tener la ecuación que relaciona la dinámica de las expectativas de la tasa de interés real y de la inflación, el filtro extendido de Kalman. Asimismo, se realiza la estimación de la inflación exante para una serie de datos preestablecida. Se efectúa una comparación con el método de estimación de horizonte móvil utilizado en situaciones cuando producto de las incertidumbres paramétricas del modelo éste se torna no lineal. La aplicación de estos métodos a datos reales permite concluir que las estimaciones efectuadas a través del método de horizonte móvil, combinado a un algoritmo heurístico de optimización logran los mejores resultados. Palabras clave: Filtrado de Kalman, método MHSE, inflación, modelos econométricos. ABSTRACT This work describes and analyses the Extended Kalman Filter with regard to an equation that relates the dynamic of the expected real interest rates and inflation. An estimation of the exante inflation for a preestablished data set is carried out. This is compared with the same calculation using a moving horizon estimation method for situations that are non lineal due to parametric uncertainties of the model. From the application of these methods to real data, it can be concluded that the estimations based on the moving horizon method, combined with a heuristic optimization algorithm, yield better results. Keywords: Kalman Filter, MHSE method, inflation, econometric models

Forecasting Models Selection Mechanism for Supply Chain Demand Estimation

AbstractThe aim of this work is to present a selection mechanism of forecast models to contribute to demand estimation in a supply chain. At present, to estimate a product future demand, several forecast models based on historical information - quantitative and qualitative- are used. When companies face this situation, they select a group of forecast models (usually based on a visual basis of the time series), then estimate, and with the forecast error measurement criteria decide which the best method is. But they always have to estimate over all the selected forecast models. Based on that, this paper introduces an alternative methodology to estimate the best-forecast model without the need to estimate all the forecast models or complement with another technique (visual). To do so, the main theoretical fundaments associated to this new methodology are addressed, and then the methodology itself is presented in order to be applied in two real cases of Chilean companies to finally conclude the results of the described mechanism

Electromovilidad en transporte forestal. ¿Es factible? Percepción de implementación en la industria chilena

This paper examines the different impressions and perspectives related to the implementation of electromobility in log transportation via trucks with a load capacity of up to 45 tons in the forestry sector of the eighth and sixteenth regions of Chile. The objective of this work is to establish the critical variables identified and perceived by key stakeholders of the forestry industry the correct implementation of high tonnage electric trucks. To this effect, a qualitative methodological study with a non-experimental design is proposed, which is based on semi-structured interviews conducted with stakeholders of the forestry sector of the study area. A convenience sample is employed, which was applied to four businessmen in the sector, three executives from the main forestry companies, and two truck distributor representatives. The data show that there is currently little knowledge due to the lack of specific projects and platforms for disseminating information that consider this technology in the field, but, on the contrary, they show a willingness to implement pilot plans aiming for the perceived economic sustainability of electromobility. A concentration of critical aspects is evidenced, which must be addressed in order to implement electromobility in forest transport, and which, given handling by public-private work, would enable the sector and the country to obtain the economic and environmental benefits of this technology.Este trabajo examina las distintas impresiones y perspectivas relacionadas con la implementación de electromovilidad en el transporte de rollizos con camiones de capacidad de carga de hasta 45 toneladas en el sector forestal de la octava y decimosexta región de Chile. El objetivo de este trabajo es establecer los aspectos críticos que los actores claves de la industria forestal identifican y perciben para una correcta implementación de camiones eléctricos de alto tonelaje. Para esto se propone un estudio metodológico de tipo cualitativo con un diseño no experimental basado en entrevistas semiestructuradas dirigidas a actores del sector forestal de la zona estudio. Se utiliza una muestra por conveniencia aplicada a 4 empresarios del rubro, 3 ejecutivos de empresas forestales principales y 2 representantes de distribuidores de camiones. Los datos muestran que actualmente hay poco conocimiento, derivado de la inexistencia de proyectos y plataformas de difusión específicos que consideren la tecnología en el rubro, pero, por el contrario, demuestran que existe una buena disposición por parte de los actores para implementar planes piloto con miras a la sustentabilidad económica que se le proyecta a la electromovilidad. Se evidencia una concentración de aspectos críticos que es necesario abordar para implementar la electromovilidad en el transporte forestal y que, atendidos por un trabajo público-privado, permitirían al rubro y al país obtener los beneficios económicos y ambientales de esta tecnología.

OPTIMIZATION BASED CONTROL OF A DIRECT ROTARY DRYER

Indexación: Web of Science; ScieloRESUMEN: Este trabajo presenta el control de un secador rotatorio directo basado en optimización no lineal. Esta metodología permite auto-sintonizar dinámicamente un controlador PI o PID, mejorando claramente el control del proceso respecto de la sintonización clásica. El control del proceso se realiza a través de simulación computacional vía Matlab y su verificación a través de un proceso piloto, lo que permite apreciar la potencialidad de la sintonía dinámica que se propone. Los resultados, tiempo de respuesta y dinámica de control posibilitan que investigación futura pueda escalar esta propuesta desde el laboratorio a procesos industriales.ABSTRACT: This paper presents the control of a direct rotary dryer based on nonlinear optimization. This methodology allows the dynamic self-tuning of PI or PID controller, clearly improving process control over the classic tuning approach. Process control is done through Matlab via computer simulation and verification through a pilot process, which allows us to appreciate the potential of the proposed dynamic tuning. The results, response time and dynamic control allow us to scale future research from the laboratory (pilot scale) to industrial processes.http://ref.scielo.org/swb3h

Metodologías ágiles: un análisis de los desafíos organizacionales para su implementación

The objective of this research is to determine the main existing gaps before implementing agile methodologies in IT-SMEs (Information Technology - Small and Medium-Sized Enterprises) with traditional methodology for project management. To this effect, a qualitative approach to the opinions of three managers, two project engineers, and six programmer analysts of a company is proposed, which is based on semi-structured interviews, considering a convenience sample, in order to understand the existing difficulties in the company under study, contrasting this reality through surveys aimed at 29 IT professionals from other organizations. The results of the analysis reveal that the main gaps for the implementation of agile methodologies in SMEs are organizational culture at odds with agility, lack of commitment from management, and resistance to change. It is concluded that the proposal turns out to be effective for understanding the main gaps to be solved before starting the implementation of an agile methodology in an IT-SME, thus allowing the organization to be aligned with agility.Este trabajo analiza las principales brechas que influyen en las PyMEs TI (pequeñas y medianas empresas de tecnología de la información) con metodología tradicional, al iniciar la implementación de metodologías ágiles para la gestión de proyectos. El objetivo de esta investigación es determinar las principales brechas existentes antes de implementar metodologías ágiles en una PyME TI con metodología tradicional para la gestión de proyectos. Para lograrlo se propone una aproximación cualitativa a las opiniones de tres gerentes, dos ingenieros de proyecto y seis analistas programadores de la empresa, basada en entrevistas semiestructuradas, considerando una muestra por conveniencia, para entender las dificultades existentes en la empresa de estudio, contrastando dicha realidad mediante encuestas dirigidas a 29 profesionales de áreas TI de otras organizaciones. Los resultados del análisis revelan que las principales brechas para la implementación de metodologías ágiles en la PyME son la cultura organizacional en desacuerdo con la agilidad, la falta de compromiso de la gerencia y la resistencia al cambio. Se concluye que la propuesta resulta ser efectiva para conocer las principales brechas a resolver antes de comenzar la implementación de una metodología ágil en una PyME TI, permitiendo alinear a la organización con la agilidad

Enhancement of ciprofloxacin degradation in aqueous system by heterogeneous catalytic ozonation

Fluoroquinolones are extensively used in medicine due to their antimicrobial activity. Their presence in water inhibits microorganism activity in conventional wastewater treatment plants. This study aims to evaluate the technical feasibility of applying heterogeneous catalytic ozonation to eliminate ciprofloxacin (CIP) as a representative of fluoroquinolone antibiotics normally present in municipal wastewater discharges. Experiments were conducted in a semi-batch stirred slurry reactor, using 0.7 L of 100 mg L−1 CIP aqueous solution, at pH 3 and 30 °C. Experimental results show that single ozonation can easily oxidise CIP molecules (68%) within the first 5 min, leading to the generation of refractory oxidation by-products. However, when heterogeneous catalytic ozonation is applied using iron oxide supported on MFI synthetic zeolite, total degradation of CIP is observed at 5 min and a higher mineralisation rate is obtained. A novel sequential process is developed for CIP mineralisation. In a first step, a flash single ozonation is applied and CIP molecules are broken down. Then, a catalytic ozonation step is conducted by adding the Fe/MFI catalyst into the reactor. As a result of catalyst addition, 44% of Total Organic Carbon (TOC) is eliminated within the first 15 min, compared to single ozonation where only 13% of TOC removal is reached in the same time. The application of this sequential process to a real wastewater effluent spiked with CIP leads to 52% of TOC removal

Control basado en optimización de un secador rotatorio directo

Este trabajo presenta el control de un secador rotatorio directo basado en optimización no lineal. Esta metodología permite auto-sintonizar dinámicamente un controlador PI o PID, mejorando claramente el control del proceso respecto de la sintonización clásica. El control del proceso se realiza a través de simulación computacional vía Matlab y su verificación a través de un proceso piloto, lo que permite apreciar la potencialidad de la sintonía dinámica que se propone. Los resultados, tiempo de respuesta y dinámica de control posibilitan que investigación futura pueda escalar esta propuesta desde el laboratorio a procesos industriales

Attenuation Factor Estimation of Direct Normal Irradiance Combining Sky Camera Images and Mathematical Models in an Inter-Tropical Area

Nowadays, it is of great interest to know and forecast the solar energy resource that will be constantly available in order to optimize its use. The generation of electrical energy using CSP (concentrated solar power) plants is mostly affected by atmospheric changes. Therefore, forecasting solar irradiance is essential for planning a plant’s operation. Solar irradiance/atmospheric (clouds) interaction studies using satellite and sky images can help to prepare plant operators for solar surface irradiance fluctuations. In this work, we present three methodologies that allow us to estimate direct normal irradiance (DNI). The study was carried out at the Solar Irradiance Observatory (SIO) at the Geophysics Institute (UNAM) in Mexico City using corresponding images obtained with a sky camera and starting from a clear sky model. The multiple linear regression and polynomial regression models as well as the neural networks model designed in the present study, were structured to work under all sky conditions (cloudy, partly cloudy and cloudless), obtaining estimation results with 82% certainty for all sky types