A relational contract for water demand management

For necessary goods like water, under supply constraints, fairness considerations lead to negative externalities. The objective of this paper is to design an infinite horizon contract or relational contract (a type of long-term contract) that ensures self-enforcing (instead of court-enforced) behaviour by the agents to mitigate the externality due to fairness issues. In this contract, the consumer is induced to consume at firm-supply level using the threat of higher fair price for future time periods. The pricing mechanism, computed in this paper, internalizes the externality and is shown to be economically efficient and provides revenue sufficiency.

Apparatus and method for heat-run test on high-power PWM converters with low energy expenditure

Before installation, a voltage source converter is usually subjected to heat-run test to verify its thermal design and performance under load. For heat-run test, the converter needs to be operated at rated voltage and rated current for a substantial length of time. Hence, such tests consume huge amount of energy in case of high-power converters. Also, the capacities of the source and loads available in the research and development (R&D) centre or the production facility could be inadequate to conduct such tests. This paper proposes a method to conduct heat-run tests on high-power, pulse width modulated (PWM) converters with low energy consumption. The experimental set-up consists of the converter under test and another converter (of similar or higher rating), both connected in parallel on the ac side and open on the dc side. Vector-control or synchronous reference frame control is employed to control the converters such that one draws certain amount of reactive power and the other supplies the same; only the system losses are drawn from the mains. The performance of the controller is validated through simulation and experiments. Experimental results, pertaining to heat-run tests on a high-power PWM converter, are presented at power levels of 25 kVA to 150 kVA.

Comparative Evaluation of Switching and Average Models of a DC-DC Boost Converter for Real-Time Simulation

This paper presents a comparative evaluation of the average and switching models of a dc-dc boost converter from the point of view of real-time simulation. Both the models are used to simulate the converter in real-time on a Field Programmable Gate Array (FPGA) platform. The converter is considered to function over a wide range of operating conditions, and could do transition between continuous conduction mode (CCM) and discontinuous conduction mode (DCM). While the average model is known to be computationally efficient from the perspective of off-line simulation, the same is shown here to consume more logical resources than the switching model for real-time simulation of the dc-dc converter. Further, evaluation of the boundary condition between CCM and DCM is found to be the main reason for the increased consumption of resources by the average model.

A distributed TDMA slot scheduling algorithm for spatially correlated contention in WSNs

In wireless sensor networks (WSNs) the communication traffic is often time and space correlated, where multiple nodes in a proximity start transmitting at the same time. Such a situation is known as spatially correlated contention. The random access methods to resolve such contention suffers from high collision rate, whereas the traditional distributed TDMA scheduling techniques primarily try to improve the network capacity by reducing the schedule length. Usually, the situation of spatially correlated contention persists only for a short duration and therefore generating an optimal or sub-optimal schedule is not very useful. On the other hand, if the algorithm takes very large time to schedule, it will not only introduce additional delay in the data transfer but also consume more energy. To efficiently handle the spatially correlated contention in WSNs, we present a distributed TDMA slot scheduling algorithm, called DTSS algorithm. The DTSS algorithm is designed with the primary objective of reducing the time required to perform scheduling, while restricting the schedule length to maximum degree of interference graph. The algorithm uses randomized TDMA channel access as the mechanism to transmit protocol messages, which bounds the message delay and therefore reduces the time required to get a feasible schedule. The DTSS algorithm supports unicast, multicast and broadcast scheduling, simultaneously without any modification in the protocol. The protocol has been simulated using Castalia simulator to evaluate the run time performance. Simulation results show that our protocol is able to considerably reduce the time required to schedule.

Average Modelling of a Voltage Source Inverter with Dead-Time in a Synchronous Reference Frame

Voltage source inverters are an integral part of renewable power sources and smart grid systems. Computationally efficient and fairly accurate models for the voltage source inverter are required to carry out extensive simulation studies on complex power networks. Accuracy requires that the effect of dead-time be incorporated in the inverter model. The dead-time is essentially a short delay introduced between the gating pulses to the complementary switches in an inverter leg for the safety of power devices. As the modern voltage source inverters switch at fairly high frequencies, the dead-time significantly influences the output fundamental voltage. Dead-time also causes low-frequency harmonic distortion and is hence important from a power quality perspective. This paper studies the dead-time effect in a synchronous dq reference frame, since dynamic studies and controller design are typically carried out in this frame of reference. For the sake of computational efficiency, average models are derived, incorporating the dead-time effect, in both RYB and dq reference frames. The average models are shown to consume less computation time than their corresponding switching models, the accuracies of the models being comparable. The proposed average synchronous reference frame model, including effect of dead-time, is validated through experimental results.

Consequences of Converting Graded to Action Potentials upon Neural Information Coding and Energy Efficiency

Information is encoded in neural circuits using both graded and action potentials, converting between them within single neurons and successive processing layers. This conversion is accompanied by information loss and a drop in energy efficiency. We investigate the biophysical causes of this loss of information and efficiency by comparing spiking neuron models, containing stochastic voltage-gated Na+ and K+ channels, with generator potential and graded potential models lacking voltage-gated Na+ channels. We identify three causes of information loss in the generator potential that are the by-product of action potential generation: (1) the voltage-gated Na+ channels necessary for action potential generation increase intrinsic noise and (2) introduce non-linearities, and (3) the finite duration of the action potential creates a `footprint' in the generator potential that obscures incoming signals. These three processes reduce information rates by similar to 50% in generator potentials, to similar to 3 times that of spike trains. Both generator potentials and graded potentials consume almost an order of magnitude less energy per second than spike trains. Because of the lower information rates of generator potentials they are substantially less energy efficient than graded potentials. However, both are an order of magnitude more efficient than spike trains due to the higher energy costs and low information content of spikes, emphasizing that there is a two-fold cost of converting analogue to digital; information loss and cost inflation.

A Distributed TDMA Slot Scheduling Algorithm for Spatially Correlated Contention in WSNs

In WSNs the communication traffic is often time and space correlated, where multiple nodes in a proximity start transmitting simultaneously. Such a situation is known as spatially correlated contention. The random access method to resolve such contention suffers from high collision rate, whereas the traditional distributed TDMA scheduling techniques primarily try to improve the network capacity by reducing the schedule length. Usually, the situation of spatially correlated contention persists only for a short duration, and therefore generating an optimal or suboptimal schedule is not very useful. Additionally, if an algorithm takes very long time to schedule, it will not only introduce additional delay in the data transfer but also consume more energy. In this paper, we present a distributed TDMA slot scheduling (DTSS) algorithm, which considerably reduces the time required to perform scheduling, while restricting the schedule length to the maximum degree of interference graph. The DTSS algorithm supports unicast, multicast, and broadcast scheduling, simultaneously without any modification in the protocol. We have analyzed the protocol for average case performance and also simulated it using Castalia simulator to evaluate its runtime performance. Both analytical and simulation results show that our protocol is able to considerably reduce the time required for scheduling.

Embodied and operational energy of urban residential buildings in India

Globally, buildings consume nearly half of the total energy produced, and consequently responsible for a large share of CO2 emissions. A building's life cycle energy (LCE) comprises its embodied energy (EE) and operational energy (OE). The building design, prevalent climatic conditions and occupant behaviour primarily determines its LCE. Thus, for the identification of appropriate emission-reduction strategies, studies into building LCE are crucial. While OE reflects the energy utilized in operating a, EE comprises the initial capital energy involved in its construction (material and burden associated with material consumption in buildings. Assessment of EE and OE in buildings is crucial towards identifying appropriate design and operational strategies for reduction of the building's life cycle energy. This paper discusses EE and OE assessment of a few residential buildings in different climatic locations in India. The study shows that share of OE and EE in LCE greatly depends upon the types of materials used in construction and extent of space conditioning adopted. In some cases EE can exceed life cycle OE. Buildings with reinforced concrete frame and monolithic reinforced concrete walls have very high EE. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

Influencia de la intensidad lumínica en el comportamiento productivo en pollos de engorde en condiciones comerciales

El presente trabajo tuvo como objetivo determinar la influencia de la intensidad lumínica en el comportamiento productivo en pollos de engorde en condiciones comerciales. Durante un periodo de 41 días los pollos de engorde fueron evaluados en la granja avícola "Buenos Aires" que pertenece a la Tip-Top Industrial S.A. ubicada en la comarca "El capulin #2" carretera Masaya-Granada. Se utilizaron 80,000 pollos de engorde mixtos de un día de nacidos. Se utilizó un diseño completamente al azar (D.C.A.) cuyos resultados fueron sometidos a una prueba de rango múltiple Tukey. Se incluyó un tratamiento testigo T1: con una intensidad lumínica de 1.5 watt/m' (16.2lux), T2 con 0.5 watt/m2 (5.4lux), T3 con 1.0 watt/m2 (10,8lux) y T4 con 2:0 watt/m' (28lux) para un total de 4 tratamientos y dos repeticiones por tratamiento. Las variables estudiadas fueron: consumo de alimento, peso vivo, ganancia media diaria, conversión alimenticia. No se encontraron diferencias estadísticas (p>0.05) entre las variables en estudio. Las tasas de mortalidad de los diferentes tratamientos fue analizada a través de una prueba de hipótesis para diferencia entre las proporciones de dos poblaciones encontrándose diferencias estadísticas (p<0.05) entre las tasas de mortalidad para los cuatro tratamientos en las diferentes semanas. En lo que respecta al análisis económico, se basó en la comparación de los costos de energía eléctrica que consume una unidad básica de producción (una galera) con respecto a los cuatro tratamientos evaluados obteniéndose el mayor beneficio monetario con el tratamiento T2 0,5 watt/m2 (5.4lux) con el cual la empresa se ahorraría anualmente $23,566.16 sacando al mercado un pollo de igual calidad al de los otros tratamientos. De forma general podemos decir que el tratamiento T2: 0.5 watt/m: (5.4lux) por ser el que presento una mejor respuesta en cuanto a consume de alimento y conversión alimenticia además de presentar los mas bajos resultados en cuanto a mortalidad acumulada así como también presenta los más bajos costos por libra de alimento consumido para producir una libra de carne es el más indicado para ser utilizado en las diferentes granjas de la empresa.

Frequency characteristics and dynamical behaviors of self-modulation in vertical-cavity surface-emitting lasers

The frequency characteristics of a VCSEL with a quarter-wave plate (QWP) and an external reflector are investigated with the translation matrix of the vectorial field. Two series of eigenmode with a shift of half the free spectrum range are linearly polarized, respectively, along the neutral axes of QWP. We also numerically explore the polarization self-modulation phenomenon by using a vectorial laser equation and considering the inhomogeneous broadening of the gain medium. If the external cavity is so short that the shift is bigger than the homogeneous broadening, two stable longitudinal modes oscillate, respectively, on the neutral axes of QWP because they consume different carriers. With a long external cavity, the competition of the modes for the common carriers causes the intensity fluctuation of the modes with a period of one round-trip time of the external cavity.

Estudio sobre comercialización y consumo de carne de pollo en la zona urbana del municipio de Masaya

El presente trabajo se realizó en la zona urbana del Municipio de Masaya, entre los meses de Agosto y Noviembre de 1998, con el objetivo de caracterizar los canales de comercialización de la carne de pollo, así como también los factores que afecten el consumo de , El estudio se basó en el análisis de 148 encuestas sobre consumo de carne de pollo, realizadas a la población consumidora así como también entrevistas semi estructuradas a agentes la cadena de intermediación. Se utilizó el método de mínimos cuadrados para analizar el efecto sobre el consumo de carne de pollo de las variables propio precio, precio de sustitutos y el ingreso percapita. Además se realizó el cálculo de las respectivas elasticidades. Para el análisis se utilizó una serie de tiempo que comprende el periodo 1992-1998. Los productos avícolas se venden en 3 presentaciones: pollo de engorde (entero congelado y cortado en pieza), ponedoras de descarte y gallinas de patio. La oferta de pollo de engorde obedece un mercado oligopólico con características de monopolio, con un sistema de comercialización centralizado. El margen bruto de comercialización de la carne de pollo de engorde varía de acuerdo al tipo de presentación oscilando entre el 29 - 30 % del valor pagado por el consumidor. Así mismo el margen bruto de comercialización para las ponedoras de descarte oscila entre 18- 22%. Los precios de la carne de pollo varían de acuerdo a la forma en que se presente la canal y al tipo de establecimiento donde se oferta dicho producto (1O -12 córdobas por libra). Con respecto a otros tipos de carne, el pollo presenta un precio relativo menor. El consumo per cápita en la zona es de 28 libras por persona por año; siendo mayor ellos estratos de ingreso más alto, pero se consume aún en los estratos de ingresos más bajos. El incremento del precio del pollo tiende a reducir la demanda. Las preferencias del consumidor son hacia un pollo con poco contenido de grasa y de textura blanda pero no flácida. El 85% de la población consume pollo de engorde principalmente en la presentación de pollo cortado en pieza. La elasticidad precio resultó altamente elástica siendo esta de 2.72. La elasticidad cruzada de cante de pollo con carne de res resultó de 0.84 la cual demuestra que la carne de pollo alcanza ser un sustituto de la carne de res, así mismo la elasticidad ingreso es de -1.33 lo que indica que el pollo es un bien normal básico.

Restricción de horas luz para reducir el síndrome de muerte súbita en pollos de engorde en condiciones comerciales

Con el objetivo de determinar el programa de iluminación más adecuado que permita maximizar los rendimientos productivos y reducir el síndrome de muerte súbita en pollos de engorde, se realizó un experimento en condiciones comerciales, para lo cual se utilizaron ocho galeras con una cantidad de 10,180 pollos de un día de nacidos cada una y distribuidos al azar en cuatro tratamientos: T1 programa de luz natural, T2 programa de 16 horas de luz y 8 horas de oscuridad, T3 programa de 20 horas de luz y 4 horas de oscuridad, T4 programa convencional de 23 horas de luz y 1 hora de oscuridad todo esto hasta el día 21 de edad. Posteriormente a todos se les aplico el programa normal que consistió en 23 hrs. de luz y una de oscuridad. Las variables estudiadas fueron el consumo de alimento, peso vivo, ganancia de peso, conversión alimenticia y mortalidad. Los resultados obtenidos para cada una de estas variables fueron analizados a través de un diseño completamente al azar y se sometieron a la prueba de Tukey. De acuerdo al análisis realizado, no se encontraron diferencias (P > 0.05) entre tratamientos para las variables estudiadas. Las tasas de mortalidad, en los diferentes tratamientos, se analizaron a través de una prueba de hipótesis para diferenciar entre las proporciones de dos poblaciones, encontrándose diferencia significativas (P >0.05) entre las tasas de mortalidad para los cuatro tratamientos en las diferentes semanas. En lo que respecta al análisis económico se basó en la comparación de los costos de la energía eléctrica que consume una unidad básica de producción (una galera) con respecto a los cuatro tratamientos evaluados obteniéndose el mayor beneficio monetario en el T1 (luz natural) en el cual la empresa se ahorraría anualmente un total de $ 9, 284.704.

Propuesta de normativa HACCP para la implementación de un Centro de Industrialización de Carne Avícola en la UNA

El Sistema de Análisis de Riesgos y Puntos Cítricos de Control (HACCP), es una herramienta que se acomoda a cualquier otro sistema, lo único que se pretende con la implantación de este sistema es, procesar alimentos nutritivos, confiables, seguros e inocuos, buscando una alta calidad en el producto, esto significa que el producto procesado este apto para el consumo y que no cause daño o enfermedades a la población que consume el alimento. El presente trabajo tuvo como objeto, sistematizar las normas de implementación del Sistema de Análisis de Riesgos y Puntos Criticos de Control (HACCP) en Nicaragua, para diseñar una propuesta de alternativa para una planta procesadora., específicamente en aves, para la Universidad Nacional Agraria (UNA). Se realizó un estudio visitando las plantas procesadoras de pollo en Nicaragua, las cuales se encuentran certíficadas C{ln el Sistema HACCP, las visitas a esta% plantas consistió en el recorrido de todo el proceso, que va desde la recepción de las aves en las plantas, basta la distribución de los productos terminados, estas vistas se realizaron diariamente, una planta cada día, de cinco de la mañana que inicia la matanza de aves, a cuatro de la tarde que se termina esta matanza, durante seis meses. Las empresas visitadas fueron: Tip-top Km. 16 Y, carretera a Masaya, Pollo Rico en Granada contiguo a la estación de ferrocarril, Indavínsa Pollo Real Km. 26 carretera norte y Pollo Estrella Km. 21 carretera norte. Además se realizó una revisión de literatura, para recabar información y documentación referente al tema en estudio, tal revisión se llevo a cabo en las bibliotecas del MAGFOR y de la biblioteca de la UNA, en ellas se encontró todo lo referente al sistema HACCP , experiencias, principios del sistema, manuales complementarios y todo esto ayudo a desarrollar una propuesta de implementación del Sistema HACCP. Este Sistema es una propuesta racional y sistemática que permite la harmonización de normas y procedimientos que regulan la comercialización de productos alimenticios, simplificando tramites y eliminando barreras para su libre comercio, ya que permite procesar alimentos de alta calidad y aptos para el consumo.

Analysis of Temperature and Pressure Changes in Liquefied Natural Gas (LNG) Cryogenic Tanks

Liquefied natural gas (LNG) is being developed as a transportation fuel for heavy vehicles such as trucks and transit buses, to lessen the dependency on oil and to reduce greenhouse gas emissions. The LNG stations are properly designed to prevent the venting of natural gas (NG) from LNG tanks, which can cause evaporative greenhouse gas emissions and result in fluctuations of fuel flow and changes of fuel composition. Boil-off is caused by the heat added into the LNG fuel during the storage and fueling. Heat can leak into the LNG fuel through the shell of tank during the storage and through hoses and dispensers during the fueling. Gas from tanks onboard vehicles, when returned to LNG tanks, can add additional heat into the LNG fuel. A thermodynamic and heat transfer model has been developed to analyze different mechanisms of heat leak into the LNG fuel. The evolving of properties and compositions of LNG fuel inside LNG tanks is simulated. The effect of a number of buses fueled each day on the possible total fuel loss rate has been analyzed. It is found that by increasing the number of buses, fueled each day, the total fuel loss rate can be reduced significantly. It is proposed that an electric generator be used to consume the boil-off gas or a liquefier be used to re-liquefy the boiloff gas to reduce the tank pressure and eliminate fuel losses. These approaches can prevent boil-off of natural gas emissions, and reduce the costs of LNG as transportation fuel.

Caracterización y evaluación preliminar in situ de sesenta y nueve accesiones de guanábana (Annona muricata L.) en la región del Pacífico y norte de Nicaragua

El presente estudio se desarrolló durante el período de mayo-2001 a septiembre-2002 con el objetivo de establecer la relación del germoplasma de guanábana (Annona muricata L) en los departamentos de Chinandega, León, Managua, Masaya, Granada, Rivas, Matagalpa y Jinotega, mediante taxonomía numérica. La matriz estuvo conformada por 69 accesiones y 20 variables cuantitativas y cualitativas. Esta especie florece todo el año, la mayor producción se obtiene entre agosto y septiembre en la región norte, y entre mayo y en la región del Pacifico. La fruta se consume fresca, las hojas tienen uso medicinal, y las semillas poseen propiedades insecticidas. El comercio es más frecuente en Masaya, Granada y Managua, siendo estos frutos de buena calidad (dulces, aromáticos y jugosos). La erosión genética está condicionada principalmente por la competencia con otros frutales, avance de la frontera agrícola, industrialización incipiente, entre otras. El análisis de componentes principales determinó que el 50.5% de la variación total la aportan los 3 primeros componentes (28.6 %, 12.9% y 9.0 %, respectivamente), éstos conformados por caracteres de frutos y semilla. Asimismo, a través del análisis de agrupamiento según el método Ward y el coeficiente de correlación Pearson como distancia resultó un fenograma de 2 grandes grupos, los cuales a una distancia de 16.5 formaron 4 clusteres que presentan características comunes y varianzas mínimas; de éstos se logró agrupar los materiales de los departamentos de Chinandega y León, Matagalpa y Jinotega, Masaya, Granada y Managua, y un cuarto grupo por accesiones que presentan los mayores promedios en los caracteres de frutos.