Ingeniería y competitividad

Patentes universitarias en Colombia: un nuevo paradigma

Evaluación del sistema de drenaje urbano oriental de Cali ante escenarios de variabilidad climática apoyados en la simulación con el Modelo de Gestión de Aguas Pluviales

Abstract Occurrence of extreme hydroclimatological events associated with climatic variability and climate change, along with deficient development of urban drainage systems, have increased the occurrence of floods in cities. This study analyzes the hydraulic behavior of the urban drainage system in the east of Cali, during the occurrence of maximum rainfall events, supported by the Storm Water Management Model. Three simulation climate scenarios were developed: (i) current scenario with a return time of 2 and 10 years, (ii). A climate scenario for the year 2030 and (iii) a climate scenario for the year 2040. The model presented an acceptable grade of calibration, with a Nash-Sutcliffe number greater than 0.5 in simulated events, therefore the results obtained appropriately describe the behavior of surface runoff in the study area, in terms of spatial and temporal resolution. In this way, critical points of the drainage system were idenjpgied. This information may be potentially useful in the planning of future hydraulic works, leading to an improvement of the hydraulic behavior of the system, and the protection of life and property of the inhabitants of the city.

Resumen La ocurrencia de eventos hidroclimatológicos extremos asociados a la variabilidad climática y el cambio climático, sumados al desarrollo deficiente de los sistemas de drenaje urbano, ha potenciado la ocurrencia de inundaciones en las ciudades. En este estudio se analiza el comportamiento hidráulico del sistema de drenaje urbano en el oriente de Cali durante la ocurrencia de eventos de precipitación máxima apoyado en el modelo Storm Water Management Model. Se desarrollaron tres escenarios climáticos de simulación: (i) Escenario actual con un tiempo de retorno de 2 y 10 años, (ii).Escenario climático del año 2030 y (iii) Escenario climático del año 2040. El modelo presentó un grado de calibración aceptable, con un número de Nash-Sutcliffe superior a 0.5 en todos los eventos simulados, de manera que los resultados obtenidos describen apropiadamente el comportamiento de la escorrentía superficial en términos de resolución espacial y temporal. De esta forma se idenjpgicaron puntos críticos del sistema de drenaje, potencialmente útiles en los procesos de planeación de obras hidráulicas, que conduzcan al mejoramiento del comportamiento hidráulico del sistema y la protección de la vida y bienes de los habitantes de la ciudad.

Hacia un Análisis de la Eficiencia en Investigación, El Caso de las Universidades Colombianas

Abstract The aim of this paper is to study the empirical evidence of common growth patterns in total publications by year and the scaling exponents (β) associated with this growth behavior. Furthermore, research activities seem to show increasing returns to scale, and the research networks related to these knowledge generation activities appear to show economies of scale. This paper discusses whether the behavior of efficiency Colombian university institutions resemble the behavior of living organisms. Thus, the efficiency name as total publications by sizes institution, is associated to the scaling coefficients. In addition, this work provides the building blocks for a quantitative model, in which, the observed scalability emerge from the capacity to attract Ph.D. students or create new links to carried out research activities in networks.

Resumen Este documento presenta evidencia empírica de patrones comunes en el crecimiento de las publicaciones de las universidades Colombianas. En este sentido las universidades pueden ser vistas como organizaciones en proceso de desarrollo y crecimiento. Los resultados revelan que hay retornos crecientes en el total de publicaciones y economías de escala producidas en las redes de investigación. A la luz de los coeficientes de escalamiento se indaga desde una inspiración biológica, cómo la producción de conocimiento de las universidades es eficiente. Así la eficiencia de las actividades de investigación, en términos del total de publicaciones por tamaño de la institución, está asociada a los coeficientes de escalamiento, donde la escalabilidad observada emerge de la capacidad de las universidades para atraer nuevos estudiantes de doctorado o nuevos vínculos para hacer investigación en red.

Tecnologías de edificios de energías cero. Una revisión

Abstract Buildings represent a significant proportion of total carbon and energy emissions worldwide and play an important role in the formulation of sustainable development strategies. Several countries have adopted or consider the possibility of establishing Zero Energy Buildings (ZEB) as their future energy targets to alleviate the problems related to the depletion of energy resources and the deterioration of the environment. The objective of this contribution is to expose the research trends in ZEB technologies. To achieve this goal, the contribution is supported by an article review carried out in the academic directory Scopus. The information extracted from this catalog was processed in the VOSviewer software, through which the text mining, map of terms and networks of investigative action was carried out. The consumption of energy and resources of buildings, from the design stage; it has become the most studied research topic since 2015. The research detects niches of research in three areas: life cycle cost analysis, environmental impact, and social policies.

Resumen Los edificios representan una proporción significativa de las emisiones totales de energía y carbono en todo el mundo y desempeñan un papel importante en la formulación de estrategias de desarrollo sostenible. Varios países han adoptado o consideran la posibilidad de establecer Edificios de Energías Cero (EEC) como sus futuros objetivos energéticos para aliviar los problemas relacionados con el agotamiento de los recursos energéticos y el deterioro del medio ambiente. El objetivo de esta contribución es exponer las tendencias investigativas en tecnologías de EEC. Para alcanzar este objetivo, la contribución se sostiene en una revisión de artículos, realizada en el directorio académico Scopus. La información extraída de dicho catalogo fue procesada en el software VOSviewer, mediante el cual se realizó la minería de texto, mapa de términos y redes de acción investigativa. El consumo de energía y recursos de los edificios, desde la etapa de diseño; se ha convertido en el tema de investigación más trabajado a partir del 2015. Las contribuciones detectan nichos de investigación en tres áreas: análisis del costo del ciclo de vida, impacto ambiental, y políticas sociales.

Desarrollo de un APP informativo para situaciones de riesgos sismológico para la ciudad de Bogotá

Abstract The objective of the article is to implement the PDVS methodology to develop an application (apps) for mobile devices related to seismic risk situations that allows citizens to have timely information about seismic risks. The objectives of the research lead to choosing a methodology of applied research type, allowing to develop a technological tool called BOGSAT (Early Warning System). The results allow us to idenjpgy that this type of applications constitute dissemination mechanisms for the prevention of risks and disasters. Likewise, the study determined that in Bogotá it is necessary to consolidate databases to provide information to the inhabitants of the city. In conclusion, this application favors the consolidation between technology and collaborative environments, in such a way that they are references for obtaining information in disaster prevention.

Resumen El artículo tiene por objetivo implementar la metodología PHVA para desarrollar un aplicativo (apps) para dispositivos móviles relacionadas con situaciones de riesgo sísmicas que permita a la ciudadanía tener información oportuna sobre riesgos de tipo sísmico. Los objetivos de la investigación conducen a elegir una metodología de tipo investigación aplicada, permitiendo desarrollar una herramienta tecnológica denominada BOGSAT (Sistema de alerta temprana). Los resultados permiten idenjpgicar que este tipo de aplicaciones se constituyen en mecanismos de divulgación para la prevención de riesgos y desastres. Así mismo, el estudio determino que en Bogotá es necesario consolidar bases de datos para proporcionarle información a los habitantes de la ciudad. En conclusión, esta aplicación favorece la consolidación entre la tecnología y los entornos colaborativos, de tal forma que sean referentes para obtención de información en la prevención de desastres.

Mercados Eléctricos para Nano-Redes Inteligente

Abstract This article is focused in reviewing the electricity markets models and the smart nano-grids characteristics, making a study about the main aspects related, structure and integration. Previous investigations are discussed and fundamental ideas are developed and explained, and finally variables and constraints are exposed for modelling the electricity market including the considerations for smart nano grids.

Resumen Este artículo se enfoca en revisar los modelos de mercados eléctricos y las características de las nano redes inteligentes, realizando un estudio de los aspectos principales, estructura e integración. Investigaciones previas son discutidas e ideas fundamentales son desarrolladas y explicadas, y finalmente variables y restricciones son expuestas para modelar un mercado eléctrico incluyendo las consideraciones para nano redes inteligentes.

Cálculo de las integrales de temperatura usadas en el procesamiento de datos de análisis termogravimétrico

Abstract There is no standard procedure for calculating the generalized temperature integral, instead myriads of different approximations to it are applied in the processing of thermogravimetric analysis data. This work presents first an integration procedure based on the Simpson rule that generates reference values of the generalized temperature integral. It also reviews the available representations of the temperature integral in power series, and presents the conversion of its generalized form into the form of special functions. From the comparison with the reference values from integration it was concluded that for argument values of practical interest the generalized temperature integral is best computed as the incomplete gamma function.

Resumen No hay un procedimiento normalizado para calcular la integral de temperatura generalizada, en lugar de eso, cantidades de aproximaciones distintas de ella son aplicadas en el procesamiento de datos de análisis termogravimétrico. Este trabajo presenta primero un procedimiento de integración basado en la regla de Simpson que genera valores de referencia de la integral de temperatura generalizada. También se realiza una revisión de las representaciones en series de potencias disponibles para la integral de temperatura, y se presenta la conversión de su forma generalizada a la forma de las funciones especiales. De la comparación con los valores de referencia obtenidos por integración se concluyó que, para valores de interés práctico de los argumentos, el mejor cálculo de la integral generalizada de temperatura se obtiene con la función gama incompleta.

Construcción de un Indice de Sostenibilidad Ambiental y su aplicación en parcelas productivas campesinas del Municipio de Dagua

Resumen Los estudios sobre los procesos de degradación ambiental requieren de enfoques holísticos que integren aspectos del comportamiento natural de los ecosistemas con los de la organización social; procesos que se pueden cuanjpgicar y cualificar con herramientas como son los índices e indicadores. La estructura del índice de sostenibilidad ambiental construido permite analizar los componentes del recurso hídrico y el suelo en parcelas productivas mediante indicadores orientados a conocer las formas de manejo y el estado de dichos recursos. Las técnicas empleadas en la construcción del índice comprenden: la selección de componentes, indicadores y subindicadores, sus respectivas ponderaciones, la medida de estos y el análisis de robustez del índice final. Se utilizaron tres métodos para la recolección de datos; instrumento tipo encuesta, observación y dialogo de saberes en 6 parcelas campesinas ubicadas en la microcuenca La Centella en el municipio de Dagua donde se desarrollan principalmente actividades agrícolas, en sistemas diversificados y a pequeña escala.. Al aplicar el índice se obtuvo que el 50% de las parcelas presentaron sostenibilidad alta y el otro 50% sostenibilidad media.

Abstract Studies on processes of environmental degradation require an holistic approach that integrate aspects of the natural behavior of ecosystems with the social organization; processes that can be quanjpgied and qualified with tools such as indexes and indicators. The structure of the final environmental sustainability index allows analyzing the components of water resources and soil at smallholdings through oriented indicators to evaluate the management and the state of these resources. The technique used in the construction of the index includes: selection of components, indicators and sub-indicators, their respective weights, their measurement and the robustness analysis of the final index. The data collection was made with three methods: survey form, observation and knowledge´s dialogue in 6 peasant´s smallholdings located in the Centella micro watershed located in the municipality of Dagua, where highly diversified agricultural activities at small scale are mainly developed. Applying the index was obtained that 50% of the plots had high sustainability and the other 50% half sustainability.

Sistema de Toma de Decisiones y Negociación para Nodos Potenciales de un Sistema de Cómputo Ad Hoc

Resumen El primer paso hacia la social-inspiración en un sistema distribuido que opere sobre una red ad hoc es implementar la característica de racionalidad en nodos que deseen unirse al sistema, de manera que puedan decidir si ingresar o no, teniendo en cuenta los recursos que este les ofrece. Este proyecto es el primer paso hacia la social-inspiración en el sistema distribuido TLÖN. En este artículo se exponen las diferentes etapas del proceso para el ingreso del nodo al sistema, los diferentes métodos de toma de decisiones y negociación y la jusjpgicación de la elección de cada uno de ellos como los que más se ajustan al sistema de acuerdo con los parámetros que se manejan en este tipo de redes y el paradigma de social-inspiración que se está aplicando. Los resultados mostraron que los nodos poseen mayor inclinación a realizar proceso de unión con sistemas distribuidos ya formados en vez de crear sistemas con otros nodos solitarios.

Abstract The first step towards social-inspiration in a distributed system that is operating over an ad hoc network is to implement the feature of rationality in the nodes that want to be part of it, so that they can decide whether to enter or not, taking into account the resources offered. This project is the first step towards social-inspiration in the distributed system TLÖN. In this thesis, different stages of the process for the node entering into the system are exposed. As well as the different methods of decision making and negotiation in each stage and the jusjpgication of each choice as the more suitable to the system given the parameters that are used in this type of networks and the social-inspiration paradigm that is being applied. A communication protocol is also proposed for the node with the distributed system and the process of union, permanence and exit of the node. The results showed that the nodes have a greater inclination to carry out the joining process with distributed systems already formed instead of creating systems with other solitary nodes.

Reflexión acerca de la visión de la Gestión Integral de vulnerabilidad por desabastecimiento de agua en zona rural de Colombia

Abstract The present review article refers to the management and baking processes to deal with environmental problems, specifically those that have to do with risk by water supply in rural areas, making an analysis of the integral management of water, the different international and national approaches, to reach the approach in Colombia and how the country welcomes these global guidelines for the proper management of water; It also proposes the analysis of three concepts that make it possible to complement IWRM, as a central approach that promotes multiple convergences from the academic sphere, such as adaptive management, resilience and governance to strengthen the systemic approach required in the management of water under the premise of sustainability. As a consequence of this analysis, the microbasin is considered as a socioecosystem given the intrinsic characteristics to provide water for different uses, being adversely affected by climatic anomalies, which deserves an analysis of the vulnerability of supply microbasins to climate change and climate variability to make a critical approach to the problems in the region in terms of management.

Resumen El presente artículo de revisión refiere a los procesos de gestión y panificación para hacer frente a problemáticas ambientales, específicamente a las que tienen que ver con la vulnerabilidad por abastecimiento de agua en las zonas rurales, haciendo un análisis a la gestión integral del agua, los diferentes abordajes internacionales y nacionales, para llegar al contexto nacional de Colombia y como acoge el país estos lineamientos mundiales en procura de la gestión apropiada del agua, se propone también el análisis de tres conceptos que permiten complementar la Gestión Integral del Recurso Hídrico (GIRH), como planteamiento central que promueve convergencias múltiples desde el ámbito académico como lo son: La gestión adaptativa, la resiliencia y la gobernanza para fortalecer el abordaje sistémico requerido en el manejo del agua bajo la premisa de sostenibilidad. Como consecuencia de este analisis se plantea la microcuenca como un socioecosistema dadas las características intrínsecas para proveer agua para diferentes usos, siendo estas afectadas adversamente por las anomalías climáticas lo cual merece un analisis de la vulnerabilidad de microcuencas abastecedoras ante el cambio climático y la variabilidad climática para hacer un planteamiento critico de la problemática en la región en términos de gestión.

Modelado de un Reactor Solar Fotocatalítico Heterogéneo con TiO ₂ para el Tratamiento de Agua Residual Contaminada con Albendazol

Abstract Albendazole is an anthelmintic drug with antiangiogenic properties, which means that inhibits the development of new blood vessels. This causes a serious risk for the growth of fetus during pregnancy as a result. Heterogeneous photocatalysis has been proposed as an alternative for removal of this contaminant. In this study, a solar compound parabolic collector (CPC) photocatalytic reactor was modeled and simulated in order to describe the total organic carbon (TOC) degradation of commercial albendazole. The Six Flux Model approach (SFM) was used to estimate the Local Velocity Volumetric Rate of Photon Absorption (LVRPA) coupled with a Langmuir-Hinshelwood (L-H) kinetic model in order to describe the photocatalytic degradation of the TOC content of the contaminant and its photochemical oxidation products. The parameters of the L-H model were estimated from experimental data obtained with a catalyst loading of 0.6 g/l, initial pH of 5.0 and three different initial TOC concentrations of the commercial albendazole (159.95, 75.58 and 40 ppm). The rate constant (k T ) and adsorption constant (K 1 ), estimated from the parameter fitting, were 9.28×10-4 m1.5ppmW-0.5 s-1 and 3.02 × 10-2 ppm-1, respectively. The model was validated with experimental results, achieving a TOC removal of 40% with the lowest concentration of the contaminant. By simulating the process with different catalyst loadings, the maximum TOC removal was achieved with 0.21 g/L of TiO2.

Resumen El albendazol es un medicamento anthelmíntico con propiedades antiangiogénicas, lo que significa que inhibe el desarrollo de nuevos vasos sanguíneos. Esto implica un riesgo serio para el crecimiento del feto durante el embarazo. La fotocatálisis heterogénea se ha propuesto como alternativa para eliminar este contaminante emergente. En este estudio, un reactor fotocatalítico solar de collector parabólico compuesto (CPC) se modeló y simuló para describir la degradación del carbono orgánico total (TOC) del albendazol comercial. El enfoque del modelo de seis flujos (SFM) se empleó para calcular la velocidad local volumétrica de absorción de fotones (LVRPA) y se acopló con el modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood (L-H) para describir la degradación fotocatalítica del contenido de TOC de el contaminante y los productos de su oxidación. Los parámetros del modelo L-H se estimaron a partir de datos experimentales obtenidos con una carga de catalizador de 0.6 g/l, un pH inicial de 5.0 y tres diferentes concentraciones iniciales de TOC del albendazol comercial (159.95, 75.58 y 40 ppm). La constante cinética (k T ) y la constant de adsorción (K 1 ), calculadas a partir del ajuste de parámetros fueron 9.28×10-4 m1.5ppmW-0.5 s-1 y 3.02 × 10-2 ppm-1, respectivamente. El modelo se validó con resultados experimentales, alcanzando una reducción de TOC del 40% con la concentración más baja del contaminante. Simulando el proceso con diferentes cargas de catalizador, la máxima reducción de TOC se obtuvo con 0.21 g/L de TiO2.