Investigación & Desarrollo

REMOVAL OF ORGANIC MATTER FROM TEXTILE INDUSTRY WASTEWATER BY SYNTHESIZED POTASSIUM FERRATE

RESUMEN Se investigó el uso de ferrato de potasio sintetizado como opción de tratamiento para la remoción de la materia orgánica (DQO) y del color contenidos en aguas residuales de una planta teñidora y lavadora de telas. Los tintes orgánicos industriales usados en el proceso son: Reactive blue 19, Allura red y Reactive black 5. Como resultado de un diseño experimental a temperatura ambiente, se encontró una dosis óptima de ion ferrato de aproximadamente 90 mg-FeO4 2-/l a un pH = 7, condiciones que generaron una eficiencia de remoción de DQO disuelto de 82% La eficiencia de remoción de color fue mayor al 80% a pH = 7 y una dosis de ion ferrato de 120 mg/l. El proceso de coagulación-floculación tarda 21 min i.e. 1 min de agitación rápida y 20 min de agitación lenta y controlada a una velocidad de corte de 33 s-1. La velocidad de sedimentación crítica de los flóculos formados fue de 3,5 cm/min en las condiciones óptimas. Con esta velocidad se puede diseñar sedimentadores de una carga superficial de 50,4 m3/m2/d que es superior a los valores usados comúnmente en el diseño de sedimentadores en las plantas de clarificación de aguas destinadas al consumo humano. En conclusión, el estudio demuestra que el uso del ferrato de potasio como coagulante y oxidante, es efectivo para la remoción de la materia orgánica y la decoloración de aguas residuales provenientes de la industria textil.

ABSTRACT This study investigated the use of synthesized potassium ferrate as a treatment option for the removal of organic matter (COD) and color contained in wastewater from a fabric dyeing and washing plant. The industrial organic dyes used in the process are: Reactive blue 19, Allura red and Reactive black 5. As a result of an experimental design at room temperature, an optimal dose of ferrate ion of approximately 90 mg-FeO4 2-/l was found at a pH = 7, conditions that generated a removal efficiency of soluble COD of 82%. The color removal efficiency was greater than 80% at pH = 7 and a ferrate ion dose of 120 mg/l. The coagulation-flocculation process takes 21 min; i.e. 1 min of rapid agitation and 20 min of slow and controlled agitation at a shear rate of 33 s-1. The critical sedimentation velocity of the formed flocs was 3.5 cm/min under optimal conditions. With this velocity, settlers with a surface load of 50.4 m3/m2/d can be designed, which is higher than the values commonly used in the design of settlers in water clarification plants intended for human consumption. In conclusion, the study shows that the use of potassium ferrate as a coagulant and oxidant is effective for the removal of organic matter and the discoloration of wastewater from the textile industry.

DESIGN, PRODUCTION AND PLACEMENT OF HOT MIX ASPHALT WITH ADDITION OF WASTE PLASTICS - BOLIVIA CASE STUDY

ABSTRACT The management of municipal solid waste materials is a major problem for municipal authorities in Bolivia because of the excessive amounts that are generated, and the environmental problems related to it. Although valuable reusable materials can be found among the municipal waste, in Bolivia only 4% of these materials are recycled [1]. The addition of waste plastics to asphalt mixes is an excellent opportunity to reuse large amounts of plastics and obtain a better pavement performance. Therefore, this study analyzes the performance of asphalt mixes with addition of waste plastics and the modifications needed in the production and placement process. The addition of a new material to the asphalt mix may cause important changes in the mixture properties. Thereby, laboratory tests were conducted to define the appropriate proportion of plastic to be added to the mix. In this study, mixes with addition of Polyethylene Terephthalate (PET) and High-Density Polyethylene (HDPE) were analyzed by Marshall and IDEAL-CT tests. Better performance to permanent deformations and cracking tolerance has been found when adding 1% of PET to the asphalt mix, and properties were within specifications using up to 3% of PET. However, according to the tests results, the addition of HDPE is detrimental to the quality of the asphalt mix. Conventional asphalt plants do not consider the addition of a new material to the asphalt mix; therefore, modifications are needed in the production process. If the plastics are exposed to high temperatures, they can melt or degrade causing changes to the mix, damaging the equipment of the asphalt plant, or causing environmental problems. Thereby, the plastics must be added after the dryer drum section. These modifications have been made to an asphalt plant to build a test road in the city of El Alto, Bolivia and to analyze the construction process when using waste plastics.

RESUMEN La gestión de residuos sólidos municipales representa un problema importante para las autoridades municipales en Bolivia debido a las cantidades excesivas que se generan y los problemas medioambientales relacionados con ello. Entre los residuos municipales se pueden encontrar materiales de gran valor que pueden ser reaprovechados, sin embargo, sólo se recicla el 4% de estos materiales [1]. La adición de desechos plásticos a las mezclas asfálticas es una excelente oportunidad para reusar una gran cantidad de plásticos y obtener un mejor desempeño del pavimento. Por lo tanto, en este estudio se analiza el desempeño de mezclas asfálticas con adición de plástico y las modificaciones necesarias en los procesos de producción y colocado. La adición de un nuevo material a la mezcla asfáltica puede ocasionar importantes cambios en las propiedades de la mezcla. Debido a ello, se llevaron a cabo ensayos de laboratorio para definir la proporción adecuada de plástico a ser añadido a la mezcla. En este estudio, se analizaron mezclas con adición de Polietileno Tereftalato (PET) y Polietileno de Alta Densidad (PEAD) mediante ensayos Marshall e IDEAL-CT. Se encontró un mejor desempeño a deformaciones permanentes y tolerancia al agrietamiento al añadir 1% de PET a la mezcla asfáltica y se cumplieron las especificaciones empleando hasta 3% de PET, sin embargo, según los resultados de los ensayos, la adición de PEAD reduce la calidad de la mezcla asfáltica. Las operaciones convencionales de una planta asfáltica no consideran la adición de un nuevo material a la mezcla, por lo tanto, se deben realizar modificaciones en el proceso de producción. Si los plásticos son expuestos a temperaturas elevadas pueden llegar a fundirse o degradarse, causando cambios a la mezcla de diseño, dañando el equipo de la planta asfáltica o produciendo problemas medioambientales. Debido a ello, el plástico debe ser dosificado en una sección posterior al tambor de secado. Estas modificaciones se realizaron en una planta asfáltica con el objetivo de construir un tramo de prueba en la ciudad de El Alto, Bolivia y para analizar el proceso de construcción cuando se emplean plásticos de desecho.

EVALUATION OF ENERGY GENERATION FROM URBAN SOLID WASTE GASIFICATION IN COCHABAMBA - BOLIVIA

RESUMEN El manejo de residuos sólidos es un problema crítico para muchas ciudades en Bolivia. En este sentido, este trabajo pretende evaluar la factibilidad de una planta de generación de energía a través de la gasificación de residuos sólidos urbanos en la ciudad de Cochabamba. Este proceso de gasificación se modeló usando el método estequiométrico y se analizó diferentes escenarios en cuanto al contenido de humedad de los residuos, se consideró residuos sin contenido de humedad, para lo cual se requeriría un proceso de secado previo, hasta un escenario donde los residuos sólidos entran con su contenido original de humedad, el cual fue estimado en 43,5%. Considerando un flujo másico de residuos sólidos aprovechable de toda la ciudad de Cochabamba de 624,4 Ton/día, valor estimado para el año 2022, se determinó que la potencia producida estaría en un rango de 8 a 22 MW, dependiendo del grado de humedad de los residuos sólidos. Por otro lado, los proyectos de generación de energía son viables económicamente sin importar la humedad. Sin embargo, con residuos sólidos totalmente secos se obtiene un periodo de retorno de la inversión de 4 años, generando a partir de ese momento aproximadamente 20 millones de dólares de ahorro. Finalmente, también se realizó una simulación para el caso de una posible planta piloto, con un flujo de residuos reducido de 1,68 ton/día (70 kg/h). Se determinó que la potencia producida de esta planta piloto estaría en un rango de 25,56 a 70,08 kW, dependiendo el contenido de humedad de los residuos sólidos.

ABSTRACT Solid waste management is a critical problem for many cities in Bolivia. In this sense, this work aims to evaluate the feasibility of an electrical power plant that uses the gasification process of urban solid waste in the city of Cochabamba. This gasification process was modeled using the stoichiometric method and different scenarios were studied changing the humidity content, from 0% humidity (municipal solid waste totally dry) up to 43.5% humidity (the estimated amount of humidity of the municipal solid waste). Considering that Cochabamba produces approximately 624.4 ton/day of useful solid waste, it was found that it could be generated between 8 and 22 MW of power, depending of the level of humidity. On the other hand, it could be found that the project is economically viable regardless the humidity level. The best case scenario (0% humidity) provides an internal rate of return of investment of 4 years, generating from that moment 20 million dollars in savings. Finally, it was also modeled a potential pilot plant to handle a low flow rate of solid waste (70 kg/h). It was found that it could be generated between 25.56 and 70.08 kW, depending of the level of humidity.

ANALYSIS AND PROPOSAL FOR THE IMPLEMENTATION AND/OR COMPLEMENTATION OF REVERSIBLE HYDROELECTRIC POWER PLANTS IN BOLIVIA

RESUMEN En el Plan Eléctrico del Estado Plurinacional de Bolivia para el año 2025, en el marco de la expansión del sistema eléctrico boliviano, la Empresa Nacional de Electricidad (ENDE) ha propuesto la instalación de varias centrales hidroeléctricas y de energías renovables para atender la creciente demanda y eventualmente la exportación de electricidad. Sin embargo, las energías renovables no convencionales como la solar y la eólica, tienen desventajas, debido a la intermitencia en la generación, lo que provoca un desperdicio de energía, ya que la electricidad se genera en momentos donde la demanda es baja. Por esta razón, algunos países están buscando cómo almacenar energía. Una buena opción para cumplir este objetivo son las hidroeléctricas reversibles, que consiguen satisfacer la demanda energética en horas pico y almacenar energía en horas valle, ya que utilizan el exceso de energía para conducir el agua de un embalse inferior al superior mediante un sistema de bombeo. En este sentido, el trabajo presenta un estudio para construir y/o transformar centrales hidroeléctricas en centrales reversibles. Primero se seleccionó la central hidroeléctrica más adecuada (analizando las centrales ya construidas y las que están en proyectos) para transformarla a reversible mediante una serie de parámetros bien definidos. Después se realizó el diseño de la central hidroeléctrica reversible y se calculó las horas que esta debería funcionar en modo almacenamiento de energía para su adecuado funcionamiento. Además, se estimó el costo que tendría esta modificación de la central hidroeléctrica.

ABSTRACT In the Electric Plan of the Estado Plurinacional de Bolivia for the year 2025, the Empresa Nacional de Electricidad (ENDE) has proposed the installation of several hydroelectric and renewable energy plants to meet the growing demand and eventually the export of electricity. However, non-conventional renewable energies such as solar and wind energies have disadvantages, due to the intermittency in generation, which causes a waste of energy, since electricity is generated in moments where the demand is low. For this reason, some countries are researching energy storage. One good option for this purpose is the pump-storage hydroelectricity. In this sense, the work presents a study to build and/or transform hydroelectric plants into reversible plants. Firstly, the hydroelectric power station was selected (analyzing the plants already built and those that are in projects) through well-defined desired characteristics for a pump-storage hydroelectricity system. After this, the pump system was designed and the working hours were estimated in order to achieve the adequate energy storage according to the needs of energy demand in Bolivia.

HYDROLOGICAL MODEL IN THE ROCHA RIVER BASIN INCLUDING ENVIRONMENTAL FLOW GUIDELINES

RESUMEN En los últimos años, se ha notado que el ciclo del agua en el valle central de Cochabamba ha aumentado su variabilidad, debido al incremento de la demanda de agua por el crecimiento poblacional, el inadecuado manejo de recursos hídricos en la región y el aumento en la impermeabilización de suelos en las zonas metropolitanas por la expansión de la mancha urbana. Esto ha generado eventos extremos de manera frecuente e impredecible, afectando a la población de la zona. Es por esto que se busca analizar, de mejor manera, el comportamiento del agua cuantitativamente para así tomar medidas enfocadas en la reducción de eventos extremos. El área de estudio se ubica en la cuenca del río Rocha, una de las cuencas priorizadas por el Ministerio de Medio Ambiente y Agua de Bolivia. El objetivo de este estudio es la aplicación de productos combinados de sensores de precipitación a bordo de satélites con datos de pluviómetros terrestres y la modelación hidrológica con análisis de parámetros del caudal ecológico del río Rocha para mejorar el estudio de eventos extremos. Se utilizaron cuatro productos de precipitación con base satelital: CHIRPS, GSMaP, PERSIANN e IMERG y se utilizó un proceso de combinación por error relativo. Los productos generados se emplearon como entrada a un modelo hidrológico. Los mejores productos para usar el proceso de iteración son a escala temporal mensual CH5M (generado a partir de CHIRPS) con un valor de 99% de similitud y escala temporal diaria GS5D (generado a partir de GSMaP) con un valor del 90% de similitud. Los caudales simulados permitieron estimar la cantidad de agua disponible en las subcuencas, la cual fue comparada con las mediciones disponibles en la zona de estudio. Posteriormente, se determinaron los parámetros del caudal ecológico mediante la herramienta IHA para estudiar eventos extremos y lograr entender el comportamiento de la variación de los caudales. Los eventos simulados fueron comparados con eventos históricos reportados en la zona, encontrando similitud. Adicionalmente, la herramienta IHA facilita el análisis visual y tabular de los caudales bajo diversos escenarios. Estos resultados son útiles para proponer valores de caudales ecológicos en la cuenca del río Rocha en épocas de estiaje.

ABSTRACT In recent years, it has been noted that the water cycle in the central valley of Cochabamba has increased its variability, due to the increased demand for water due to population growth, the inadequate management of water resources in the region and the increase in the waterproofing of soils in metropolitan areas due to the expansion of the urban sprawl. This has generated extreme events frequently and unpredictably, affecting the population of the area. This is why we seek to better analyze the behavior of water quantitatively in order to take measures focused on reducing extreme events. The study area is located in the Rocha River basin, one of the basins prioritized by the Bolivian Ministry of Environment and Water. The objective of this study is the application of combined products of precipitation sensors on board satellites with data from terrestrial rain gauges and hydrological modeling with analysis of parameters of the ecological flow of the Rocha River to improve the study of extreme events. Four satellite-based precipitation products were used: CHIRPS, GSMaP, PERSIANN and IMERG and a relative error pooling process was used. The generated products were used as input to a hydrological model. The best products to use the iteration process are monthly timescale CH5M (generated from CHIRPS) with a value of 99% similarity and daily timescale GS5D (generated from GSMaP) with a value of 90% similarity. The simulated flows allowed us to estimate the amount of water available in the sub-basins, which was compared with the measurements available in the study area. Subsequently, the parameters of the ecological flow were determined using the IHA tool to study extreme events and to understand the behavior of the flow variation. The simulated events were compared with historical events reported in the area, finding similarities. Additionally, the IHA tool facilitates the visual and tabular analysis of flows under various scenarios. These results are useful to propose values of environmental flows in the Rocha river basin in dry seasons.

CLIMATE RESILIENCE ANALYSIS OF THE DRINKING WATER SYSTEM PROJECT IN HUAYRAPATA COMMUNITY

RESUMEN El presente documento refleja un Análisis de Resiliencia en Inversiones (ARI) del proyecto “Sistema de Agua Potable en Comunidad Huayrapata” propuesto para el municipio de Poroma. Para el mismo se consideró un escenario de cambio climático considerando los registros expuestos en la Base de Datos DesInventar, completando los mismos con lo expuesto en el Plan Territorial de Desarrollo Integral (PTDI) del municipio. Esta zona, además de la falta de acceso a agua de calidad para los pobladores, baja accesibilidad y presupuesto municipal por demás limitado, presenta como principales amenazas los deslizamientos y granizadas intensas, mismas que podrían afectar a los componentes del proyecto, priorizando los componentes de obras de toma de agua y la línea de aducción de agua por gravedad, se realizó al ARI en base al Análisis de Riesgos, el Análisis a la Resiliencia Climática y un Análisis Beneficio Costo. Basado en cada componente del proyecto, la funcionalidad de cada uno frente a las amenazas y las medidas de reducción de riesgos y de adaptación al cambio climático propuestas, como la construcción de un muro de contención, la elección de nuevas rutas para la línea de aducción, y obras de refuerzo de tuberías, después de la evaluación realizada se determinó que la implementación de las mismas en el proyecto significaría un beneficio a futuro, pues indican un ahorro en obras de reconstrucción y atención de emergencias.

ABSTRACT This document reflects an Investment Resilience Analysis (Program ARI) to the project “Sistema de Agua Potable en Comunidad Huayrapata” (Potable Water System in the Huayrapata Community), a project proposed for the municipality Poroma. For this project, it has been considered a climate change scenario considering the records exposed in the DesInventar Database, completing them with what is exposed in the Territorial Plan for Comprehensive Development (PTDI) of the municipality. In this area, in addition to the lack of access to quality water for the inhabitants, low accessibility and a limited municipal budget, also presents as main threats landslides and intense hailstorms, which could affect the components of the project, prioritizing the components of water intake works and the water adduction line by gravity, the ARI analysis was carried out based on the Risk Analysis, the Climate Resilience Analysis and a Cost Benefit Analysis. Based on each component of the project, the functionality of each one against the threats and the proposed mitigation measures, such as the construction of a retaining wall, the choice of new routes for the adduction line, and pipeline reinforcement works, After the evaluation carried out, it was determined that their implementation in the project would mean a benefit in the future, since they indicate savings in reconstruction works and emergency care.

ANALISYS OF AN RC BEAM-COLUMN JOINT BY THE FINITE ELEMENT METHOD TO DEFINE AN EFFICIENT REINFORCEMENT

RESUMEN La unión viga-columna de hormigón armado es una región crítica en el sistema aporticado debido a las funciones estructurales que cumple y condición de cargas a las que está sometida. Su geometría reducida y la interacción entre los materiales de los que está compuesta generan un comportamiento no-lineal sensible a muchas variables. En este estudio se analiza el comportamiento mecánico de la unión viga-columna en Estado Límite de Servicio (ELS) mediante un modelo numérico de elementos finitos. Se presenta una comparación entre los resultados obtenidos y los reportados por otros autores (experimentales y numéricos) para poder validar el modelo numérico desarrollado. Los resultados muestran que la propagación de fisuras debido al momento flector negativo de la viga reduce significativamente la rigidez de la unión viga-columna en etapas iniciales de carga y produce un aumento de tensiones en el núcleo de la unión. Para controlar esta propagación en los modelos simulados se propone la incorporación de estribos abiertos ubicados en la mitad superior de la altura de la viga.

ABSTRACT The beam-column joint is a critical region on the reinforced concrete (RC) frame structural system due the critical tasks that it accomplishes and load conditions to which it is subjected. Its reduced geometry and the material’s bond interaction of which the beam-column joint is compounded results in a non-linear behavior that is influenced by several variables. In this study, the mechanical behavior of the beam-column joint in Serviceability Limit State (ELS) is analyzed by means of a numerical model of finite elements. A comparison between the results obtained and those reported by other authors (experimental and numerical) is presented in order to validate the numerical model developed. The results showed that crack propagation due the negative bending moment on the beam significantly decreases the stiffness and introduces an increase of stresses on the joint. An open stirrups configuration in the upper half of the depth of the beam is proposed in order to control crack propagation.

DISPLACEMENTS AND STABILITY ASSESSMENT IN THE PORTAL OF TUNNEL 3, "EL SILLAR", THROUGH THE FINITE ELEMENT METHOD

ABSTRACT As an application of geotechnical engineering, an analysis of portal stability of the exit of Tunnel 3, in the construction of the double lane central section "El Sillar" Cochabamba - Santa Cruz highway is presented. This study is carried out by using the finite element method FEM with the PLAXIS 3D software to determine the areas where slope stabilization of the portal is needed and the definition of the excavation construction method along with the support system for the tunnel. Later, the tunnel structure is evaluated. Initially, data compilation from geotechnical studies is done (pits, geomechanical stations, geophysical survey, in situ and laboratory tests on drilled rock cores) contrasted with proper bibliographic referenced ranges to obtain initial geomechanical conditions. Subsequently, mechanical parameters of the rock are calibrated by means of real deformations caused by the excavation of the tunnel in the portal with a plastic-type calculation. The calibrated model achieves the average measured deformation on the tunnel: 5 mm. Then, the stability analysis is carried out by means of a safety-type calculation to obtain global safety factors where different stabilization alternatives are assessed. In this way, the modification of the slope geometry is revealed as the most optimal solution. Subsequently, the construction stages of the tunnel are simulated by adopting the Belgium method, the largest number of supports is required, because it is a very unstable area. Finally, principal effective stresses and deformations for static and pseudo-static conditions are calculated and reach admissible values (6, 12 mm maximum deformation in the vault) and minimum safety factors were above minimum factors required by NSR-10: 1,25 and 1,0; assessing most optimal geometry considering reinforced and non-reinforced conditions in the tunnel at three different depths and lateral covers for the tunnel.

RESUMEN Como aplicación de la ingeniería geotécnica, se presenta un análisis de estabilidad del portal de salida del Túnel 3 en la construcción del tramo central doble vía “El Sillar” carretera Cochabamba - Santa Cruz. Este estudio se lo realiza mediante el método de elementos finitos con el software PLAXIS 3D, para determinar las zonas donde sea necesario estabilizar los taludes del portal y determinar el método constructivo de excavación y sostenimiento del túnel. La estructura del túnel es evaluada posteriormente. Inicialmente se realiza una recopilación de información de estudios geotécnicos (calicatas, estaciones geomecánicas, estudios geofísicos, pruebas in situ y llevadas a cabo con núcleos de roca en laboratorio) contrastado con rangos de referencia bibliográfica, para obtener condiciones geomecánicas iniciales. Posteriormente, se calibran los parámetros del macizo mediante el análisis de deformaciones reales causadas por la excavación del túnel en el portal con un cálculo de tipo plástico. El modelo calibrado alcanza la deformación promedio medida en el túnel: 5mm. Luego, con un modelo calibrado, se procede al análisis de estabilidad mediante un cálculo de tipo safety para obtener factores de seguridad global y analizar alternativas de estabilización. De esta manera, se revela la modificación de la geometría como la solución más óptima. Posteriormente, se simulan las etapas constructivas del túnel adoptando el método de excavación tradicional belga, y como sostenimiento se incluye el mayor número de estructuras por tratarse de una zona muy inestable. Finalmente, los esfuerzos principales efectivos y las deformaciones para condiciones estáticas y pseudo-estáticas son calculadas, alcanzando valores permisibles (una deformación máxima de 6,12 mm en la calota) y los Factores de Seguridad fueron mayores a los mínimos requeridos por NSR-10: 1,25 y 1,0; evaluando la geometría más óptima con la consideración de refuerzo y sin refuerzo en el túnel, a tres profundidades y coberturas laterales diferentes.

REMOTE MONITORING SYSTEM OF BREATHING AND GAS LEVELS, FOR PATIENTS RECOVERED FROM COVID-19

RESUMEN En este proyecto se presenta el desarrollo de una máscara capaz de medir la frecuencia respiratoria (FR) y datos relacionados a la calidad de aire en conjunto con una aplicación móvil que recopila la información, para luego ser almacenada en una base de datos. La información recolectada es procesada y entregada a médicos para el control y monitoreo de sus pacientes. Esto debido a que los pacientes recuperados de COVID-19 no suelen ser lo suficientemente sistemáticos para registrar la información solicitada por los médicos locales que los atienden. También se tomó en cuenta la baja disponibilidad de equipos especializados en el ámbito del monitoreo respiratorio. La FR se midió con un sensor de temperatura y un micrófono. Se utilizaron algoritmos de Transformada Rápida de Fourier y Machine Learning que juntos conformaron una Fusión de Sensores de nivel básico para tener una respuesta más confiable. Los resultados de las mediciones de FR obtenidas a partir de la fusión de sensores tienen una desviación estándar de 5.97 y una estimación exacta en el 67% de las pruebas. Debido a que los materiales son populares a nivel mundial, este proyecto es fácilmente replicable en países de bajos recursos.

ABSTRACT This project presents the development of a mask to measure the respiratory rate (RR) and data related to air quality, in conjunction with a mobile application that collects information and then stores it in a database. The information collected is processed and delivered to doctors for the control and monitoring of their patients. This is because recovered COVID-19 patients are usually, not systematic enough, to record the information requested by the local doctors who treat them. We also take into account the low availability of specialized equipment in the field of respiratory monitoring. RR was measured with a temperature sensor and a microphone. Fast Fourier Transform and Machine Learning algorithms were used which together formed an entry-level Sensor Fusion to have a more reliable response. The results of the RR measurements obtained from sensor fusion have a standard deviation of 5.97 and an exact estimate in 67% of the tests. Because the materials are popular globally, this project is easily replicable in low-resource countries.

EXPERIENTIAL LEARNING AS A METHODOLOGY TO ENGAGE EDUCATIONAL INITIATIVES TO OPERATIONAL PROBLEMATICS IN MICRO COMPANIES

ABSTRACT One of the largest gaps about the superior educational system in Bolivia has been that undergraduate students enter the job market unready to face the complex reality and dynamic environment that companies have. Traditional methodologies in classroom establishes roles where the professor gives the student specific content to be learnt in the class and later applied in a fictional scenario. However, students may not see clearly how to take the content from lectures to a real context. Therefore, it is important to implement methodologies that bring students and teachers out of their comfort zone and allow them to analyse real companies’ problems, proposing solutions and developing competences that are relevant to reality. On the other hand, from big to small companies, face different concerns daily: Efficiency, productivity, customer service, among others. Many of those issues may be trivial, however, routine usually blind the decision-maker to identify and seek for solutions. With the help of a fresh perspective provided by higher education students, companies would be able to identify, display resources and attention to small routinary problems. The implementation of experiential learning methods, such as Challenge-based learning, is an important alternative for both universities and companies due it offers a win-win relationship between them with direct and clear benefits and advantages. This paper gives special attention to micro companies, which are often beyond the scope of industrial and educational innovation activities, due to lack of interest, knowledge, or the preconception that because of having simpler processes, these businesses should not be given attention to.

RESUMEN Uno de los mayores vacíos del sistema educativo superior en Bolivia ha sido que los estudiantes de pregrado ingresan al mercado laboral sin estar preparados para enfrentar la compleja realidad y el entorno dinámico que tienen las empresas. Las metodologías tradicionales en el aula establecen roles donde el profesor entrega al estudiante contenidos específicos para ser aprendidos en clase y luego aplicados en un escenario ficticio. Sin embargo, es posible que los estudiantes no vean claramente cómo llevar el contenido de las clases a un contexto real. Por ello, es importante implementar metodologías que saquen a los estudiantes y docentes de su zona de confort y les permitan analizar los problemas reales de las empresas, proponiendo soluciones y desarrollando competencias pertinentes a la realidad. Por otro lado, desde las grandes hasta las pequeñas empresas, se enfrentan a diario a distintas preocupaciones: Eficiencia, productividad, servicio al cliente, entre otras. Muchos de esos problemas pueden ser triviales, sin embargo, la rutina generalmente ciega al tomador de decisiones para identificarlos y buscar soluciones. Con la ayuda de una nueva perspectiva proporcionada por estudiantes de educación superior, las empresas podrían identificar, desplegar recursos y atención a pequeños problemas rutinarios. La implementación de métodos de aprendizaje experiencial, como el aprendizaje basado en retos, es una alternativa importante tanto para las universidades como para las empresas, ya que ofrece una relación ganar-ganar entre ellos con beneficios y ventajas directas y claras. Este trabajo presta especial atención a las microempresas, que muchas veces quedan fuera del alcance de las actividades de innovación industrial y educativa, por falta de interés, conocimiento o por la idea preconcebida de que por tener procesos más sencillos no se les debe prestar atención.

METHODOLOGY OF PERFORMANCE MEASUREMENT OF LTE-A NETWORKS BASED ON RSRP COVERAGE USING A MOBILE APPLICATION FOR TEACHING LAB ACTIVITIES

ABSTRACT This study presents the methodology, a description of the resources and results of an LTE-A coverage measurement campaign developed in an academic campus, as part of the teaching laboratory activities of a mobile communications course at the Bolivian Private University in Bolivia. As a first stage, a topographical survey of the campus and a definition of measurement routes were carried out. Second, RSRP key performance indicators were identified in Network Cell Signal & Wi-Fi info Lite, the tool that was used to collect data. As a third step, measurements were made along the selected routes. After analyzing the results obtained, it is possible to conclude that the measurement methodology is constructive for academic purposes and teaching in a Telecommunications Engineering program. Besides, a general optimization for the availability of service on campus can be proposed and better levels of coverage of one of the mobile operators were observed with respect to that of a second operator.

RESUMEN Este estudio presenta la metodología, recursos empleados y resultados de una campaña de medición en campo de cobertura LTE-A desarrollada en un campus académico, como parte de las actividades de laboratorio docente de un curso de Comunicaciones Móviles de la Universidad Privada de Bolivia. Como primera etapa, se realizó un levantamiento topográfico del campus y definición de rutas de medición. En segundo lugar, se identificaron indicadores clave de rendimiento de RSRP en Network Cell Signal & Wi-Fi info Lite, la herramienta que se utilizó para recopilar datos. Como tercer paso, se realizaron mediciones a lo largo de las rutas seleccionadas. Luego de analizar los resultados obtenidos, es posible concluir que la metodología de medición es constructiva para fines académicos y enseñanza en Ingeniería de Telecomunicaciones. Además, es posible proponer una optimización general de la disponibilidad del servicio en el campus y observar mejores niveles de cobertura de uno de los operadores móviles con respecto al de un segundo operador.

ERA5 CLIMATIC REANALYSIS: A REVIEW ON ITS USE FOR CALCULATING ATMOSPHERIC ATTENUATION FOR SATELLITE COMMUNICATION SYSTEMS

RESUMEN Parámetros meteorológicos extraídos de reanálisis climatológicos se utilizan como datos de entrada en modelos globales de radiopropagación desarrollados por la Unión Internacional de Telecomunicaciones, para analizar y cuantificar la atenuación en sistemas de comunicaciones satelitales, producida por la atmósfera y sus elementos naturales constitutivos. En el presente artículo, se realiza una revisión sobre las principales características de ERA5, el reanálisis más reciente del European Centre for Medium-Range Weather Forecasts los tipos de datos disponibles, y ejemplos prácticos de cómo realizar la descarga de éstos. A partir de la identificación de una serie de parámetros que tienen interés en radiopropagación, se presenta un resumen de los diferentes modelos y procedimientos que podrían ser utilizados para estimar la atenuación producida por gases, nubes y lluvia.

ABSTRACT Meteorological parameters extracted from climatic reanalysis are used as input data in global prediction models developed by the International Telecommunications Union, aimed to analyze and quantify attenuation occurring in satellite communication systems, caused by the atmosphere and its natural constituents. In the present paper, a review of ERA5, the most recent reanalysy from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, and its main characteristics is presented, including the different type of available data as well as practical examples of how to download them from the servers. Once a series of parameters having interest in radiopropagation are identified, a summary on models and procedures that could allow estimating atmospheric attenuation caused by gasses, clouds, and rain is provided.

STATE-OF-THE-ART REVIEW ON VERTICAL-AXIS WIND TURBINES (VAWT’s)

RESUMEN Con la tendencia actual de sustituir las fuentes de energías fósiles por energías renovables, la energía eólica se muestra como una de las más prometedoras entre las energías renovables. Nuevos avances resultantes de la gran cantidad de estudios realizados permiten la generación de grandes cantidades de energía en sitios estudiados. Si bien en su mayoría se presentan en forma de aerogeneradores de eje horizontal (HAWT’s), los aerogeneradores de eje vertical (VAWT’s) permiten una gran integración a la vida urbana y microgeneración en áreas residenciales o rurales. La gran cantidad de VAWT’s existentes permiten accesibilidad a soluciones energéticas que requiere la industria actualmente, como luminarias autosustentables, soluciones energéticas móviles y micro generación diversa. En este sentido, el presente artículo analiza una gran cantidad de VAWT’s al igual que sus características principales en términos de generación eléctrica. Se categorizan los hallazgos e instalaciones de generadores por sus principios de funcionamiento. El documento también estudia avances recientes en la investigación de VAWT’s y las tendencias en aplicaciones futuras.

ABSTRACT Considering the current trend to replace fossil energy sources with renewable energy sources, caused by the existing global crisis, wind energy is shown as one of the most promising among the renewable energies. In the last years, wind energy has been widely studied with good results in terms of quantity of energy generated for some projects. Although the majority of these studies are on horizontal-axis wind turbines (HAWT´s), vertical-axis wind turbines (VAWT´s) had also need to be considered because they allow a good integration between urban life and microgeneration on residential and rural areas. In this sense, this work presents and discusses the working principle and the principal characteristics of all kinds of VAWT´s present in the literature. Besides, recent research and advances related to VAWT´s are also presented and discussed.