Diagnostic system failure functional fuel cells through virtual instrumentation and signal processing

Emilio Contreras, Universidad APEC, República Dominicana; Yrvin Rivera, Universidad APEC, República Dominicana; Alvin Rodríguez, Universidad APEC, República Dominicana.Este proyecto de investigación se fundamenta en las Celdas de Combustibles (CC) de membrana de intercambio protónico (PEM), como elemento de producción de energía renovable limpia. En este trabajo de investigación se espera desarrollar algoritmos y técnicas que permitan hacer diagnósticos sobre los fallos que presentan en su funcionamiento las celdas, los cuales no son predecibles. Se plantea que, mediante el uso de software y hardware, se puede caracterizar y generar un modelo capaz de simular el comportamiento electroquímico de la celda de combustible. Para lograr estos objetivos formulados se instalará una celda de 4.5 kW en un área dedicada exclusivamente para estudiar el comportamiento bajo condiciones controlables de los parámetros de funcionamiento de la celda. Los resultados de las pruebas serán capturados utilizando instrumentación virtual y registrada en una base de datos integrada a un sistema computacional, los cuales servirán para diseñar y validar el modelo que define la celda. Como estrategia metodología esta investigación se divide en tres etapas; de las cuales, este trabajo aborda las dos primeras etapas con sus resultados y se plantea la tercera como una expansión futura. Los resultados esperados son: la creación de un Centro de energía renovable localizado en el Campus de Ingeniería de la Universidad APEC, la instalación de la celda de combustible instalada y el diseño de la instrumentación virtual para la captura de información que permitan validar los hallazgos de los estudios sobre las fallas funcionales de la celda PEM. // Abstract: This research project is based on fuel cells (FC) of proton exchange membrane (PEM), as an element of production of clean renewable energy. In this research is expected to develop algorithms and techniques to make diagnoses on the failures that occur in the cells operation, which are not predictable. It is stated that by using software and hardware, can be characterized and generate a model that can simulate the electrochemical behavior of the fuel cell. To achieve these objectives formulated a cell of 4.5 kw will be installed on a dedicated exclusively to study the behavior under controlled conditions of the operating parameters of the cell area. The test results will be captured using virtual instrumentation and recorded in a database integrated with a computer system which will be used to design and validate the model that defines the cell. As a strategy this research methodology is divided into three stages, this paper addresses the first two stages with their results and the third is planned as a future expansion. Expected results at this stage are: the establishment of a Renewable Energy Center located on the campus of Engineering at the University APEC, the installation of the fuel cell, the design and installation of virtual instrumentation to capture information to validate the findings of studies on the functional failures of the PEM cell.Universidad APEC (UNAPEC)

DEPOSITIONAL AND PALEOENVIRONMENTAL SETTINGS OF CRETACEOUS LIMESTONES IN THE GREATER ANTILLES

The first part of this research examines uncertainties surrounding the middle Cretaceous Antillean rudist biostratigraphy from fossiliferous limestones in the Greater Antilles and adds chemostratigraphic controls to constrain their stratigraphic ranges. In particular, this study shows the practical uses of strontium isotope stratigraphy in tectonically complex areas that lack good biostratigraphic controls. Our results show similar strontium isotope (87Sr/86Sr) derived ages from the middle Cretaceous rudist specimens collected in Puerto Rico (112.43Ma), the Dominican Republic (112.62 Ma) and Jamaica (112.68 Ma). Moreover, these derived ages agree with the presumed depositional age of related rudist taxa from the Gulf of Mexico (114.03-111.55 Ma). Strontium isotope stratigraphy is also used to constrain the depositional age of the Late Cretaceous rudist assemblage from southwestern Puerto Rico. The 87Sr/86Sr derived numerical ages (84.45Ma) from these rudist specimens are consistent with the inferred stratigraphic range of related rudist taxa from Jamaica. In this study we present the first Aptian/Albian Antillean carbon isotope (d13C) chemostratigraphy from the Hatillo Limestone in the Dominican Republic with age control provided by 87Sr/86Sr derived ages, published ammonite, rudist, and foraminiferal biostratigraphy, and U/Pb zircon dates. The Antillean d13C profiles provide insights into middle Cretaceous ocean circulation within the Caribbean and Circum-Caribbean regions. The second part of this research examines the uncertainties surrounding the response of tropical oceans to Cretaceous greenhouse conditions and the effects of enhanced evaporation to calcite d18O signatures. For this study, the analyzed material consisted of Late Cretaceous rudist specimens collected in southwestern Puerto Rico. Fluid inclusions from marine cements precipitated within the inner cavities of rudists were used to derive paleosalinities (35.3 to 41.2 ppt). The effect of these salinities on the calcite d18O values was evaluated using temperature and salinity reconstructions based on the Railsback et al. (1989) model. The scenarios used to calculate sea surface temperatures resulted in paleotemperatures of up to 6°C higher than present day conditions. These results suggest that enhanced evaporative conditions dominated the paleotropics, and agree with global circulation and mass balance models, which predict warmer and saline conditions for tropical and sub-tropical regions during the Cretaceous. The final chapter of this dissertation explores the socioeconomic effect of present and future Caribbean reef degradation and utilizes the knowledge gained in this and other studies to suggest approaches for mitigation. During the Cretaceous, reef ecosystems experienced a major ecological shift that included domination by rudist bivalves and scleractinian corals during the Early Cretaceous and by rudist bivalves during the middle to Late Cretaceous. The Cretaceous ecological shift, however, took approximately 30 Ma to happen, while the current warming rates for tropical oceans suggest that the temperature tolerance of corals will be exceeded within a few decades. Because the timing for genetic adaptation is longer than the rate of climate change and global warming, the genetic mapping of corals and bivalve should be a priority in order to create heat resistant coral stocks

Biomethane production kinetics during the anaerobic co‑digestion of Sargassum spp. and food waste using batch and fed‑batch systems in Punta Cana, Dominican Republic

Collecting Sargassum spp. biomass and using it for the generation of renewable energy is a sustainable approach to mitigate the costs associated to this weed management. The biomethanation of this algal biomass with other organic waste to produce biogas promotes the integrated sustainable management of these materials while generating gaseous fuel for the tourism industry. The purpose of this work is to determine the percentage Sargassum spp. biomass during the anaerobic co-digestion of this brown algae with food waste that results in the best biogas composition, methane yield, production kinetics, and digestate. The biomethanation was conducted in 1200 L fed-batch and bench scale batch biodigestors and the kinetic parameters were estimated using the modified Gompertz model. The methane yield of Sargassum spp. and food waste combinations in 0.58 OLR at fed batch and 15 g/L organic load at batch were comparable. The methane yield produced in the 100% Sargassum spp. fed-batch anaerobic biodigester was 101.3 ± 23.6 N. L CH4/ kg, but up to 615.5 ± 78.4 N. L CH4/ kg in the 45% Sargassum spp. / 55% food waste biodigestor. The anaerobic co-digestion of Sargassum spp. and food waste in the batch system showed methane production rates as high as 14.6 ± 0.3 N.L CH4/ kg.day. Higher H2S were detected in the biogas of the biodigesters fed with larger percentages of the Sargassum spp. with more than 5000 ppm during monodigestion. Our results suggest that 55% Sargassum spp. and 45% food waste are the most promising feed combination under the studied conditions for the anaerobic co-digestion of these feedstock at larger scale

Estudio de caso transformación de sargazo y desechos orgánicos en energía limpia

Alvin Rodríguez Cuevas es Doctor en Diseño e Ingeniería de Procesos y Productos Industriales, de la Universidad de La Rioja, España. Es egresado de la Carrera de Ingeniería Industrial, Cum Laude, de la Universidad APEC (Unapec); y tecnólogo en electrónica industrial, mención digital, del Instituto Politécnico Loyola. Actualmente se desempeña como director de Investigación, en la Unapec. Ha trabajado varias líneas de investigación: energías renovables, cambio climático y gestión de residuos, entre otras. También ha realizado investigaciones sobre diferentes temas: celdas de combustibles con hidrógeno para la generación de energía limpia, diseño de estructuras autóctonas para invernaderos, producción de biogás mediante sargazo y desechos sólidos, entre otras. Participó como exponente en el Congreso XIV LACCEI International Multi-Conference for Engineering, Education and Technology, Costa Rica, 2015; y fue asesor del trabajo publicado en LACCEI DEL 2017 con el tema “Diseño de un SGC basado en la Norma ISO 9001:2015 en Global Pack, S. R. L”. Fue seleccionado como evaluador de LACCEI 2020.// Emín Rivera es Ingeniero Electrónico, egresado de la Universidad APEC (Unapec). Tiene más de veinte años impartiendo docencia y más de treinta mil horas servidas en aula. Ha desarrollado diversos emprendimientos, entre ellos una empresa dedicada al diseño de soluciones de automatización donde se desarrollaron productos comerciales bajo la marca Onosis; así como el diseño y comercialización de un inversor de onda corregida utilizando un microcontrolador como elemento único de control y generación de señal de oscilación. Desde 2004 y por trece años coordinó las investigaciones de la Escuela de ingeniería de Unapec; en 2008 fue el investigador principal de una propuesta para integrar las tecnologías fotovoltaica e hidroneumática en un equipo de baja potencia capaz de generar y almacenar energía eléctrica; en la actualidad colabora con el desarrollo de un ecosistema de investigación, innovación, transferencia tecnológica y emprendimiento de Unapec, con la colaboración de Israel. Desde enero del 2018 se desempeña como decano de Ingeniería e Informática de Unapec. Ha asesorado diferentes trabajos de grado y en los últimos cinco años se ha desempeñado como asesor principal de seis trabajos publicados por los congresos de Laccei. Fue asesor del grupo que inició la empresa Xolutronic, con impacto importante en el diseño y desarrollo de hardware a nivel nacional y creadora del dispositivo Passfort, ganador de Kickstater, con impacto internacional. También asesoró al primer grupo de estudiantes que participó en el concurso Tecnología Apropiada de Onapi, el cual quedó entre los diez primeros lugares.//José Antonio Gil Sánchez es ingeniero industrial con Maestría en Finanzas, del Rochester Institute of Technology, Nueva York. Actualmente está como doctorante en Administración Gerencial, con foco en innovación y emprendimiento, en la Universidad APEC (Unapec). Se desempeña como director del Centro de Emprendimiento de la Unapec, y como profesor en colegios de grado y posgrado de varias universidades nacionales. Ha emprendido diferentes proyectos de negocios y proyectos sociales, y actualmente apoya el desarrollo del ecosistema de emprendimiento e innovación de la Universidad APEC.La visión de la Universidad APEC (Unapec) se enfoca en ofrecer respuestas a las problemáticas nacionales, mediante la investigación científica. La finalidad de este estudio es plantear el uso de las algas marinas (sargazo) y de desechos orgánicos como materia prima (biomasa), para la producción de biogás. Este trabajo de investigación se realizó con el apoyo de expertos internacionales en el área, como la empresa Maof, de Israel, así como del sector turístico privado y del sector público dominicanos, que conformaron un proyecto multisectorial que ofrece un enfoque holístico para la gestión del sargazo y los residuos sólido

Composición de la comunidad de mamíferos grandes, roedores y quirópteros en diferentes subsistemas y obras de conservación de agua en cuatro sub-cuenca del norte de Nicaragua

La riqueza y diversidad de especies son propiedades emergentes de las comunidades biológicas y comúnmente son utilizadas para describir taxonómicamente , para determinar su distribución y presencia, para evaluar sus respuestas a las perturbaciones ambientales y para establecer planteamientos contemporáneos de conservación (Magurran, 1988; Gaston, 1996; Rosenstock et al., 2002).Esta investigación tiene por objeto evaluar la composición de la comunidad de mamíferos grandes, roedores y quirópteros en diferentes subsistemas y obras de conservación de agua en cuatro microcuencas del norte de Nicaragua. Se seleccionaron 6 sistemas de captación de agua (manantial y escorrentía) en cada microcuenca, colocando 10 trampas tipo Sherman para la captura de roedores, además se utilizaron cuatro redes de niebla para el estudio de quirópteros siguiendo la metodología de Brower et al (11). Las horas de muestre fueron de 6:00 pm a 10:00 pm de cada noche. Como resultado Se lograron identificar 244 individuos distribuidos 29 especies de mamíferos repartidos en 15 familias todas estas especies de mamíferos que fueron encontradas en las distintas cosechas de agua manantial y escorrentía. Las microcuencas que registraron mayor riqueza fueron Santo Domingo y Paluncia ambas obtuvieron 17 especies, seguido de estas El Espinal con 15 y con menor índice de riqueza Gualiqueme registrando 13. Para un total de 244 individuos

Understanding employees’ energy saving in the workplace : DR and the Philippines’ realities

Understanding how employees act at work to save energy and the meaning for sustainability and environmental protection is essential. This research aimed to analyze the influences of Subjective Norms (SN), Descriptive Norms (DN), and Environmental Knowledge (EK) on employees’ intention to save energy (ISE) in the Philippines (PH) and the Dominican Republic (DR). The effects of SN, DN, and EK on ISE were evaluated by comparing two developing countries and the mediation effect of EK on the relationship between DN, SN, and ISE. Confirmatory factor analysis (CFA), followed by structural equation modeling and path analysis based on samples collected from employees from DR (340) and PH (339), was performed. Also, construct convergent and discriminant validity were assessed using composite reliability, maximal reliability, average variance extracted, and maximum shared variance. The findings of this study indicate that SN influences ISE positively among employees in PH (β = 0.15, p < 0.05) but not among employees in DR. Descriptive Norms positively influence ISE among employees in PH (β = 0.47, p < 0.01) and DR (β = 0.27, p < 0.01), while EK has a positive and significant influence on the ISE among employees in PH (β = 0.22, p < 0.01) and not in DR. There is a partial mediation effect between SN and EK on ISE when EK is the mediator in PH, and no mediation effects for RD. The intention to save energy is significant in economic terms because reducing energy consumption can help decrease energy costs and improve business profitability and competitiveness; in social terms, it can reduce energy consumption worldwide and improve social health, reducing gas emissions and pollution

Relatório Diagnóstico sobre o ensino superior e a ciência pós-covid-19 na Ibero-América : perspectivas e desafios 2022

O principal impacto no ensino a partir da declaração da pandemia foi a transição urgente e não planejada para modalidades de ensino remoto de emergência. A pandemia chegou e surpreendeu os países e instituições de ensino superior com capacidades diferentes para o desenvolvimento do ensino remoto de emergência e isso se refletiu nos resultados desiguais e nos desafios que tiveram que superar. Inicialmente apresentada como breve, a suspensão da presencialidade em muitos países da região ultrapassou 40 semanas e é o período sem aulas presenciais mais longo do mundo. A primeira reação das instituições foi criar comitês de crise para lidar com a emergência e garantir a continuidade do ensino de forma remota. A pandemia da covid-19 obrigou asinstituições universitárias a empreenderem esforços institucionais, acadêmicos,tecnológicos, etc., que não estavam em suas agendas e para os quais, em muitos casos,não houve preparação prévia. Esses esforços não foram apresentados de forma equilibrada no panorama regional. Embora as universidades da região já utilizassem plataformas virtuais de apoio ao ensino e à aprendizagem antes da pandemia, a maioria não eram propostas institucionais, mas sim iniciativas individuais. Esta foi a base para a continuidade da aprendizagem durante a emergência, e como a suspensão da presencialidade durou mais tempo, as instituições foram fortalecendo as propostas pedagógicas remotas de emergência no nível institucional, incorporando ferramentas e capacitação de professores. No nível institucional, para favorecer a continuidade da aprendizagem, as universidades não propuseram uma metodologia única, deixando para o pessoal docente a decisão sobre o uso das salas de aulas virtuais. Nelas, foram ministradas a maioria das aulas on-line sincronizadas, pelo menos em um primeiro momento. Embora os esforços das IES para oferecer apoio à comunidade universitária para garantir a continuidade da aprendizagem nas melhores condições possíveis sejam evidentes, havia limitações tecnológicas, tanto em termos de conectividade quanto de equipamentos, que nem sempre puderam ser cobertas. Também foram evidenciadas limitações pedagógicas, apesar do empenho para desenvolver competências básicas nos professores, visando facilitar o uso das possibilidades da educação a distância; e, por último, limitações socioemocionais, com esforços institucionais para reduzir a ansiedade e o stress gerados pelo isolamento e a desconexão social. A função de P&D universitária produziu um duplo movimento: por um lado, parou o planejamento e as ações em desenvolvimento até o surgimento da pandemia e, por outro, teve que disponibilizar e redirecionar recursos para produzir conhecimento sobre o SARS-CoV-2 e a covid-19, bem como para produzir recursos tecnológicos e auxiliar o sistema de saúde na prevenção do contágio, e no atendimento aos doentes e aos efeitos psicossociais da pandemia. As ações dos atores universitários para a contenção epidemiológica quanto à produção tecnológica e de conhecimento, são muito relevantes. Em alguns casos, surgiram de iniciativas institucionais nas IES com um histórico de capacidade de intervenção sociocomunitária e de articulação com o setor produtivo. Nesse sentido, as decisões políticas implementadas e os resultados obtidos foram, em maior ou menor grau, produto da articulação dos setores científicos e governamentais. No campo das IES, foram realizados muitos estudos e pesquisas sobre a SARS-CoV-2, a covid-19, a pandemia e seus efeitos em diferentes campos disciplinares. Em muitos casos, os esforços institucionais foram orientados para a produção e disponibilidade de recursos tecnológicos ou dispositivos de apoio social, especialmente para lidar com os efeitos dos processos do confinamento e luto pessoal. As pesquisas que não estão ligadas à covid-19 ou que não puderam ser mantidas foram adiadas em muitos países e podem enfrentar severas restrições para sua continuidade. Este risco é maior nas universidades dos países mais pobres que dependem de agências doadoras para o financiamento

Informe diagnóstico sobre la educación superior y la ciencia post COVID-19 en Iberoamérica : perspectivas y desafíos de futuro 2022

El principal efecto en la enseñanza a partir de la declaración de la pandemia fue la transición urgente y sin planificación previa a modalidades de enseñanza remota de emergencia. La desigual capacidad para el desarrollo de enseñanza remota de emergencia con que la pandemia sorprendió a países e instituciones del nivel superior, tiene su correlato en los desiguales resultados y los desafíos que tuvieron que superar. La supresión de la presencialidad, que se presentó inicialmente como breve, en muchos países de la región, superó las 40 semanas y se trata del cierre más prolongado a nivel mundial. La primera reacción de las instituciones fue la conformación de comités de crisis para hacer frente a la emergencia y garantizar la continuidad de la enseñanza de manera remota. La pandemia COVID-19 obligó a que las instituciones universitarias llevaran adelante una serie de esfuerzos institucionales, académicos, tecnológicos, etc., que no estaban en sus agendas y para los cuales, en muchos casos, no había preparación previa. Estos esfuerzos no se presentaron de manera equilibrada en el panorama regional. Si bien las universidades de la región utilizaban plataformas virtuales de apoyo a la enseñanza desde antes de la pandemia, estas no eran en su mayoría propuestas institucionales, sino iniciativas individuales. Esta fue la base de la continuidad pedagógica durante la emergencia y a medida que el cierre de la presencialidad se prolongó, las instituciones fueron fortaleciendo las propuestas pedagógicas remotas de emergencia a nivel institucional, incorporando herramientas e instancias de formación docente. Para favorecer la continuidad pedagógica, las universidades a nivel institucional no propusieron una única metodología, dejando estas decisiones de uso de las aulas virtuales al profesorado, desde donde se dictaron mayoritariamente clases sincrónicas virtualizadas, al menos en una primera instancia. Si bien se evidencian los esfuerzos de las IES para ofrecer soporte a la comunidad universitaria con el objetivo de garantizar la continuidad pedagógica en las mejores condiciones, existen limitaciones de orden tecnológico, ya sea de conectividad o equipamiento, que no siempre han podido ser cubiertos. También se evidenciaron limitaciones de orden pedagógico, pese a los esfuerzos destinados a desarrollar las competencias básicas en los docentes para facilitar el aprovechamiento de las posibilidades de la educación a distancia; y, finalmente, de orden socioemocional, con esfuerzos institucionales tendientes a reducir la ansiedad y el estrés que el aislamiento y la desconexión social generaron

Impact of COVID-19 on cardiovascular testing in the United States versus the rest of the world

Objectives: This study sought to quantify and compare the decline in volumes of cardiovascular procedures between the United States and non-US institutions during the early phase of the coronavirus disease-2019 (COVID-19) pandemic. Background: The COVID-19 pandemic has disrupted the care of many non-COVID-19 illnesses. Reductions in diagnostic cardiovascular testing around the world have led to concerns over the implications of reduced testing for cardiovascular disease (CVD) morbidity and mortality. Methods: Data were submitted to the INCAPS-COVID (International Atomic Energy Agency Non-Invasive Cardiology Protocols Study of COVID-19), a multinational registry comprising 909 institutions in 108 countries (including 155 facilities in 40 U.S. states), assessing the impact of the COVID-19 pandemic on volumes of diagnostic cardiovascular procedures. Data were obtained for April 2020 and compared with volumes of baseline procedures from March 2019. We compared laboratory characteristics, practices, and procedure volumes between U.S. and non-U.S. facilities and between U.S. geographic regions and identified factors associated with volume reduction in the United States. Results: Reductions in the volumes of procedures in the United States were similar to those in non-U.S. facilities (68% vs. 63%, respectively; p = 0.237), although U.S. facilities reported greater reductions in invasive coronary angiography (69% vs. 53%, respectively; p < 0.001). Significantly more U.S. facilities reported increased use of telehealth and patient screening measures than non-U.S. facilities, such as temperature checks, symptom screenings, and COVID-19 testing. Reductions in volumes of procedures differed between U.S. regions, with larger declines observed in the Northeast (76%) and Midwest (74%) than in the South (62%) and West (44%). Prevalence of COVID-19, staff redeployments, outpatient centers, and urban centers were associated with greater reductions in volume in U.S. facilities in a multivariable analysis. Conclusions: We observed marked reductions in U.S. cardiovascular testing in the early phase of the pandemic and significant variability between U.S. regions. The association between reductions of volumes and COVID-19 prevalence in the United States highlighted the need for proactive efforts to maintain access to cardiovascular testing in areas most affected by outbreaks of COVID-19 infection