Revista Ingenierías Universidad de Medellín

Treatment of waterworks sludge from conventional process to drinking water

Se investigaron los lodos aluminosos del proceso de sedimentación de una planta convencional de potabilización de agua sometidos a ensayos de recuperación de aluminio, adicionando H2SO4, sedimentabilidad y espesamiento. Utilizando H2SO4, se recuperó el 60-70 % de la concentración inicial del aluminio en el lodo, con pH=1,5 Und. y mezcla de 5-30 minutos. Para los ensayos de sedimentabilidad y espesamiento se utilizaron los polímeros Nalclear 8173 y Trafloc 496. Se obtuvieron remociones significativas para SST y turbiedad en la sedimentabilidad con un nivel de significancia de 0,05; no hubo diferencias significativas entre los polímeros; la dosis que presentó eficiencias de remoción significativas fue 10 mg/L. En el espesamiento, la adición de Trafloc y el factor tiempo influyeron significativamente sobre las eficiencias de remoción de DQO, DBO, SST y turbiedad; no hubo diferencias significativas entre las dosis de polímero utilizadas. La sedimentabilidad presentó mejores condiciones técnicas para el tratamiento de los lodos ensayados.

Waterworks sludge from sedimentation process in conventional drinking water treatment plant, recovery tests under aluminum adding H2SO4, thickening and settling properties were investigated. Using H2SO4, was recovered 60-70% of the initial concentration of aluminum in the sludge, and pH=1.5 Und mixture 5-30 minutes. For testing the settleability and thickening Nalclear 8173 and Trafloc 496 polymers were used. With a significance level of 0.05, the settling properties significant for SST and turbidity removal was obtained; there were no significant differences between the polymers; dose efficiencies presented significant removal was 10 mg/L. In thickening, adding Trafloc and the time factor influenced significantly on removal efficiencies of COD, BOD, TSS and turbidity; there were no significant differences between the doses of polymer used. The settleability provided best technical conditions for the treatment of sludge tested.

Methodology for the analysis of vulnerability to water watershed supplying climate variability

Este artículo de investigación presenta una metodología para el análisis de vulnerabilidad de fuentes abastecedoras de agua con resultados regionales (Popayán y Cajibío), considerando los siguientes elementos: 1) Incorporación de indicadores pertinentes para fuentes abastecedoras de acueductos municipales, 2) Saberes locales sobre percepción, clima e identificación de problemáticas relacionadas, 3) Procedimientos matemáticos y ajuste del algoritmo para calcular la vulnerabilidad y 4) articulación con instrumentos de planificación territorial. Como resultado, la vulnerabilidad en el escenario actual de la subcuenca río Las Piedras (Popayán) es medio baja (0,42), producto de la capacidad adaptativa generada por procesos sinérgicos desarrollados entre los actores locales; en contraste, la subcuenca del río Michicao (Cajibío) presenta una vulnerabilidad media alta (0,54), debido a la desarticulación social, baja presencia institucional y nula inversión ambiental.

This research paper presents a methodology for the analysis of vulnerability of water supply sources with regional results (Popayan and Cajibío), considering the following points: 1) incorporation of relevant indicators of municipal water supply sources, 2) Local knowledge on perception, and identification of climate related problems, 3) mathematical procedures and adjust the algorithm for calculating the vulnerability and 4) coordination with territorial planning instruments. As a result, the vulnerability in the current scenario of the Rio Las Piedras subbasin (Popayán) is medium low (0.42) product generated by adaptive capacity developed synergistic processes between local actors; in contrast, the basin of the river Michicao (Cajibio) has a high average vulnerability (0.54) due to social dislocation, low institutional presence and zero environmental investment.

Factors determining the socio-ecological resilience for andean mountains

El presente artículo de revisión está enmarcado en el desarrollo de una tesis doctoral en Ciencias Ambientales. Analiza los procesos tradicionales de gestión y planificación que han tenido un enfoque disciplinar para enfrentar problemáticas ambientales como el cambio climático en la alta montaña andina cuyo propósito se ha centrado en el manejo o mitigación de los impactos ambientales generados por las actividades antrópicas. Sin embargo, el deterioro ecológico aumenta debido a que las bases conceptuales en las que se fundamentan las herramientas de gestión por lo general son descontextualizadas, asumiendo que las relaciones socio ecológicas se pueden desagregar para ser estudiadas y que los fenómenos de la naturaleza son predecibles y controlables. Considerando lo anterior, se propone la incorporación de teorías complementarias como los socio-ecosistemas, la resiliencia, la transformabilidad, la adaptación y la vulnerabilidad.

This review article is framed in the development of a doctoral thesis, it analyzes the traditional processes of management and planification which have had a disciplinary approach to cope environmental issues, such as climate change in the high mountain and whose proposal has centered on the management and mitigation of the environmental impacts generated by human activities. However, environmental degradation is increasing, due to the conceptual basis on which are based the management tools are usually decontextualized, assuming that socio ecological relationships can be disaggregated to be analyzed and that natural phenomena are predictable and controllable. Considering this, it is proposed the incorporation of complementary theories such as the socio ecosystems, the resilience, transformability and vulnerability.

Early warning system for coffee rust disease based on error correcting output codes: a proposal

Colombian coffee producers have had to face the severe consequences of the coffee rust disease since it was first reported in the country in 1983. Recently, machine learning researchers have tried to predict infection through classifiers such as decision trees, regression Support Vector Machines (SVM), non-deterministic classifiers and Bayesian Networks, but it has been theoretically and empirically demonstrated that combining multiple classifiers can substantially improve the classification performance of the constituent members. An Early Warning System (EWS) for coffee rust disease was therefore proposed based on Error Correcting Output Codes (ECOC) and SVM to compute the binary functions of Plant Density, Shadow Level, Soil Acidity, Last Nighttime Rainfall Intensity and Last Days Relative Humidity.

Los productores de café colombianos han sufrido severas consecuencias por la Roya desde que fue reportada por primera vez en el país en el año 1983. Recientemente, investigadores de aprendizaje automático han intentado predecir la roya a través de clasificadores como: arboles de decisión, máquinas de vector de soporte, clasificadores no determinísticos y redes bayesianas, pero se ha demostrado teórica y empíricamente que la combinación de múltiples clasificadores puede mejorar sustancialmente el rendimiento en la clasificación. En este sentido es propuesto un sistema de alerta temprana para la roya en el café, basado en códigos de salida de corrección de error y máquinas de vector de soporte para calcular las funciones binarias de la densidad de planta, el nivel de sombra, la acidez del suelo, la intensidad de lluvia en la última noche, y en últimos días, con humedad relativa.

Contributions in formation in materials science and engineering

Este artículo de reflexión sustenta que el conocimiento sobre materiales y su procesamiento son factores clave del desarrollo tecnológico e industrial. Se muestra la relación entre la dinámica de la innovación y la tecnología de materiales, evidenciada en las revoluciones industriales de los últimos siglos. Igualmente se plantea el reto que enfrenta el área del conocimiento en materiales ante la escasez de materia prima y la disminución del impacto ambiental derivado de la transformación y la deposición final. Esto ha generado la necesidad de fortalecer la formación científica y profesional en materiales para respaldar los sistemas productivos nacionales y generar valor agregado. Se presenta como evidencia la importancia estratégica de los materiales en diferentes países para el desarrollo tecnológico. Finalmente el fuerte incremento de programas de postgrado en el área de materiales en Colombia se discute frente al reducido número de programas de pregrado en Ingeniería de materiales.

This article sustains that knowledge of materials and their processing are key factors of technological and industrial development. The industrial revolutions of the past centuries are evidence of the relationship between the dynamics of innovation and technology of materials. The materials knowledge field has as principal challenges confront the scarcity of raw materials and the reduction of environmental impact due to processing and final waste disposal. This has generated the need to strengthen the scientific and professional training materials to support national production systems and create value. The materials is a strategic area in many developed countries due to its importance of materials on the technology development. Finally, the article discuss the sharp increase in graduate programs in the area of materials against the small number of undergraduate programs in engineering materials.

An algorithm based on a granular tabu search for the solution of a vehicle routing problem by considering heterogeneous fleet

Este artículo aborda el problema de ruteo de vehículos con flota heterogénea (VRPH), en el cual se busca determinar las rutas a ser construidas para satisfacer las demandas de los clientes, considerando una flota de vehículos con capacidad y costos no homogéneos. El objetivo es minimizar la distancia total de las rutas recorridas por los diferentes vehículos. En este artículo, se propone un algoritmo metaheurístico basado en una búsqueda tabú granular para la solución del problema. El algoritmo acepta soluciones infactibles penalizadas por un factor dinámico que se ajusta durante la búsqueda. Experimentos computacionales en instancias reales de una compañía colombiana muestran que el algoritmo propuesto es capaz de obtener, en tiempos computacionales reducidos, mejores soluciones que las obtenidas por el método tradicional de planificación de rutas, usado en la compañía.

This paper considers the vehicle routing problem with heterogeneous fleet (VRPH), which tries to determine the routes to be constructed for satisfying the demand of the customers by considering a fleet of vehicles with different capacities and costs not homogeneous. The main objective is to minimize the distance traversed by the different vehicles. This paper proposes a metaheuristic algorithm based on a granular tabu search for the solution of the problem. The algorithm allows infeasible solutions by penalizing them by a dynamic factor which is adjusted during the search. Computational experiments on real instances for a Colombian company show that the proposed algorithm is able to obtain, within short computing times, better solutions for those obtained by the current traditional method for planning the routes.

Food packaging-interactions: migration

La calidad e inocuidad de los productos alimenticios es un tema relevante que involucra el comportamiento de los empaques en los procesos de preparación y almacenamiento de alimentos. En este contexto, el cumplimiento de la legislación alimentaria, cada día más exigente, requiere el conocimiento de varios aspectos clave en los sistemas empaque-alimento. Este artículo presenta una revisión acerca de los principales materiales de empaque actualmente usados en la industria alimentaria, sus interacciones con el producto empacado principalmente la migración de macro y microelementos desde el empaque hacia el alimento, abordando técnicas analíticas y modelos matemáticos usados en la identificación de elementos migrantes, así como también aspectos relacionados con la normativa establecida nacional e internacionalmente.

Foodstuffs quality and safety are important issues involving packaging behavior in food preparing and storing processes. In this context, food legislation compliance increasingly demanding, concerns the knowledge of several key aspects of food-packaging systems. This article presents a review about main packaging materials currently used in the food industry, their interactions with the packaged product, mainly migration of macro and microelements from packaging to food, analytical techniques and mathematical models used in elements migrants identification, the national and international regulations established.

Innovative profile of colombian manufacturing industries. Case of metal mechanics sector in Barranquilla

Este artículo presenta los resultados del estudio ''Patrones de innovación tecnológica en la industria manufacturera colombiana. El caso del sector metalmecánico de la ciudad de Barranquilla.'' Se parte de una detallada revisión de la literatura internacional para definir las variables o indicadores del estudio, luego se realizan análisis factoriales y análisis de clúster, que indican la existencia de tres grupos de empresas con patrones de innovación definidos de acuerdo con su grado o nivel de compromiso innovador en alto, medio y reducido, y posteriormente se desarrolla un análisis estructural para definir relaciones de causalidad, con lo que se construye un modelo de análisis y un perfil de empresa manufacturera innovadora. Estos resultados están acompañado de un conjunto de propuestas de estrategias o acciones tendentes al fortalecimiento de las capacidades de las empresas en lo referente a su capacidad y esfuerzo innovador.

This article shows the results of the study ''Patterns of technological innovation in Colombian manufacturing. The case of Metal Mechanics Sector in Barranquilla.'' The article begins with a detailed review of the international literature to define the variables or indicators of the study; then it shows the results of a factor and cluster analysis, which indicate the existence of three groups of enterprises with innovation patterns defined according to its degree or level of innovation commitment: high, medium or low. Additionally, it is developed a structural analysis to determine causal relationships between those factors. With the results the authors builds an analysis model and an innovative profile as a model for Colombian manufacturing companies. These results are accompanied by a set of proposed strategies and actions aimed at the enterprises capacities strengthening in terms of their innovative effort.

Implementation of pulse-density modulation PDM in an ozone generation system and its contribution to the characteristic efficiency curve

Los sistemas de generación de ozono generalmente utilizan la modulación por amplitud de pulsos (PAM) para variar o controlar la concentración de ozono. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos luego de la implementación de la modulación por densidad de pulsos (PDM) en la fuente de potencia de un sistema de generación de ozono y el mejoramiento logrado en la curva característica de la eficiencia. Las técnicas PAM y PDM se aplicaron en un sistema de generación de ozono con inversor push-pull auto-resonante. La amplitud de voltaje ajustada en la onda de potencia PDM se determinó de la condición de la onda PAM donde se obtuvo la máxima eficiencia en el 60 % de los puntos de operación del sistema de generación de ozono.

The ozone generation systems generally use the pulse amplitude modulation (PAM) to vary or control the ozone concentration. The results obtained after the implementation of pulse density modulation (PDM) in the power supply system of an ozone generation and the improvement achieved in the efficiency curve is presented in this paper. PAM and PDM techniques were applied in ozone generation system with push-pull inverter resonant self. The adjusted voltage amplitude of the PDM waveform power is determined from the condition of the PAM waveform where the maximum efficiency was obtained; Thus achieving increased efficiency in 60% of operating points ozone generation system.

Premium of the sum from two risks dependent PQD or NQD - archimedean copulas application

En este artículo se estudia cómo se afecta la prima de la suma de dos riesgos X y Y con dependencia positiva PQD y dependencia negativa NQD con el uso de las cópulas como estructura general que gobierna tal dependencia. Se propone una demostración del Lema de Hoëffding y se usa para el cálculo de la varianza de X + Y. Se exponen y usan varios principios de prima (de varianza, de desviación estándar, de varianza modificada) y de medidas de dependencia más usadas (τ de Kendall, dependencia en la cola). Son presentados varios ejemplos numéricos de dependencia de riesgos con algunas cópulas arquimedianas.

The premium of the sum of two risks X and Y with positive dependence PQD and NQD negative dependence and its impact is studied in this paper using copulas as the general structure that governs such dependence. We propose a demonstration of Hoeffding's lemma and is used to calculate the variance of X + Y. Various premium principles (variance, standard deviation, variance as amended) and most commonly used measures of dependence (τ of Kendall, dependence on the tail) are propoused and used. Several numerical examples risks of dependence with some Archimedean copulas are presented.

Cattle marks similarity measure by shape distributions

Este documento reporta los resultados de una investigación orientada hacia el diseño de un método de tratamiento de imágenes digitales para la automatización de los procesos de registro y control de marcas de ganado requeridas por las regulaciones del sector ganadero en Colombia. El método permite automatizar los procesos de búsqueda y de comparación necesarios para garantizar la unicidad de las marcas dentro de un sistema asistido por computadora. Se inicia con la generación de un histograma estimado de la geometría de la marca, lo que permite comparar y detectar similitudes entre las figuras previamente almacenadas, mediante una métrica de similitud basada en la distancia de Minkowski. Los resultados obtenidos indican que el método es adecuado para realizar un proceso de discriminación de dichas imágenes, reducir las ambigüedades y garantizar la unicidad de los registros. Los resultados obtenidos y un análisis de su aplicación son reportados.

This paper reports the investigation results addressed to design of a digital image processing method for automate the registration and control process of livestock marks according to Colombian regulations livestock sector. It allows automate the process of search and comparison required for livestock mark uniqueness assurance on a computer assisted system. First, a histogram is generated based on statistical distribution of geometrical information, which permit to detect similarities between registered marks by means Minkowski-based metric. The results show that the method allows discriminating between images using a digital signature from a Shape DistributionÂ the geometric structure reducing ambiguity and ensuring the uniqueness of registered marks. We show the results and make an analysis of system application.

Academic programs management from the perspective of knowledge management supported with pre-conceptual schemas

Los procesos que se suelen asociar con los programas académicos y los objetivos organizacionales que los respaldan aún no se unifican en la literatura especializada. Esa unificación se puede lograr empleando procesos de gestión del conocimiento. Por ello, en este artículo se propone una ampliación a una versión previa del esquema preconceptual que representa la gestión de programas académicos, tomando en consideración la opinión de expertos mediante una encuesta diseñada para tal fin. El esquema resultante se ejemplifica con el programa de Ingeniería de Sistemas de la Universidad de Medellín.

Unification of academic program processes and goals is still far from the state of the art. Such unification can be reached by using knowledge management processes. For this reason, in this paper we propose a revisited version of a previous pre-conceptual-schema-based representation of the academic programs. We design a survey directed to experts and we obtain several responses. The resulting pre-conceptual schema is exemplified by using the system engineering program belonging to the Universidad de Medellín.

Towards a model of convergent service provisioning

El aprovisionamiento de servicios de telecomunicaciones ha cambiado notablemente en los últimos 30 años; se ha pasado de modelos estáticos, rígidos y controlados por un solo actor de negocio a modelos dinámicos, flexibles, con múltiples actores en la cadena de valor y orientados a los usuarios finales. Diferentes enfoques han planteado modelos de aprovisionamiento que cumplan requerimientos específicos a los operadores de telecomunicaciones. Sin embargo, aún no están claros los procesos principales que deben desarrollarse en cada fase del ciclo de vida del servicio para que permitan una integración efectiva entre diferentes modelos de aprovisionamiento. En este artículo se presenta una aproximación al modelo inicial de aprovisionamiento de servicios convergentes, el cual abstrae los principales procesos dentro de las fases de diseño, despliegue y operación del servicio. De igual manera, se presenta un piloto funcional que ejecuta de manera automática el proceso de despliegue inicial en un entorno convergente con base en los procesos definidos en esta fase. Finalmente, el mecanismo es sometido a una prueba de escalabilidad para evaluar su desempeño.

In the last thirty years telecom service provisioning has changed significantly. In the early years, there were static and rigid provisioning models and these were controlled by only one business actor. After that, a new flexible and dynamic provisioning models whit a lot stakeholder in the value chain appeared in the telecom market. Approaches have proposed service provisioning models for telecom operator; however, it's not clear what process have to carry out in each services lifecycle phase in order to integrate different service provisioning models in an efficient way. In this paper, we present an approach to initial model of convergent services provisioning emphasizing in those generic processes inside of design, deployment and operation service. Moreover, we built an automatic mechanism for initial deployment in a convergent environment based on the process defined in that service phase. Finally, we validate that automatic mechanism whit a scalability test.