Revista Tecnología en Marcha

Development of solar domestic hot water systems in Costa Rica

ResumenEn Costa Rica, el 41,3% de los hogares utilizan sistemas de agua caliente sanitaria (ACS), que en su gran mayoría funcionan a partir de energía eléctrica mediante dispositivos de calentamiento en línea, empleando para esto el efecto Joule. Estos sistemas representan a escala nacional un consumo aproximado de más de 250 GWh al año. Para el presente trabajo se recopilaron datos de irradiación solar y temperatura media mensual en cada uno de los distritos del país. Con esta información se elaboró una herramienta de softwareque calcula la fracción solar de una instalación doméstica de ACS empleando el método F-Chart. Además, se analizó la rentabilidad financiera de una instalación solar de ACS para una vivienda promedio, comprobándose la necesidad de establecer una serie de políticas e incentivos con el fin de lograr una masificación del uso de la tecnología solar térmica en el sector residencial. Finalmente, se formuló una estrategia de implantación de la tecnología en el país, cubriendo aspectos de reglamentación, capacitación del cuerpo técnico nacional y creación de leyes que regulen el sector. El objetivo es crear herramientas que permitan introducir los sistemas solares de ACS en Costa Rica para sustituir los equipos eléctricos de calentamiento de agua, como una forma de contribuir al ahorro energético nacional.

AbstractIn Costa Rica, 41, 3% of the households are equipped with a Domestic Hot Water System (DHW), which operate in a large majority from electricity. These systems represent an estimated national consumption over 250 GWh per year. In this work, insolation data and monthly average temperature were compiled, for each district of the country. With this data, a software tool was developed, that calculates the solar fraction of a DHW installation using the F-Chart method. The financial performance of a solar DHW system for an average home was analyzed, proving the need of policies and incentives to achieve mass use of solar thermal technology in the residential sector. Finally, an implantation strategy of the technology was proposed for Costa Rica, covering regulatory issues, training of a national technical staff, and creation of laws governing the sector. The goal is to create tools to introduce solar DHW systems in Costa Rica, to replace electric water heaters, as a way of contributing to national energy saving.

*Automation of small-scale withOpen Hardware***

ResumenUna posible solución a los problemas de automatización en pequeña escala es realizar los proyectos con la plataforma de prototipado rápido llamada Arduino. El presente trabajo muestra el estado actual del dispositivo y su utilización en labores de control industrial. Además, se programó la lógica de control de un sistema que posee dos alternadores de bombas; la codificación se realizó usando el lenguaje C y el lenguaje LabView. Las pruebas de funcionalidad del controlador mostraron el cumplimiento de ambos lenguajes. Finalmente, se discuten las ventajas y desventajas de la utilización de open hardwareen proyectos de automatización.

AbstractOne possible solution to small-scale automation problems, is use the rapid prototyping platform called Arduino, this paper shows the current status of the device and its use in industrial control tasks. Additionally, the control logic of a system that contain two pumps alternators have been programmed; the coding is performed using the C language and the LabView language. Tests showed compliance controller functionality of both. Finally we discuss the advantages and disadvantages of using open hardware automation projects.

Characterization of three agricultural production organizations in the sub-region Caraigres: Part 1. Descriptive analysis of agro supply chains

ResumenSe realizó un estudio con el propósito de describir las cadenas de producción agrícola inherentes a tres organizaciones rurales y las características de los agricultores que las conforman, así como identificar las diferentes relaciones que se dan en el ámbito productivo entre los asociados dentro de sus organizaciones y las estructuras de red subyacentes.Las organizaciones estudiadas fueron: Asociación de Productores Agropecuarios de los cantones de Acosta y Aserrí (ASOPROAAA), Asociación de Familias Orgánicas de los Cerros Caraigres (AFAORCA) y Asociación de Apicultores de la Región Caraigres (APICARAIGRES), ubicadas en los cantones de Acosta, Aserrí, Desamparados, León Cortés y Corralillo, al sur de San José.Para cumplir con los objetivos, la caracterización de las tres organizaciones se hizo utilizando parámetros descriptivos y se tomó en cuenta una serie de variables, entre las que se citan: características personales, características de producción y características financieras. Para obtener la información, se hizo una encuesta a la totalidad de los asociados a AFAORCA y APICARAIGRES y se aplicó el mismo instrumento a una muestra de los asociados de ASOPROAAA, de acuerdo con sus respectivas proporciones.En este artículo se describen las condiciones de las tres agrocadenas inherentes a estas organizaciones y las principales características de las unidades productivas, como el tamaño, los niveles productivos y la comercialización de los productos.Los resultados sobre las características de los agricultores y los vínculos, con los cuales se conforman los tejidos sociales y las estructuras de estas redes, se dejan para otras publicaciones.

AbstractThis paper describes a study of agricultural production chains inherent in three rural organizations and the farmers' characteristics that shape them. Also, it was possible to identify the different relationships that exist in the production environment between partners within their organizations, as well as the underlying network structures that occur in that domain.The studied organizations corresponded to Agricultural Producers Association of the cantons of Acosta and Aserrí (ASOPROAAA), The Association of Organic Families of Caraigres Hills (AFAORCA) and the Association of Beekeepers of the Caraigres Region (APICARAIGRES) all these located in the cantons of Acosta, Aserrí, Desamparados, León Cortés and Corralillo, to the south of San José, Costa Rica.In order to meet the objectives, the three organizations were characterized by applying descriptive parameters taking a number of variables into account. Among these variables, personal, production and financial characteristics were identified. A survey was conducted to all the associates of AFAORCA and APICARAIGRES and the same instrument to a sample of ASOPROAAA associates, according to their respective proportions.In this article, conditions inherent in the three agricultural organizations chains are described, as well as the main characteristics of the production units, such as size, production levels and product marketing.The results on the characteristics of farmers and the links that the social fabric and structure of these networks are formed are left for further publications.

*Botanical descriptors forRicinus communis germplasm characterization obtained from different Costa Rica's regions***

ResumenLa higuerilla o ricino (Ricinus communis)es una planta oleaginosa utilizada en diferentes industrias debido a la alta calidad de sus aceites. Ante la problemática sobre el uso de los combustibles fósiles y la creciente necesidad de buscar fuentes alternativas de energía, el ricino muestra un alto potencial como materia prima para la producción de biodiésel. Países como Brasil, Ecuador, Venezuela, Colombia y México han realizado investigaciones dirigidas a mejorar variedades de esta especie que muestren niveles óptimos de producción y manejo para su industrialización. El presente estudio tiene como objetivo evaluar y seleccionar los descriptores botánicos y morfológicos adecuados para la caracterización del germoplasma de Ricinus communisproveniente de varias poblaciones de Costa Rica. Para esto se realizó un análisis de Estadística Descriptiva, un Análisis de Componentes Principales (ACP) y una Clasificación Jerárquica Ascendente (CJA) de 28 caracteres morfológicos (vegetativos y reproductivos) de 50 accesiones de higuerilla recolectada en nueve zonas de vida del país.Los resultados mostraron valores significativos para la longitud del racimo y el número de frutos por racimo, la razón largo/ancho del fruto, peso del fruto, la razón del largo/ancho de la semilla y el peso de la semilla, con correlaciones superiores a un 45%. Sin embargo, el ACP mostró que existe una alta variabilidad entre los datos, algo muy común entre individuos silvestres, debido principalmente a su forma de dispersión y a la gran cantidad de zonas de vida muestreadas. Para la CJA, se pudieron observar tres grupos ordenados principalmente por las correlaciones entre el tamaño del racimo y el número de frutos, la razón largo/ancho y el peso del fruto y la razón largo/ancho y peso de la semilla, los cuales pueden usarse como indicadores para la caracterización morfológica de la higuerilla proveniente de todo el país.

AbstractCastor's oil (Ricinus communis)is an oilseed plant. It's used in various industries due to the high quality of its oil. Faced with the problem of the use of fossil fuels and growing needs to find alternative energy sources, castor's oil shows high potential as a feedstock for biodiesel production. Countries like Brazil, Ecuador, Venezuela, Colombia and Mexico have been improving varieties of this specie presenting optimal levels of production and management research for industrialization. The major goal of this study was the evaluation and selection of botanical and morphological descriptors appropriated for germplasm characterization of Ricinus communisobtained from different country locations. Descriptive statistics analysis were performed including Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Ascendant Classification (CJA) analysis of 28 morphological characters (vegetative and reproductive) from 50 accessions of castor'oil samples collected from nine Costa Rica' life zones. The results showed significant statistics values for length of cluster and number of fruits per cluster, length/width ratio fruit, weight fruit, length/width ratio seed and weight seed, all these with higher correlations values (>45%).However, PCA showed high variability data, which is frequent among wild individuals; mainly due to their seed's dispersion mechanisms and the diversity of the different collected areas. CJA showed three main groups ordered by correlations between size and number of fruits, length/ width ratio fruit, fruit weight, length/width ratio seed and seed weight, all these variables can be used as indicators for the castor'oil morphological characterization for this country.

Larval stage prediction model of Spodoptera frugiperdacollected in fig (Ficus carica)and discovery of Apantelessp. as its parasitoid

AbstractSpodoptera frugiperda(J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), or the fall armyworm, is a voracious, polyphagous insect that forms large populations and has a high spread rate. This species is considered an extremely dangerous plague; one of the most destructive in the American continent. One of the main insects, found in Costa Rica that damages fig crops is S. frugiperda.This research was aimed to develop a prediction larval-stage model of S. frugiperda and determine the effectiveness of Apantelessp. as a parasitoid. Both organisms were collected in fig plantations. To achieve this, eggs were collected and then breeding stocks were established. Stocks were bred for 38 days at 24°C and 70% relative humidity, identifying the lepidopteran as S. frugiperdaby a taxonomist. We determined significant differences between the larval stages according to size, and established a quadratic prediction model. Also, we determined a Spearman correlation of 0.627 between the number of eggs laid per couple and the number of eggs hatched. Finally, Apantelessp. (Hymenoptera: Braconidae) was identified as a parasitoid to the fall armyworm in fig.

ResumenS. frugiperdaes un insecto polífago, voraz, que forma grandes poblaciones y tiene una alta tasa de dispersión, por lo que esta especie se considerada una plaga extremadamente peligrosa, siendo una de las más destructivas de América. Uno de los principales insectos que dañan al cultivo del higo encontrado en Costa Rica es S. frugiperda.Esta investigacion tuvo como objetivo desarrollar un modelo de predicción del estado larval de S. frugiperday determinar a Apanteles sp. como su parasitoide, ambos colectados en el cultivo del higo. Para esto se realizo una colecta de huevos en higo y se estableció el pie de cría determinando el ciclo de vida en 38 días a 24 °C y 70% de humedad relativa, identificando al Lepidoptera como S. frugiperda.Posteriormente, se realizo una correlación de Spearman entre el número de huevos puestos por pareja y el número de huevos eclosionados siendo esta de 0,627; además, se determino que existen diferencias significativas entre los estadios larvales de acuerdo al tamaño, estableciendo un modelo de predicción de carácter cuadrático. Por último, se identifica a Apantelessp. como un parasitoide para el cogollero del maíz encontrado en el cultivo del higo.

Simulation of the electron beam in a TEM as a charged particles flux

ResumenSe simuló el comportamiento de un haz de electrones en un Microscopio Electrónico de Transmisión (TEM) en función del voltaje de aceleración, la corriente de excitación de las lentes y la permeabilidad relativa de las piezas polares, por medio del softwareCOMSOL Multiphysics versión 4.2a. Los resultados mostraron una baja velocidad vertical en los electrones dispersos, los cuales fueron filtrados por los diafragmas. Además, los gráficos expusieron que la densidad del flujo magnético aumentó con el incremento en la permeabilidad magnética de las piezas polares. Además, un aumento en la densidad del flujo magnético incrementó el ángulo de los electrones divergentes y redujo su velocidad vertical. Finalmente, las observaciones demostraron que el número de electrones que entran en el sistema no afecta el comportamiento general del haz ni la magnitud de la densidad del flujo magnético.

AbstractThe behavior of an electron beam in a TEM was simulated as a function of accelerating voltage, excitation current of the lenses and relative permeability of the pole pieces, by the software COMSOL Multiphysics version 4.2a. The results showed a low vertical speed of stray electrons, which were filtered by the diaphragms. Moreover, the plots displayed an increase in the magnetic flux density with the increase of the magnetic permeability of the pole pieces. Furthermore, the outcome indicated that a boost in the magnetic flux density increased the angle of divergent electrons and reduced their vertical speed. Finally, the observations illustrated that the number of electrons at the inlet does not affect the beam overall behavior nor the magnetic flux density magnitude.

Systems goat and sheep production in the coast sub region eastern of Lake Maracaibo

ResumenPara caracterizar los sistemas de producción caprina y ovina de la Costa Oriental del Lago de Maracaibo, se aplicó una metodología de investigación de acción participativa en las comunidades agrícolas del Municipio Simón Bolívar. Se consultaron líderes de la zona, al Equipo Zuliano de Criadores de Cabras y Ovejas, se aplicó un instrumento a 60 productores. La subregión COLM es zona petrolera, sin embargo, persiste la actividad agropecuaria arraigada en forma tradicional. En el Municipio Miranda existe una población de 16.137 caprinos y 7.526 ovejas, en Quisiro se analizaron 30 productores con 2.250 hectáreas, además de 1.300 caprinos y 675 ovinos. En Los Cilantrillos y La Esperanza se estudiaron 30 productores con 320 hectáreas, 375 caprinos y 430 ovejas, ocupando el 1 % del total regional, lo cual es importante por la persistencia e interés de los productores a pesar de las dificultades derivadas de la explotación petrolera. El grupo familiar se muestra participativo en el manejo de rebaños, el 88,3 % de los productores utiliza el pastoreo extensivo, hay tradición familiar, conocimiento de manejo de rebaños que pasa por cada generación, el 56,7 % están inscritos en la Misión Agro-Venezuela, las razas de cabra son principalmente nubian, alpina, criolla, en cuanto a ovejas, persa, mestiza o criolla, los productores trabajan más de 10 horas diarias los 7 días de la semana, el 56,7 % producen queso de cabra a puerta de finca para los mercados locales. Se recomienda continuar con los estudios y análisis participativos para el mejoramiento integral de este sistema productivo.

AbstractTo characterize systems goats and sheep production in the Eastern Coast of Lake Maracaibo, a methodology of participatory action research in agricultural communities in the municipality Simón Bolívar was applied. Zone leaders were consulted, the Zuliano Team of Breeders Goats and Sheep, an instrument was applied to 60 producers. The COLM subregion's oil region, however, rooted in traditional agricultural activity persists. In the municipality Miranda exists a population of 16,137 goats and 7,526 sheep, in Quisiro 30 producers with 2,250 acres were analyzed, in addition to 1,300 goats and 675 sheep. In Los Cilantrillos and La Esperanza 30 producers with 320 hectares, 375 goats and 430 sheep were studied, occupying 1% of the regional total, which is important for the persistence and interest of producers despite the difficulties arising from oil exploitation . The family group shown participatory in herd management, 88.3% of farmers use extensive grazing, there are family tradition, knowledge management herds through each generation, 56.7% are enrolled in the Mission Agro-Venezuela, races are mainly nubian goat, Alpine, Creole, as to sheep, Persian, mestizo or Creole, producers work more than 10 hours a day, 7 days a week, 56.7% produce goat cheese in farm gate for local markets. It is recommended to continue studies and participatory analysis for the overall improvement of the productive system.

Chemical properties of soil, forage production and population density of earthworms in a silvopastoral system in the Zona Huetar Norte of Costa Rica

ResumenEl presente trabajo se llevó a cabo con el objetivo de evaluar algunas características químicas del suelo, la densidad poblacional de las lombrices y la producción y el valor nutricional del forraje producido. Para esto se evaluaron dos sistemas de producción: T1= Erytrina berteroanaasociada con Brachiaria brizanthaCV. Toledo CIAT 26110, y T2= Brachiaria brizanthaCV. Toledo CIAT 26110 como monocultivo. La investigación se realizó en una finca situada en la cuenca del río Peñas Blancas, sector de Los Ángeles, distrito San Isidro, cantón de San Ramón, provincia de Alajuela, Costa Rica. No se encontraron diferencias estadísticas (p>0.05) en el suelo para los valores de pH (5.50 y 5.60 para T1 y T2, respectivamente), pero sí para el porcentaje de materia orgánica (1.70 y 1.20 para T1 y T2, respectivamente) y la cantidad de lombrices en el suelo (314 y 263 lombrices/m2, para T1 y T2, respectivamente). Con respecto a la producción de materia seca de Brachiaria brizantha,no se encontraron diferencias (p>0.05) entre tratamientos, siendo la producción estadísticamente igual en cualquiera de los sistemas estudiados (un promedio de 33 t ha-1 año-1 en cortes cada 30 días). La producción de la biomasa de Erythrina berteroanafue de 2.724 kg MS ha-1 año-1 con cortes cada seis meses. Para el valor nutricional del componente forrajero de Brachiaria brizantha,no se encontraron diferencias significativas (p>0.05) para cada uno de los sistemas evaluados (un promedio de 10,40% PC, 33% FAD, 56% FND.

AbstractThis work was conducted in order to evaluate some chemical characteristics in the soil, the earthworm population density, production a nutritional value of forage produced where two systems were evaluated: T1= Erythrina berteroana associated with Brachiaria brizantha CV. Toledo CIAT 26110 and T2= Brachiaria brizanthaCV. Toledo CIAT 26110 as a monoculture. The research was developed in the farm located in Los Angeles, San Isidro district, Canton of San Ramon, Alajuela Province, Costa Rica. Under the conditions this work was developed, no differences were found in the soil for pH values (5.50 and 5.60 for T1, y T2, respectively), however, differences were found for the percentage of organic matter (1.70 and 1.20, for T1 y T2, respectively) and the number of worms in the soil (314 y 263 m2 worms, for T1 y T2 respectively). With respect to dry matter production of Brachiaria brizantha,no differences were found among treatments, being the production statistically similar in any of the systems studied (average 33 t ha-1 yr1 in cuts every 30 days). The biomass production was Erythrina berteroana2.724 kg DM ha-1 yr-1 with cuts every six months. For the nutritional value of forage component of Brachiaria brizantha,no significant differences between treatments where found (average of 10.40% CP, 33% FAD, 56% NFD).

Callus formation of cell suspensions inUncaria tomentosa (cat's claw)

ResumenUncaria tomentosa,conocida como uña de gato, es una planta medicinal originaria de Perú que se emplea en medicina natural, principalmente como antiinflamatoria, inmunoestimulante, antioxidante y citotóxica en varias líneas celulares cancerígenas (HL-60, A549 y HEp-3).Es necesario crear estrategias biotecnológicas para el estudio y extracción de los compuestos activos de esta planta, tales como el cultivo de células en biorreactores, lo que permitiría la producción de los metabolitos secundarios a gran escala, bajo condiciones controladas.Previamente al escalamiento del cultivo, es necesario estandarizar los protocolos de callogénesis y de establecimiento de suspensiones celulares.En el presente trabajo se probaron dos protocolos de inducción de callo a partir de segmentos foliares de plantas in vitro de Uncaria tomentosa.Posteriormente se estableció el cultivo de células en suspensión. Se elaboraron las cinéticas de crecimiento del proceso de callogénesis y del cultivo en suspensión.Se determinó que la composición del medio de cultivo más efectivo para la inducción de callo es el Murashige y Skoog (MS) (1962) complementado con 2 mg/L de ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) y 1 mg/L de ácido 3-indolbutírico (AIB). Además de que produjo la mayor biomasa, el callo fue friable, adecuado para el establecimiento de suspensiones celulares.En el cultivo de células en suspensión se utilizó el medio de cultivo más efectivo en el proceso de callogénesis, anteriormente citado. Además, se evidenció la predominancia de dos morfotipos de células, tanto en callo como en suspensiones celulares, con características propias, según la etapa de cultivo.

AbstractUncaria tomentosa,known as cat's claw, is a medicinal plant native to Peru, used in herbal medicine, mainly as anti-inflammatory, immune stimulant, antioxidant and cyto toxic in several cancer cell lines (HL-60, A549 and HEp-3).It's necessary to generate biotechnological strategies for studying and extraction of active compounds from the plant, such as cell cultures in bioreactors. Allowing the production of secondary metabolites scale under controlled conditions.Prior to the escalation of the crop, it is necessary to standardize protocols callus induction and cell suspension setting.In the present work we tested two protocols callus induction from leaf segments vitroplants Uncaria tomentosa.Subsequently established in cell culture suspension. Were prepared growth kinetics of the process of callus formation and suspension culture.It was determined that the composition of the most effective medium for callus induction was Murashige and Skoog (MS) (1962) supplemented with 2 mg/L 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 1 mg/L 3-Indole butyric acid (IBA). Besides that produced the highest biomass, the callus was friable, suitable for establishment of cell suspensions. The cell culture suspension was used in the culture medium more effective in the process of callus formation, cited above. Furthermore, it showed the predominance of two morphological types of cells, in both, callus and cell suspensions with characteristics depending on the cultivation stage.

Virtuality in the educational process: theoretical reflections on its implementation

ResumenEste artículo ofrece un esbozo de las cualidades de un aula virtual, las características propias de un proceso de enseñanza-aprendizaje de naturaleza virtual, el papel que tienen los recursos y los participantes y el perfil de un tutor. Se enfatiza en el rol del tutor en este proceso de construcción y reconstrucción de conocimiento en un espacio virtual y en las experiencias que cada uno de los integrantes aporta en cuanto a su propia vivencia como estudiante o tutor virtual. Además, se comparan los conceptos relacionados con la virtualidad con el de educación tradicional y se brinda una valoración general de estos procesos. Finalmente, se hace un repaso de los elementos que se deben considerar al plantear e implementar un curso en modalidad virtual.

AbstractThis paper provides a general outline of a virtual classroom, the characteristics of a virtual teaching / learning process of this nature, the role of participants and materials, and features that are desirable in a virtual tutor. It emphasizes in the role of the tutor, in this process of construction and reconstruction of knowledge, using a virtual space. It also focuses on the importance of the experiences that each of the members, as a student or as a virtual tutor, brings to the process. It provides a comparison between the concepts related to virtuality and traditional education. It also provides a general assessment of these processes and attempts to supply an overview of elements to be considered when initiating and implementing a course in a virtual way.