Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

La cascarilla de arroz como fuente de SiO₂

La cascarilla de arroz calcinada presenta un alto contenido de sílice. Este trabajo estudió la naturaleza de la fracción orgánica donde se nuclean los complejos de sílice y las condiciones óptimas para la síntesis de SiO2. La cascarilla de arroz y la sílice se analizaron utilizando microscopía electrónica de barrido (MEB), difracción de rayos de X (DRX), infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) y análisis térmico diferencial (ATD). La cascarilla fue tratada con HCl para eliminar impurezas como Fe, Na, K, entre otros. Los resultados obtenidos muestran que en la parte externa de la cascarilla, constituida de celulosa, se nuclea la sílice, y el SiO2 obtenido de la misma es amorfo, con un alto valor de superficie específica (~277 m²/g), morfología no definida y tamaño nanométrico (<200nm).

The husk of rice contains high levels of silica when calcined. This work was carried out to study the nature of the organic components where the silicon complexes are nucleated and the best conditions for the synthesis of SiO2. The husk of rice and silica were analized by SEM, DRX, FTIR, TGA. The husk was treated with HCl to eliminate impurities as Fe, Na, K, etc. The results show that silica nucleates in the external part of the husk, composite of cellulose. SiO2 is amorphous, with a high specific surface (~2772 m²/g), arbitrary morphology and nanometric size (<200nm).

Pinturas pigmentadas con magnetita dopada: evaluación preliminar de propiedades anticorrosivas

Pure magnetite and magnetite doped with three different concentrations of chromium and copper was lab synthesized. The relative performance of these products as anticorrosive pigments is compared with commercially available hematite (red iron oxide). Special mixtures of the pigments with a solventless epoxy binder were prepared maintaining the pigment volume contents near the practical critical value. The purpose was to distinguish the inhibitive action of pigments with the least possible influence from the barrier properties of the epoxy resin. The performance of mixtures applied on mild steel is characterized in accelerated outdoor exposure, in alternated immersion tests and in total immersion conditions. The latter test was monitored with open circuit potential and impedance measurements. Complementary tests with freestanding films were also performed. The results show that magnetite is not an inert pigment. Therefore presence of doping elements can improve the performance of anticorrosive magnetite paints. Based on this result, a complete formulation with pigment, solvent and additives is suggested and preliminarily tested in the lab aiming at producing an anticorrosive primer.

La magnetita pura y las magnetitas dopadas con cobre y cromo se sintetizaron a escala de laboratorio. El comportamiento relativo de estos productos como pigmentos anticorrosivos se comparó con la hematita disponible comercialmente (óxido rojo del hierro). Se prepararon mezclas especiales de los pigmentos con resina epoxy libre de solvente manteniendo el contenido del volumen de pigmento cerca del valor práctico crítico. El propósito es distinguir la acción inhibidora de los pigmentos con poca influencia de las características de la barrera de la resina epóxica. El comportamiento de las mezclas aplicadas sobre el acero se caracterizó mediante exposición acelerada al aire libre, en pruebas alternadas de inmersión y en condiciones de inmersión total. Esta última prueba se supervisó con medidas de potencial y de impedancia de circuito abierto, y fueron complementadas con evaluación de películas libres. Los resultados demuestran que la magnetita no es un pigmento inerte, y que la presencia de elementos dopantes puede mejorar el comportamiento de las pinturas anticorrosivas de magnetita. Basados en esos resultados, se sugirió una formulación completa con pigmento de magnetita, solvente y aditivos y se evaluó en laboratorio, teniendo como objetivo el uso posible como pintura anticorrosiva.

Catalizador de Jacobsen inmovilizado en Al-MCM-41 y en Si-MCM-41 modificada con grupos amino y su actividad en la epoxidación enantioselectiva heterogénea utilizando dimetildioxirano generado in situ como oxidante

The enantioselective epoxidation of three prochiral olefins over Jacobsens catalyst immobilized on Al-MCM-41 and NH2-Si-MCM-41 in the presence of in situ generated DMD as the oxygen source was investigated. Experimental results indicate that the catalyst did not significantly suffer any change in its chemical structure. Therefore, the reusability of catalyst could be successfully achieved when it was immobilized by chemical bonding of the salen ligand.

En este trabajo se investigó la actividad catalítica del catalizador de Jacobsen inmovilizado en Al-MCMC-41 y en NH2-Si-MCM-41 en la epoxidación enantioselectiva de tres olefinas proquirales, utilizando dimetildioxirano generado in situ como agente oxidante. Con este agente oxidante, el catalizador no sufrió cambios significativos en su estructura química. El catalizador se reutilizó exitosamente, cuando se inmovilizó por enlace químico covalente a través del ligando de salen.

Evaluación de la estratificación térmica y su relación con el oxígeno disuelto del agua en la ciénaga Cachimbero, municipio de Cimitarra, Santander

La radiación solar y su disipación en forma de calor influyen directamente en la estratificación térmica de los cuerpos de agua. En la ciénaga de Cachimbero (Cimitarra, Santander), se estudiaron los balances térmicos y la ocurrencia del fenómeno de estratificación del cuerpo de agua y se evaluó la influencia que aquella ejerce sobre la distribución de oxígeno disuelto del agua en el sistema cenagoso. En el estudio se aplicó una metodología apropiada para identificar y caracterizar el fenómeno de estratificación térmica en ciénagas tropicales de aguas someras y oscuras. Para alcanzar estos objetivos se realizaron ocho (8) campañas de muestreo en las cuales se midieron: perfiles de temperatura del agua, temperatura ambiente, radiación solar con base en información climatológica, variables de calidad de agua (oxígeno disuelto, pH, potencial redox, conductividad, etc.). El pH, el potencial redox y la conductividad presentaron poca variabilidad frente a los procesos que controlan la evolución térmica del sistema. Desde diciembre de 2002 se inició la caracterización de las condiciones del sistema y las observaciones se desarrollaron hasta noviembre de 2004.

Solar radiation and its heat dissipation influence directly the thermal stratification of water bodies. In the wetland Cachimbero (Cimitarra, Colombia), the heat budget and existence of thermal stratification within the water body was studied; besides the influence exerted by this stratification on dissolved oxygen in water wetland was related. As a specific objective, an appropriate methodology to identify and to study of thermal stratification in dark water wetlands was applied. In order to attain this objective, eight sampling campaigns were carried out between December 2002 and November 2004 measuring water temperature profiles, room temperature, solar radiation based on meteorological information, water quality variables (dissolved oxygen, pH, redox potential, electrical conductivity, etc.). The water body can be classified like shallow, warm and polymictic lake. It displays recurrent deficit of dissolved oxygen in epilimnion and general anoxia in hypolimnion, and evolution temporary of the profiles follows the pattern general of the thermal profiles.

Metodología para el cálculo de la distribución de temperatura transitoria en un regenerador térmico de lecho poroso empacado

En el presente artículo se propone una función para la distribución de temperatura unidimensional en estado transitorio en un regenerador térmico de lecho poroso empacado, durante la etapa de calentamiento de los elementos empacados considerando que los elementos del lecho se comportan como cuerpos con resistencia térmica interna despreciable. La función propuesta es de la forma:

Abstract An unsteady state one-dimensional temperature distribution function for a packed bed thermal regenerator during the heat storage stage of packed elements is proposed, assuming negligible internal resistance behavior of packed elements. The function has the following form:

Caracterización morfológica del carbonizado de carbones pulverizados: estado del arte

El carbonizado es el residuo sólido que resulta de la extracción de la materia volátil del carbón a altas temperaturas, en atmósfera inerte y cortos tiempo de residencia (proceso de desvolatilización). La desvolatilización generalmente se lleva a cabo en reactores de lecho fluidizado, reactores tubulares de caída o en mallas eléctricas. Las condiciones de operación como tipo de atmósfera, velocidad de calentamiento, temperatura y presión en estos equipos, junto con las características del carbón como el rango, composición petrográfica y tipo de microlitotipos, generan cambios morfológicos en la estructura del carbonizado produciendo diferentes tipos de residuo sólido. Estas diferencias morfológicas afectan en forma directa las características del proceso de combustión. En este artículo se presenta el desarrollo histórico de la clasificación de las diferentes morfologías de carbonizados, las cuales inicialmente fueron realizadas en forma manual y actualmente se lleva a cabo por medio de análisis de imagen en forma automática. Se encontró que hay diferencias en las clasificaciones reportadas en la literatura, por lo cual la International Committee for Coal and Organic Petrology (ICCP) presenta un sistema de clasificación unificado.

Char is the solid remainder from coal when subjected to volatile matter extraction at high temperatures in inert atmosphere and at short residence time (devolatilisation process). Generally, this process is carried out in fluidized bed reactors, in drop tube furnace and electrical meshes. The operation conditions, such as atmosphere type, heating rate, temperature and pressure, and coal characteristics, such as rank, petrographic composition and microlitotypes, produce morphologic changes in the char structure and different solid remainder types is obtained. These morphologic differences directly affect the combustion process characteristics. In this paper, the historical development of the char morphologies classification is summarized. Initially, the classification was carried out by manual analysis, and actually automatic image analysis is used. However, different classifications were reported in the literature, which led to the need for a unified system of classification. Recently, ICCP (International for Committee Coal and Organic Petrology) introduced a morphology char classification system.

Estudio del desgaste por deslizamiento en bronces

Se evaluaron tres bronces: SAE 67, nacional y americano usados típicamente como material de la chumacera en los molinos de caña de azúcar. Se realizaron pruebas desgaste por deslizamiento bajo la norma G77 usando bloques de bronce, anillos de acero SAE 1045 y aceite como lubricante. El tribómetro se calibró usando los anillos de acero SAE 4620 y se usó acero de herramienta SAE O1 para los bloques. Se realizaron metalografías, durezas y rugosidad de los materiales estudiados. El bronce nacional presentó menor coeficiente de fricción y el bronce SAE 67 presentó menor desgaste tanto en el bloque, como en el anillo.

Three bronzes were evaluated: SAE 67, national and american typically used like bearing material in the sugar cane mills. Sliding wear tests were made under the G77 standard, using bronze blocks, SAE 1045 steel ring and oil like lubricant. The tribometer was calibrated using SAE 4620 steel ring and tool steel SAE O1 was used for the blocks. Microstructures, hardness and roughness of the studied materials were assessed. National bronze presented the least friction coefficient and SAE 67 presented the least block ring wear.

Combinación de análisis de XPS y análisis goniométrico para el estudio de la remoción del aceite superficial en aluminio utilizando

La creciente preocupación por el desarrollo sustentable unido al aumento de la concienciación relacionada con la preservación del medio ambiente han impulsado investigaciones científicas en diversas áreas que utilizan tecnologías ambientalmente aceptables. Dentro de este contexto la tecnología de aplicación de plasma frío representa una alternativa eficiente, limpia y económica para la remoción de aceites en superficies metálicas. El objetivo de este trabajo consiste en medir la remoción del aceite de la superficie del aluminio utilizando el proceso de plasma frío. Para evaluar estos resultados se realizaron medidas de ángulo de contacto y XPS. Este trabajo trata sobre el tipo de modificación que se produce sobre superficies metálicas por la acción de plasmas.

The increasing concern about sustainable development together with a stronger awareness regarding the preservation of the environment has stimulated research in most diverse areas using friendly environmental technologies. In this context cold plasma technology represents an efficient, clean and economic alternative for oil removal from metal surfaces. The objective of this work is to evaluate oil removal of an aluminum surface by cold plasma process. The evaluation of the cleanness was made by means of contact angle analysis and XPS. The type of modification that takes place on metallic surfaces by the plasma action is studied.

Diseño de los acoplamientos cuadrados de hierro fundido para molinos de caña mediante el método de los elementos finitos

Se realiza el estudio de las tensiones internas que se generan en los acoplamientos cuadrados de hierro fundido para molinos de caña. Además, se obtienen las expresiones matemáticas para calcular las tensiones equivalentes, teniendo en cuenta la influencia de parámetros como: diámetro exterior del acoplamiento, dimensiones del agujero cuadrado, velocidad de rotación y potencia. Para la obtención de estas expresiones se empleó el método de elementos finitos (MEF). El análisis MEF se hizo a partir del cálculo estático lineal, utilizando para el programa de computación COSMOS/M, versión 2.6. Finalmente, se realizó una estandarización de los acoplamientos con el fin de reducir la variedad de éstos.

The internal stresses generated in the square box couplings of cast iron for sugar cane mills are studied. Also, mathematical expressions are obtained to calculate the equivalent stresses, and the influence of parameters such as: external diameter of the square box coupling, dimensions of the square hole, speed of rotation and power. For obtaining these expressions the Finite Elements Method was used (MEF), with the software COSMOS/M version 2.6. Finally, a standardization of the square box couplings was done with the purpose of reducing their variety.

Un nuevo algoritmo de selección de rasgos basado en la teoría de los conjuntos aproximados

La teoría de los conjuntos aproximados ha abierto nuevas tendencias en el desarrollo de las técnicas de análisis de datos. Dentro de estas es significativo el concepto de reducto, cuya obtención en un sistema de decisión es un proceso computacionalmente costoso aunque importante en análisis de datos y nuevo conocimiento. Debido a esto, se ha hecho necesario desarrollar diferentes variantes para calcular reductos. El presente trabajo investiga la utilidad que ofrece el modelo de los conjuntos aproximados en selección de rasgos y se presenta un nuevo método con el propósito de calcular un buen reducto. Este nuevo método consiste en un algoritmo glotón que usa heurísticas para encontrar un buen reducto en tiempos aceptables. Se presentan, además, los resultados experimentales obtenidos usando diferentes conjuntos de datos.

Rough Sets Theory has opened new trends for the development of data analysis techniques. In this theory, the notion of reduct is very significant, but obtaining a reduct in a decision system is an expensive computing process although very important in data analysis and new discoveries. Because of this, it has been necessary to develop different variants to calculate reducts. The present work looks into the utility that offers Rough Sets in feature selection and a new method is presented with the purpose of calculate a good reduct. This new method consists of a greedy algorithm that uses heuristics to work out a good reduct in acceptable times. Experimental results obtained by using different data sets are presented.

Técnicas de agrupamiento para redes móviles ad hoc

Clustering methods allow fast connection and also better routing and topology management of mobile ad hoc networks (MANET). In this paper a survey of clustering techniques for MANET is presented and some preliminary concepts for designing clustering algorithms are introduced. These concepts relate to network topology, routing schemes, graph partitioning and mobility algorithms. In addition, some of the most popular clustering techniques, such as Lowest-ID heuristic, Highest degree heuristic, DMAC (distributed mobility-adaptive clustering), and WCA (weighted clustering algorithm), among other techniques are described. The aim is to illustrate the main concepts concerning clustering techniques in mobile ad hoc networks.

Los métodos de agrupamiento permiten que las MANET (redes móviles ad hoc) presenten un mejor desempeño en cuanto a la rapidez de conexión, el enrutamiento y el manejo de la topología. En este trabajo se presenta una revisión sobre las técnicas de agrupamiento para MANET. Se introducen algunos temas preliminares que forman la base para el desarrollo de los algoritmos de agrupamiento, tales como: la topología de la red, el enrutamiento, la teoría de grafos y los algoritmos de movilidad. Adicionalmente, se describen algunas de las técnicas de agrupamiento más conocidas como Lowest-ID heuristic, Highest degree heuristic, DMAC (distributed mobility-adaptive clustering), WCA (weighted clustering algorithm), entre otros. El propósito central es ilustrar los conceptos principales respecto a las técnicas de agrupamiento en MANET.