Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia

Methodology for detection of determinism and nonlinearity on financial time series

This paper uses the method of surrogate data to analyze the dynamics of financial time signals suggesting a hierarchy of hypotheses where irregular fluctuations: (i) are independently distributed, (ii) are generated by a linear system, and (iii) are generated by a stationary linear system. These hypotheses are tested with a battery of non-linear statistical: (i) Autocorrelation (AC), (ii) Average Mutual Information (AMI) and (iii) the complexity of Lempel-Ziv. In this work, we have compared the behavior of the original signal with a set of surrogate data generated, which satisfies the assumptions of the non-linear statistics. The result is useful for understanding the nature of the data and to formulate models that best fit the dynamics of systems that generate measurements. Computational experiments on the commodity gold show that the series could follow a dynamic different to the white noise with nonlinearity characteristics and non-stationary condition. Therefore, it is possible to determine that in modeling the price of the gold could be possible to exclude several proposed mathematical models, which no consider these characteristics.

Este trabajo utiliza la metodología de los datos sustitutos para abordar la problemática de la dinámica de las señales temporales financieras proponiendo una jerarquía de hipótesis donde las fluctuaciones irregulares: (i) son distribuidas de forma independiente, (ii) son generadas por un sistema lineal, y (iii) son generadas por un sistema lineal estacionario. Estas son probadas con una batería de estadísticos no lineales: (i) Autocorrelación (AC), (ii) Información Mutua Promedio (AMI) y (iii) Complejidad de Lempel-Ziv. En este trabajo, se ha comparado el comportamiento de la señal original contra un conjunto de datos sustitutos generados de tal manera que satisfagan los supuestos de los estadísticos. El resultado es útil para entender la naturaleza de los datos y poder formular modelos que se ajusten mejor a la dinámica de los sistemas que generan las mediciones. Resultados computacionales sobre el comportamiento del commodity del oro, evidencian que la serie podría llegar a presentar una dinámica diferente al ruido blanco con características de no linealidad y no estacionariedad. De esta forma, se podría determinar que en el modelamiento del precio del oro se puedan excluir modelos matemáticos propuestos que no contemplen estas características.

Petrography of El Baúl massifgranitoids, Cojedes state, Venezuela

The granites El Mogote, Mata Oscura and Piñero outcrop in the El Baúl massif, next to metasedimentary, volcanic and sub volcanic rocks, to the south of Cojedes state, Venezuela. El Mogote Granite, is sintectonic respect to the Taconic orogenesis (Caledonian) and is the most representative of the massif. The lower Permiangranitoids are controlled by the Apalachian event (Hercinian or equivalent) and are post-orogeny to this event. El Mogote Granite was emplaced at shallow crustal and represents a magmatic event-granite of the Early Paleozoic. The Mata Oscura and Piñero granites, were emplaced in middle and higher crustal levels, respectively, together with the Volcanic of Guacamayas. The aplitic dykes of this last event cut metasedimentary units and granite. El Mogote Granite is characterized by presenting porphydic seudo rapakivi texture with alkalifeldspar.The Mata Oscura Granite are of medium to coarse grain and The Piñero Granite have fine grain and present myrmekite, micrographic, symplectite, grano phydicandperthite textures. The diferente textures and mineralogical compositions described in this work have provided novel geological subunits contributing new petrological information on the evolution of El Baúl massif.

Los granitos de El Mogote, Mata Oscura y Piñero afloran en el macizo de El Baúl, junto a rocas metasedimentarias, subvolcánicasy volcánicas, al sur del estado Cojedes, Venezuela. El Granito de Mogote, es sintectónico respecto a la orogénesis Tacónica (Caledoniana) y es el más representativo del macizo. Los granitoides del Pérmico temprano están controlados por el evento Apalachiano (Herciniano o equivalente) y son postorogénicos respecto a este evento. El Granito de Mogote fue emplazado en niveles someros de la corteza y representa un evento magmático-granítico temprano del Paleozoico. Losgranitos de Mata Oscura y Piñero, fueron emplazados en niveles corticales medio y superior, respectivamente, junto con las volcánicas de Guacamayas. Los diques aplíticos de este último evento cortan las unidades metasedimentarias y graníticas. El Granito de Mogote se caracteriza por presentar textura porfídica seudo rapakivi con feldespato alcalino. ElGranito deMata Oscura esde grano medio a grueso y el Granito de Piñero de grano fino, presentando texturas mirmequita, micrográfica, simplectita, granofídica y pertita. Las diferentes texturas y composiciones mineralógicas descritas en este trabajo han determinado nuevas subunidades geológicas aportando nueva información petrológica en la evolución del macizo de El Baúl.

Administration in the industrial process of the cane sugar: experiences of the case of Cuban study that integrates statistical and economic methods

The necessity and importance of the continuous improvement of the industrial operations has taken sugar sector to flexible the administration tools in the industrial process of the sugarcane. This presents a high variability to use raw cane it prevails in different suppliers, and the way of operating him. In this context the present work seeks, in the first place to define the performance scenarios on the technological variables, through the statistical control and the modulation with Autoregressive Integrated of Movile Average (initials in English: ARIMA); and in second place, to quantify the variability of the process that deteriorates physical and economic indicators of the industrial acting. The main results show a remarkable improvement, for the decrease of the variability of the process that contributes to the decrease of the cost.

La necesidad e importancia del mejoramiento continuo de las operaciones industriales, ha llevado al sector azucarero a flexibilizar las herramientas de gestión en el proceso industrial del azúcar de caña. Este presenta una alta variabilidad por utilizar materia prima de diferentes suministradores, y la forma de operarlo. En este contexto el presente trabajo pretende, en primer lugar definir los escenarios de actuación sobre las variables tecnológicas, a través del control estadístico y la modelación con Medias Móviles Integradas Autorregresivas (siglas en inglés: ARIMA); y en segundo lugar, cuantificar la variabilidad del proceso que deteriora indicadores físicos y económicos del desempeño industrial. Los principales resultados muestran una mejora notable, por la disminución de la variabilidad del proceso que contribuye a la disminución del costo.

Managing environmental innovation: Case study on biorefinery concept

A brief report on the long path from fundamental studies to applied research, prototype development, samples testing and the construction of the commercial scale biorefinery is provided. Condensed technical and financial assessments are presented. Processing parameters were robustly analyzed in order to increase the surface area of the pyrolysis residue from different biowaste for its better subsequent utilization in the building industry. Finally, it is noted that research and innovation are the key moments to improve the overall competitiveness of firms and countries too.

Se presenta un breve informe que describe un largo camino desde la investigación básica, desarrollo de prototipos, análisis de muestras para construir biorrefinerías en dimensiones comerciales. Sobre la base del breve análisis tecnológico y financiero se ha llegado a las siguientes conclusiones. El entorno local para la innovación en el campo del medio ambiente es muy problemático, porque no existe suficiente calidad de la investigación aplicada, falta el capital de riesgo y la aplicación de la ley. El concepto de biorrefinería se finalmente logró poner en práctica, pero se declaró una advirtencia: si no se realiza un cambio radical, será cada vez más vulnerable la calidad de la ciencia y la competitividad.

Historical masonry dwellings Maracaibo based Greywacke eye stone

Masonry materials of eye stone of homes in the historic center of Maracaibo replacement purposes and conservation are discussed. Petrophysical analysis methodology based on specimens exposed to determine the components and scalar properties by visual inspection; and X-ray diffraction, transmission optical microscopy, porosimetry and ultrasonic measurement and mechanical tests. The results show that the rock formation from Miracle is a ferruginous Greywacke, reddish, with abundant porosity (voids) of móldica, fenestral type, and intergranular noticeable to the naked eye and supports the popular name eye stone. It presents a low wicking; bulk density of 2889 kg / m3 and a low compression strength that is less than 5 MPa, decreasing considerably wet and conditioned by the loads oriented both parallel and perpendicular to the surface of stratification.

Se analizan los materiales de la mampostería de piedra de ojo de las viviendas del casco histórico de Maracaibo con fines de reposición y de conservación. Se expone la metodología del análisis petrofísico a partir de probetas para determinar los componentes y las propiedades escalares, mediante la inspección visual, difracción de rayos X, microscopía óptica de transmisión, porosimetría, así como medición ultrasónica y ensayos mecánicos. Los resultados demuestran que la piedra procedente de la formación El Milagro, es una grauvaca ferruginosa, de color rojizo, con abundante porosidad (huecos) de tipo móldico, fenestral, e intergranular apreciable a simple vista y que sustenta la denominación popular de piedra de ojo. Presenta una baja succión capilar, densidad aparente de 2.889 kg/m3 y una baja resistencia a compresión, no llega a 5 MPa, disminuyendo considerablemente en húmedo y condicionada por las cargas orientadas, tanto en paralelo o perpendicular a la superficie de estratificación.

Predictive models of instantaneous maximum discharges for catchments of mountainous environments, supported by morphometric parameters

The instantaneous maximum discharge is a hydrological parameter that can be estimated by deterministic, probabilistic and empirical models or direct instrumental measurements, however, their magnitudes are influenced equally by the morphometry of the catchment and its drainage network. Is purpose of this research to explain the relationships between the instantaneous maximum discharges of catchments of El Ávila Massif northern hillside (Vargas State, Venezuela) and the morphometric parameters of these, to propose predictive models of such responses. The methodology consisted of measurements and calculations of the morphometric parameters of the catchments and their drainage networks, and the use of multivariate statistical techniques (linear correlation analysis, principal component analysis and multiple linear regression analysis). It was considered as instantaneous maximum discharges for a return period of 100 years those estimated by other authors. Most of the predictive models generated by each morphometric variable shows very good results in their estimates of the instantaneous maximum discharges of the catchments analyzed, however, only one was selected as the best predictor model (best correlation coefficients), which in this case is the corresponding variable basin scale.

El caudal máximo instantáneo es un parámetro hidrológico que puede ser estimado mediante modelos determinísticos, probabilísticos y empíricos o por mediciones instrumentales directas, sin embargo, sus magnitudes están influenciadas de igual manera por la morfometría de la cuenca y su red de drenaje. Es propósito de esta investigación explicar las relaciones existentes entre los caudales máximos instantáneos de cuencas de la vertiente norte del macizo El Ávila (estado Vargas, Venezuela) y los parámetros morfométricos de éstas, para proponer modelos predictivos de dichas respuestas. La metodología contempló mediciones y cálculos de los parámetros morfométricos de las cuencas y sus redes de drenaje, y el empleo de técnicas estadísticas multivariadas (análisis de correlación lineal, análisis de componentes principales y análisis de regresión lineal múltiple). Se consideraron como caudales máximos instantáneos para un período de retorno de 100 años, a los estimados por otros autores. La mayoría de los modelos predictivos generados por cada variable morfométrica arrojaron muy buenos resultados en sus estimaciones de los caudales máximos instantáneos de las cuencas de drenaje analizadas, sin embargo, se seleccionó solamente uno como el mejor modelo predictor (mejores coeficientes de correlación), que para este caso es el correspondiente a la variable escala de la cuenca.

Predictive-adaptative production control in hydrocarbon reservoirs

This paper presents a predictive-adaptive strategy for the control of the total production at the end of a production horizon, in a reservoir with multiple injecting and producing wells. This strategy includes, at each sampling instant, aspects such as: i) identification and continuous update of a neural network-based ARMAX model (NN-ARMAX) for each producing well, (ii) linearization of each NN-ARMAX model at the current operating point of the reservoir, (iii) construction of a linear MIMO Kalman innovation model from the linear ARMAX models, iv) calculation of the injection rates using a predictive control scheme and v) implementation of the injection rates in the reservoir. In a waterflooding recovery process, the proposed strategy compares favorably against an empiric strategy of constant injection rate and a decentralized PID control strategy, for two reservoirs models with different levels of heterogeneity and different arrays of injecting and producing wells, under different performance measures such as time to reach the production set-point for each well, mean square error on the production for each well, relative error in the total production and volumes of injected and produced water.

Este trabajo presenta una estrategia adaptativa-predictiva para el control de la producción total al final de un horizonte de producción, en un yacimiento con múltiples pozos inyectores y productores. Esta estrategia incluye en cada instante de muestreo aspectos tales como: i) identificación y actualización continua de un modelo ARMAX no lineal basado en una red neuronal (modelo RN-ARMAX) para cada pozo productor, ii) linealización de cada modelo RN-ARMAX en el punto de operación actual del yacimiento, iii) construcción de un modelo MIMO lineal de innovación de Kalman a partir de los modelos ARMAX lineales, iv) cálculo de las tasas de inyección utilizando un esquema de control predictivo y v) aplicación de las tasas de inyección al yacimiento. En un proceso de recuperación por inyección de agua, la estrategia propuesta compara favorablemente con una estrategia empírica de tasa de inyección constante y una estrategia de control PID descentralizado, para dos modelos de yacimientos con distintos niveles de heterogeneidad y diferentes arreglos de pozos productores e inyectores, bajo medidas de desempeño tales como tiempo de alcance, error cuadrático medio en la producción de cada pozo, error relativo sobre la producción total deseada y volúmenes de agua inyectada y producida.

Mechanical behavior of sustainable building materials using PET waste and industrial by-products

The building industry is facing the challenge of satisfying a growing demand for housing spaces that can be mitigated by the use of construction materials manufactured with industrial by-products that allow the production of low-cost housing with a low environmental impact. In this research, an alternative building system to manufacture lightweight masonry blocks with polyethylene terephthalate (PET) bottles and fiber-reinforced panels using binary mixture (Portland cement and fly ash), was studied. This building system was tested under compressive and flexural loads until failure. The average design compressive strengths of concrete blocks for w/c ratios of 0.78 and 1.1 were fp* = 1.9 and 1.2 MPa respectively, these results were similar to those typical masonry in accordance with the design and construction standards. On the other hand, the flexural strength, the modulus of elasticity and the stiffness on mid span of the fiber-reinforced concrete panels were improved with adding 20% of fly ash to both w/c ratios, mainly at 120 days. The experimental results obtained show that those building elements are viable alternatives with mechanical properties comparable to traditional building systems, besides the reduction of the environmental impact due to the incorporation of industrial waste materials.

La industria de la construcción enfrenta el desafío de satisfacer una creciente demanda de espacios habitacionales que puede ser mitigado con el uso de materiales a base de subproductos industriales que permita la producción de vivienda de bajo costo e impacto ambiental. En esta investigación se estudió un sistema constructivo alternativo de fabricar bloques de mampostería aligerada con botellas de PET y páneles fibroreforzados utilizando concretos binarios (cemento y ceniza volante). El sistema constructivo fue ensayado bajo cargas de compresión y flexión hasta su falla. El promedio de la resistencia a compresión de diseño, para bloques de concreto con relaciones a/c de 0.78 y 1.1 resultó de fp* = 1.9 y 1.2 MPa respectivamente, estos resultados son comparables con la mampostería típica según los estándares de diseño y construcción. Por otro lado, la resistencia a la flexión, el módulo de elasticidad y la rigidez al centro del claro de paneles de concreto fibroreforzado, se mejoraron con la adición del 20% de ceniza volante para ambas relaciones a/c principalmente a 120 días. Los resultados experimentales encontrados muestran que estos elementos constructivos son alternativas viables con propiedades mecánicas comparables a los sistemas de construcción tradicionales, además de reducir el impacto ambiental debido a la incorporación de materiales de desecho industrial.

Hydro geochemical data on oil field water statistic validation

Hydrogeochemical diagrams, such as Stiff diagrams, had been used to follow the finger print left by the cations and anions of the chemical elements present in produced water. To know the water source, it is necessary to perform a detailed analysis that includes the study of characterization and classification. The aim of this study was to analyze the data from the statistical point of view, to validate the certainty of the finger print and the composition of the chemical structure of water. In addition, water is used as an enhanced oil recovery method in order to optimize its production injecting into reservoirs. The methodology used consisted of the classification and analysis of 34 initial data of patterns of water from historical records, through the technique of the hydrogeochemistry analyzed in the laboratory from formation water. 20 samples were collected during the year 2012 in the wells from 5 reservoirs. The samples were taken from wellhead of each wells. The results indicated the progress of water front that was also confirmed by well completion logs. Uniform and normal distributions predominated in the fields and it was observed that Na + and Cl - ions increased their concentrations in the past 35 years in 2 log after the injection, which was validated through a variance of Pearson and Kolmagorov-Smirnov test. The relationship Na + vs. Cl - can be used as a tracer element injection in oil wells.

Los diagramas hidrogeoquimicos, tales como el de Stiff, son utilizado para seguir la huella dejada por los cationes y aniones de los elementos químicos presentes en el agua de producción. Para conocer la procedencia de la misma, es necesario realizar un análisis detallado que incluya el estudio de caracterización y clasificación. El ánimo de este estudio fue analizar los datos desde el punto de vista estadístico, para validar la certeza de la huella y la composición de la estructura química del agua. Además, el agua es utilizada como método de recuperación para optimizar la producción de petróleo, mediante su inyección en los yacimientos. La metodología utilizada consistió en la clasificación y análisis de 34 datos iniciales de los patrones de agua de registros históricos, a través de la técnica de la hidrogeoquímica analizados en el laboratorio proveniente del agua de formación. Se recolectaron 20 muestras durante el año 2012 en los pozos de 5 yacimientos. Las muestras fueron tomadas en el cabezal de cada pozo. Los resultados obtenidos indicaron el avance del contacto del agua y fue confirmado también mediante los registros de completación del pozo. Las distribuciones normal y uniforme predominaron en los yacimientos y se observó que los iones Cl- y Na+ incrementaron sus concentraciones en los últimos 35 años en 2 log, luego de la inyección, lo cual fue validado a través de un test de varianza de Pearson y Kolmagorov-Smirnov. La relación Na+ vs Cl- puede ser utilizada como un elemento trazador de inyección en pozos petroleros.

Regression Models for Prediction of Properties of PVC Compounds Considering the Effects of Additives Dosis

In this work, multivariable linear regression model for predicting certain properties of PVC compounds with applications in the construction industry were proposed. For this purpose, 24 experiments were carried out, by applying a combined factorial design 2n. The concentrations of a) a primary heat stabilizer (ET), b) a pseudo- component prepared with fixed concentrations of two process aids and an impact modifier (PCA), c) a commercial calcium carbonate (CCa) used as filler , and d) a commercial titanium dioxide (TiO) used as a pigment/ UV stabilizer, were selected as independent variables. The dependent variables were: module of elasticity, yield stress, fracture stress, heat deflection temperature (HDT), melting time, melting torque , stability time , torque stability, bulk density (DAP) and flow time . Excepting for the fracture stress and the torque stability, independent variables and/or their second and third order interactions chosen, explained at least 70% of the variability of the investigated properties. The analysis of the coefficients of the regression equations indicated that the variable with the highest effect on the mechanical properties was the concentration of PCA.

En este trabajo, se proponen modelos de regresión lineal multivariable para la predicción de algunas propiedades de compuestos de PVC con aplicaciones en la industria de la construcción. Para tal fin, se llevaron a cabo 24 experimentos, aplicando un diseño factorial 2n combinado. Se seleccionaron como variables independientes las concentraciones de a) un estabilizante térmico primario (ET); b) un pseudo-componente preparado con concentraciones fijas de dos ayudantes de proceso y un modificador de impacto (PCA); c) un carbonato de calcio comercial (CCa) como carga y d) un dióxido de titanio comercial (TiO) usado como pigmento y protector contra la radiación UV. Las variables dependientes fueron: módulo de elasticidad, esfuerzo hasta la ruptura, esfuerzo de fluencia, temperatura de distorsión al calor (HDT), tiempo y torque de fusión, tiempo de estabilidad, torque de estabilidad, densidad aparente (DAP) y tiempo de flujo. Exceptuando al esfuerzo hasta la ruptura y el torque de estabilidad, las variables independientes seleccionadas y/o sus interacciones de segundo y tercer orden, explicaron al menos en un 70% la variabilidad de las propiedades investigadas. El análisis de los coeficientes de las ecuaciones de regresión indicó que la variable con mayor efecto sobre las propiedades mecánicas fue la concentración de PCA.