Estimation of the particle size distribution of colloids from multiangle dynamic light scattering measurements with particle swarm optimization

In this paper particle Swarm Optimization (PSO) algorithms are applied to estimate the particle size distribution (PSD) of a colloidal system from the average PSD diameters, which are measured by multi-angle dynamic light scattering. The system is considered a nonlinear inverse problem, and for this reason the estimation procedure requires a Tikhonov regularization method. The inverse problem is solved through several PSO strategies. The evaluated PSOs are tested through three simulated examples corresponding to polysty-rene (PS) latexes with different PSDs, and two experimental examples obtained by simply mixing 2 PS standards. In general, the evalu-ation results of the PSOs are excellent; and particularly, the PSO with the Trelea’s parameter set shows a better performance than other implemented PSOs.Fil: Vega, Jorge Ruben. Universidad Tecnológica Nacional. ArgentinaFil: Clementi, Luis Alberto. Universidad Tecnológica Nacional. ArgentinaPeer Reviewe

Una Herramienta Computacional Gráfica para el Modelado y la Simulación Dinámica de Sistemas Informáticos

Se presenta una herramienta computacional de carácter gráfico que permite modelar un sistema informático (SI) y simular su comportamiento dinámico. La herramienta está compuesta por tres clases de módulos: de generación, de atención, o de encaminamiento de trabajos. Los diferentes módulos intercambian flujos de trabajo, y se comportan como centros dinámicos o estáticos. Los centros dinámicos se modelan matemáticamente por medio de ecuaciones diferenciales ordinarias; y los centros estáticos a través de ecuaciones algebraicas. La estructura gráfico/modular con que se dota a cada centro permite su interconexión para construir módulos de mayor jerarquía, destinados a modelar componentes o dispositivos de un SI más complejo. La metodología de modelado y simulación propuesta permite predecir la evolución temporal de las principales variables asociadas con cada dispositivo del SI, y provee resultados de estado estacionario coincidentes con los obtenidos a través de algoritmos clásicos. La herramienta es útil para evaluar la "performance" de un SI, y es fácil de utilizar en un curso universitario de grado.Fil: Vega, Jorge Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

Demand response strategy applied to planning the operation of an air conditioning system: Application to a medical center

Large air conditioning systems, such as those used in shopping and health centers, typically demand high amounts of energy. Several air conditioning technologies and energy management strategies seek to minimize consumption to reduce billing expenses and improve system efficiency. This work proposes a demand response framework to plan the daily operation of an air conditioning system with the aim of minimizing the energy cost and guaranteeing thermal comfort. The framework includes an electrical-analogous thermal model, the formulation of the energy optimization problem with thermal and electrical constraints. The ISO 7730 standard is used to evaluate thermal comfort. The approach is applied to the air conditioning system of a radiotherapy and medical imaging center in Argentina. The optimization problem is solved through a genetic algorithm. To evaluate the strategy, two scenarios with different power demands are proposed: Case 1 (with demands lower than 300 kW) and Case 2 (with a peak demand greater than 300 kW). The results are compared with those obtained from an on-off strategy control with hysteresis. Penalties for large demands are avoided in Case 2, and therefore an economic saving of ≅ 16.8% is achieved. The thermal comfort is improved in both cases, with thermal cost reduction of 40.6% and 29.2% for Cases 1 and 2, respectively.Fil: Bragagnolo, Sergio Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Tecnologica Nacional. Facultad Regional Cordoba. Centro de Investigacion Desarrollo y Transferencia de Ingenieria En Energia Electrica.; ArgentinaFil: Schierloh, R. M.. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Paraná; ArgentinaFil: Vega, Jorge Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Vaschetti, Jorge Carlos. Universidad Tecnologica Nacional. Facultad Regional Cordoba. Centro de Investigacion Desarrollo y Transferencia de Ingenieria En Energia Electrica.; Argentin

New contributions to non linear process monitoring through kernel partial least squares

The kernel partial least squares (KPLS) method was originally focused on soft-sensor calibration for predicting online quality attributes. In this work, an analysis of the KPLS-based modeling technique and its application to nonlinear process monitoring are presented. To this effect, the measurement decomposition, the development of new specific statistics acting on non-overlapped domains, and the contribution analysis are addressed for purposes of fault detection, diagnosis, and prediction risk assessment. Some practical insights for synthesizing the models are also given, which are related to an appropriate order selection and the adoption of the kernel function parameter. A proper combination of scaled statistics allows the definition of an efficient detection index for monitoring a nonlinear process. The effectiveness of the proposed methods is confirmed by using simulation examples. Keywords: KPLS Modeling, Fault Detection, Fault Diagnosis, Prediction Risk Assessment, Nonlinear Processes.Fil: Vega, Jorge Ruben/ Universidad Tecnològica Nacional. ArgentinaPeer Reviewe

Alternativas para Mejorar la Eficiencia Energética de un Complejo Industrial Aprovechando calores residuales y Energía Fotovoltaica

En este trabajo se propone un modelo simplificado para el sistema energético de un complejo industrial petroquímico autoabastecido mediante cogeneración. El modelo se parametriza con datos disponibles en el complejo y se usa para evaluar el impacto de la incorporación de fuentes alternativas en su matriz energética. En este sentido, se analizan tres alternativas de configuración para el sistema energético actual del predio. Se propone aprovechar calores residuales con generadores eléctricos basados en ciclos Rankine orgánicos y energía solar con generadores fotovoltaicos. Luego se consideran distintas alternativas de penetración de estos recursos en base a factores ambientales de la zona y se comparan los resultados con el desempeño de la configuración actual. Se concluye que, al considerar otros recursos disponibles en el predio, es posible mejorar la eficiencia del sistema, diversificar su matriz energética y reducir el impacto ambiental.Fil: Sangoi, Emmanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Vega, Jorge Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Clementi, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

Impacto de los Vehículos Eléctricos sobre la Red de Distribución. Análisis bajo distintos modos de operación

Electric mobility is a sustainable alternative that allows the reduction of energy consumption and the emission of polluting gases with respect to conventional mobility. There are projections that predict an increase in the use of electric vehicles. Thus, several lines of research deal with the characteristics of the integration of these new demands and the effects that will occur on electrical systems. The main goals of this paper are: (i) to determine the impact of a moderate insertion of public charging points on the network; (ii) to evaluate the penetration level of EVs of residential users for slow and semi-fast home charging modes (G2V), according to restrictions of operation variables from the grid; and (iii) to propose some management strategies for controlled recharging and the dual function of charging and supplying energy from the electric vehicles to the grid through their storage batteries (V2G). The obtained results show that the moderate incorporation of public charging points does not significantly affect the operability of the network. Furthermore, it is shown that the controlled recharging of electric vehicles manages to reduce the negative impacts on the electrical system under study, allowing higher levels of insertion and/or delaying investments in the electrical infrastructure. An operation mode with energy from the electric vehicles to the grid would allow displacing the peak generation characterized by its high levels of pollution. Nevertheless, this mode of operation makes the system more susceptible to operating within inadmissible ranges.La movilidad eléctrica es una alternativa sustentable que permite disminuir el consumo energético y la emisión de gases contaminantes con respecto a la movilidad convencional. Existen proyecciones que predicen un aumento del uso de vehículos eléctricos. Con esto se crean diversas líneas de estudio relacionadas a inferencias sobre las características de la integración de esta nueva demanda y sobre los efectos que generará en los sistemas eléctricos. Entonces, en el presente trabajo se proponen como principales objetivos: (i) determinar el impacto en la red de una inserción moderada de puntos de recarga públicos; (ii) evaluar el nivel de penetración de EVs de usuarios residenciales para modos de carga (G2V) domiciliaria lenta y semirrápida, según restricciones de variables de operación de la red; y (iii) proponer estrategias de gestión de la recarga controlada y la función dual de carga y aporte de energía a la red de los EVs a través de sus baterías de almacenamiento (V2G). Los resultados obtenidos muestran que la incorporación moderada de puntos de recarga públicos no afecta significativamente la operatividad de la red. Además, se muestra que la recarga controlada de los vehículos eléctricos logra disminuir los impactos negativos en el sistema eléctrico bajo estudio permitiendo mayores niveles de inserción y/o retrasando inversiones en infraestructura eléctrica. Un modo de operación con aporte de energía desde los vehículos eléctricos hacia la red permitiría desplazar generación de punta caracterizada por sus altos niveles de contaminación. Aun así, este modo de operación torna al sistema más susceptible a operar dentro de rangos inadmisibles

Evaluación Económica de Micro-redes Eléctricas con Generación Renovable

Argentina debe incrementar la incorporación de energía renovable a su matriz energética y simultáneamente generar estrategias eficientes para su gestión. En tal sentido, las microrredes eléctricas permiten enfrentar los desafíos técnicos asociados a la gestión de energía orientada a compensar la baja predictibilidad de la generación debido a la elevada variabilidad de las fuentes renovables. Este trabajo analiza la viabilidad económica de instalar dos microrredes (con aporte de energía renovable), de interés para la región Litoral-Centro de Argentina. El primer caso analizado consiste en alimentar un aserradero aislado. El segundo caso es una propuesta de interés para que un gran usuario (más de trescientos kilowatts ?300 kW? de potencia instalada) cumpla de manera rentable su obligación de autogenerar energía renovable utilizando una turbina hidrocinética de río para abastecer un sector de alumbrado público. Se utiliza Homer Pro para dimensionar en forma óptima los componentes de la microrred y para simular su desempeño eléctrico y económico a lo largo de su vida útil. Los resultados son prometedores para la región considerando los recursos disponibles en el Litoral argentino.Fil: Godoy, José Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Schierloh, R. M.. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Paraná; ArgentinaFil: Vega, Jorge Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

A Double-Auction Mechanism for Distribution of Electrical Supply Capacities among Enterprises of an Industrial Park

Typically, an industry contracts a given electrical supply capacity to the energy distribution company for a relatively long time period. Such kind of contract is often expensive for the industry, because large supply capacities must be considered in order to avoid penalty fees due to an eventually high peak power demand that could occur even along a short time period. This paper proposes a dynamic strategy for simultaneously assigning the price and the fraction of power supply capacity to every industry located in an industrial park. The assignment strategy aims at reaching a joint benefit for all the involved enterprises (i.e., the industries and the energy distribution company). The proposed procedure involves 3 sequential algorithms. The strategy for supply capacity re-assignment is based on a double-auction mechanism, which can be applied at time periods of arbitrary duration. The proposal is evaluated on the basis of two synthetic examples that involve different number of industries and electric power consumptions.Fil: Rocchi, Ariel Mariano. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Rafaela; ArgentinaFil: Fernández, Érica Soledad. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Santa Fe; ArgentinaFil: Vega, Jorge Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

Synthesis and characterization of carboxyl and acetal latexes by emulsion polymerization. Application to the production of latex-protein complexes for detecting chagas disease

Monodisperse polymer particles with carboxyl and acetal functionalities were synthesized through a two-step emulsion polymerization process. In the first step, latex particles were synthesized by batch emulsion polymerization of styrene (St); and in the second step, the functional monomers (methacrylic acid or acrolein diethyl acetal) were copolymerized with St onto the previously formed polystyrene particles. The synthesized “core-shell” latexes were used as support for their sensitization (by covalent coupling) with two antigenic recombinant proteins of Trypanosoma cruzi (RP1 and CP1). Polymer latexes and latex-protein complexes were characterized by measuring their colloidal stability, average particle size, shell thickness and protein thickness through conductimetric titration, dynamic light scattering, turbidimetry and scanning electron microscopy.Fil: Garcia, Valeria Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química; ArgentinaFil: Gonzalez, Veronica Doris Guadalupe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química; ArgentinaFil: Vega, Jorge Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química; ArgentinaFil: Marcipar, Ivan Sergio. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas. Instituto de Tecnología Biologica; ArgentinaFil: Gugliotta, Luis Marcelino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química; Argentin

Information-weighted constrained regularization for particle size distribution recovery in multiangle dynamic light scattering

In particle size measurement with dynamic light scattering (DLS), it is difficult to get an accurate recovery of a bimodal particle size distribution (PSD) with a peak position ratio less than ~2:1, especially when large particles (>350nm) are present. This is due to the inherent noise in the autocorrelation function (ACF) data and the scarce utilization of PSD information during the inversion process. In this paper, the PSD information distribution in the ACF data is investigated. It was found that the initial decay section of the ACF contains more information, especially for a bimodal PSD. Based on this, an information-weighted constrained regularization (IWCR) method is proposed in this paper and applied in multiangle DLS analysis for bimodal PSD recovery. By using larger (or smaller) coefficients for weighting the ACF data, more (or less) weight can then be given to the initial part of the ACF. In this way, the IWCR method can enhance utilization of the PSD information in the ACF data, and effectively weaken the effect of noise at large delay time on PSD recovery. Using this method, bimodal PSDs (with nominal diameters of 400:608 nm, 448:608 nm, 500:600 nm) were recovered successfully from simulated data and it appears that the IWCR method can improve the recovery resolution for closely spaced bimodal particles. Results of the PSD recovery from experimental DLS data confirm the performance of this method.Fil: Xu, Min. Shandong University Of Technology; ChinaFil: Shen, Jin. Shandong University Of Technology; ChinaFil: Thomas, John C.. Shandong University Of Technology; ChinaFil: Huang, Yu. Group Scientific Pty Ltd; AustraliaFil: Zhu, Xinjun. Shandong University Of Technology; ChinaFil: Clementi, Luis Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Vega, Jorge Ruben. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin