Revista Ingenierías Universidad de Medellín

ANÁLISIS DISCRIMINANTE DE ALGUNAS VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA DEBIDA AL TRÁFICO URBANO EN UNA GRAN CIUDAD

El ruido producido por el tráfico es función de un gran número de variables, unas propias de las características de la calzada y del entorno por el que discurre, y otras propias de los vehículos. De todas las variables que pueden influir, solo unas pocas están estudiadas en profundidad para ver su relación real con la contaminación acústica. El nivel de presión sonora, Leq, es el índice utilizado para evaluar la contaminación acústica, y la unidad de medida es el decibelio. Esta investigación consiste en la medición de todas las variables presentes en una gran ciudad que pudieran tener alguna influencia en la contaminación acústica, así como el nivel de ruido en la ciudad de Madrid. Todo ello mediante un trabajo de campo en el que se han medido 519 puntos de forma aleatoria, en los que se iban registrando todos estos datos.

Noise caused by traffic is the result of several variables; ones inherent to features of roads and the environment it crosses, and some others inherent to vehicles. From all variables which could cause this kind of noise, only few of them have been studied in depth intended to understand its real relationship to acoustic contamination. The level of sound pressure (Leq.) is the index used for evaluating acoustic contamination and the unit of measure is the decibel. This research involves measurement of all variables present in a big city which could have an impact on acoustic contamination, as well as the level of noise in Madrid City. All this conducted through a field work where 519 places were randomly measured and all this data were recorded

EFICIENCIA EN EL CONSUMO DE AGUA DE USO RESIDENCIAL

Este artículo de revisión aborda los principales referentes acerca de la gestión de la demanda de agua desde una visión tecnológica y cultural como estrategia para el uso eficiente en sistemas de acueductos urbanos. Se hace necesario conocer las dinámicas y los factores que afectan el consumo de agua en las viviendas con el fin de generar procesos de gestión desde este nivel y trascender a niveles superiores. En la primera parte se presenta la revisión sobre la gestión de la demanda y se exponen algunas experiencias investigativas; luego se describen los aspectos técnicos y tecnológicos de los equipos de medición y los dispositivos de bajo consumo de agua; finalmente se enumeran los mecanismos sociales para lograr un uso eficiente de agua.

This revision article encompasses the main models about water demand management from a technological and cultural standpoint as a strategy for having an efficient use in urban water supply systems. It is necessary to know both dynamic and factors affecting household water consumption with the purpose of generating management processes from this level and going forward to higher levels. During the first part of the article a revision is made about demand management and some research experiences are described; then, technical and technological aspects of measurement equipment and low water consumption devices are described; finally, a list of social mechanisms for achieving an efficient consumption of water is provided.

REMOCIÓN DE MICROORGANISMOS PATÓGENOS PRESENTES EN UN LICOR MIXTO BAJO CONDICIONES DE LABORATORIO EMPLEANDO FILTROS EMPACADOS EN ZEOLITA NATURAL

En este artículo, se presentan los resultados obtenidos en la remoción de coliformes totales, coliformes fecales y salmonella-shigella, presentes en un licor mixto proveniente de la planta de tratamiento de aguas residuales San Fernando (Medellín, Colombia), mediante el uso de una batería de filtros empacados en zeolita clinoptilolita. La experimentación se desarrolló bajo condiciones controladas de caudal y pH, a temperatura ambiente. Se empleó zeolita natural tipo clinoptilolita la cual se activó con solución salina y secado, se empacó en una batería compuesta por dos filtros, uno de flujo descendente y otro de flujo ascendente, para facilitar el contacto de la solución contaminada y el material adsorbente (zeolita). Se realizaron cinco ensayos independientes y al final de cada uno de ellos se lavó y se activó el material zeolítico antes de comenzar el siguiente. En cada ensayo se tomaron tres muestras. Se encontró que la eficiencia de los filtros bajo las condiciones específicas de diseño fue significativamente alta en la remoción de los patógenos evaluados, y el porcentaje de remoción fue independiente del valor de la concentración a la entrada del filtro. Además, la eficiencia en la remoción de los patógenos evaluados no dependió del tipo de microorganismo.

This article displays results obtained when total coliforms, fecal coliforms, and Salmonella shigella were removed from mixed liquor taken from San Fernando waste water treatment plant in Medellín, Colombia, by using a battery of filters packed in zeolite clinoptilolite. Experiments were developed under controlled conditions of flow and pH at room temperature. Natural clinoptilolite-type zeolite was used activated with saline solution and drying; it was packed in a battery consisting of two filters (a downward-flow filter and an upward-flow filter) in order to make contact of contaminated solution and adsorbent material (zeolite) easier. Five independent tests were conducted and zeolite matter was washed and activated at the end of each test before starting the next one. Three samples were taken in each test. It was found that efficiency of filters under specific conditions of design was significantly high when assessed pathogens were removed, and percentage of removal was independent from the concentration value at the filter entry. Besides, efficiency to remove pathogens assessed was not dependent on the type of microorganisms.

NITRIFICAÇÃO DE DIFERENTES SUBSTRATOS EM REATORES AERÓBIOS DE LEITO FLUIDIZADO DE CIRCULAÇÃO INTERNA

En esta investigación se estudió la eficiencia de remoción de nitrógeno total (NT) y nitrógeno amoniacal total (NAT) en aguas residuales de piscicultura intensiva y domésticas por medio de reactores aerobios de lecho fluidizado trifásicos con circulación en tubos concéntricos. Se utilizaron diferentes diámetros internos (100; 125 y 150mm) para un mismo diámetro externo de 250mm; se utilizó arena para filtros y carbón activado granular como medio soporte; los reactores se ensayaron con tiempos de retención hidráulica de 11.5 min para el reactor R100, y de tres horas para los R125 y R150. Las eficiencias medias de remoción del NT y del NAT fueron: en el R100 de 24% y 27%; en el R125 de 38% y 40%; y en el R150 de 30% y 49%, respectivamente. Cuanto mayor el diámetro interno mejor fue la eficiencia de remoción de NAT.

This research was intended to study the efficiency of removing total nitrogen (TN) and total ammoniacal nitrogen (TAN) in waste water of intensive and domestic fish farming, through three-phase fluidized bed aerobic reactors with circulation in concentric tubes. Several internal diameters (100; 125; and 150 mm) were used for the same external diameter of 250 mm; filter sand and granular activated carbon were used as a support medium; reactors were tested with hydraulic retention times of 11.5 minutes for R100 reactor and three hours for R125 and R150 reactors. Mean removal efficiencies of TN and TAN were as follows: 24% for R100 Reactor; 38% and 40% for R125 Reactor; and 30% and 49% for R150 Reactor, respectively. The bigger the internal diameter the better the efficiency of TAN removal.

FLUCTUACIÓN DE LOS ENSAMBLES PLANCTÓNICOS EN LA CIÉNAGA DE AYAPEL (CÓRDOBA-COLOMBIA) DURANTE UN CICLO SEMANAL

En esta investigación se evaluó la variación espacial y temporal de los ensamblajes fitoplanctónicos y zooplanctónicos, diariamente y durante un ciclo semanal, en seis estaciones de muestreo en la ciénaga de Ayapel (Córdoba, Colombia), tomando muestras integradas de la columna de agua. Ambos ensamblajes presentaron diferencias espaciales y una alta homogeneidad temporal. El fitoplancton estuvo dominado por cianobacterias principalmente Cylindropermopsis raciborskii y Planktolyngbya limnetica, y el zooplancton por rotíferos del género Brachionus.

This research was intended to spatially and temporally evaluate phytoplankton and zooplankton assemblages on a daily basis during a weekly cycle, in six sampling stations at Ayapel swamp in Córdoba (Colombia), taking integrated samples of the water column. Both assemblages showed spatial differences and a high temporal homogeneity. Phytoplankton was dominated by cyanobacteria, specifically Cylindropermopsis raciborskii and Planktolyngbya limnetica; and zooplankton was dominated by Brachionus-genus rotifers..

CULTIVO LÍQUIDO PARA AISLAR MICROORGANISMOS CON POTENCIAL PARA DEGRADAR METIL PARATIÓN A PARTIR DE SUELOS AGRÍCOLAS Y RESIDUOS ORGÁNICOS

The search for microorganisms with high capacity for pesticide degradation is a very interesting attempt to approach bioremediation strategies in order to prevent contamination. This study evaluates the potential of agricultural soils and solid organic waste cultures microbial isolation as a strategy for screening microorganisms with potential for Methyl parathion (MP) degradation. For the study, microbial consortia were recovered from the liquid fraction of suspension cultures of agricultural soils and solid organic waste. Then, the MP degradation ability and its toxic effect on microbial activity were determined during microbial incubations under laboratory controlled conditions. The results showed that it is not possible to recover the active microorganisms that have potential to degrade the MP from the agricultural soils. However, an active consortium that would degrade both MP and its degradation products was isolated from the organic solid waste.

La búsqueda de microorganismos con alta capacidad de degradación de los plaguicidas es un intento muy interesante de acercarse a las estrategias de biorremediación con el fin de evitar la contaminación. Este estudio evalúa el potencial del cultivo de microorganismos de suelos agrícolas y de residuos sólidos orgánicos como una estrategia para la detección de microorganismos con potencial para el metil paratión (MP) la degradación. Para el estudio, consorcios microbianos fueron recuperados de la fracción líquida de los cultivos en suspensión de los suelos agrícolas y los residuos sólidos orgánicos. La capacidad de degradación de la MP y su efecto tóxico sobre la actividad microbiana se determinó durante las incubaciones de los microorganismos en condiciones controladas de laboratorio. Los resultados mostraron que no es posible recuperar los microorganismos activos que tienen potencial para degradar el MP de los suelos agrícolas. Sin embargo, un consorcio activo que degradaría tanto MP y como sus productos de degradación se aisló a partir de los residuos sólidos orgánicos.

DISEÑO CONCEPTUAL DE UNA ESTACIÓN EXPERIMENTAL DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS ORIENTADA A MUNICIPIOS CON POBLACIÓN MENOR A 30.000 HABITANTES

Se presenta el diseño conceptual de una planta experimental de tratamiento de aguas residuales para poblaciones menores de 30.000 habitantes. El diseño integra seis esquemas de tratamiento interconectados, incluyendo sistemas convencionales y no convencionales, con disposición final del efluente a un cuerpo de agua o infiltración lenta en el terreno, cumpliendo con la norma vigente en Colombia. El proceso incluyó una revisión del estado del arte, el diseño de plantas de este tipo como la planta de Carrión de los Céspedes (Andalucía-España), la planta UFMG/COPASA (Minas Gerais-Brasil), los trabajos realizados en Colombia del IDEAM-CINARA-UTP y los ensayos realizados por Madera, Silva y Peña del CINARA en planta piloto. El área estimada para la construcción de los esquemas propuestos es de 18.000 m² y los costos fijos de construcción de la planta se estiman en 850 millones de pesos para tratar un caudal de 1,5 l/s de agua residual doméstica.

Conceptual design of an experimental waste water treatment plant for populations lower than 30,000 inhabitants is presented. The design integrates six interconnected treatment systems, including conventional and non-conventional systems with final disposal of the effluent to a water body or slow infiltration in the soil, complying with Colombian norms in force. The process included a state-of-the-art revision, design of this kind of plants (such as Carrión de los Céspedes in Andalucía, Spain; UFMG/COPASA plant in Minas Gerais-Brazil), works conducted in Colombia (IDEAM-CINARA-UTP), and tests performed by Madera, Silva, and Peña from CINARA in a pilot plant. Area estimated for construction of systems proposed reaches 18,000 m² and fixed costs for construction of the plant is estimated in 850 million Colombian pesos for treating a 1.5 l/s flow of household waste water.

ESTIMACIÓN DEL VALOR ESTADÍSTICO DE LA VIDA ASOCIADO A LA SEGURIDAD VIAL EN BOGOTÁ

Se presentan los resultados de la investigación ''Valoración estadística de la vida para el análisis del impacto de la accidentalidad'', fundamentada en un experimento de elección, mediante encuestas de preferencias declaradas, para estimar la disposición a pagar por reducir el riesgo de muerte en el contexto del servicio de transporte público colectivo en Bogotá. El experimento estudia la elección entre el servicio de transporte convencional y un nuevo sistema más seguro, a partir de la comparación de los atributos: tarifa, tiempo de viaje y probabilidad de muerte. Los datos recopilados se ajustan a un modelo Probit Binario que incluye el ingreso y nivel educativo de los individuos. Se encontró que el valor estadístico de la vida en este contexto es de 128 millones de pesos, el cual resulta significativamente inferior a valores internacionales trasladados a la renta colombiana, así que se abre el debate sobre el tema en el ámbito nacional.

Results of a research entitled ''Statistical Assessment of Life for Analyzing Impact of Accident Rates'' are shown in this article; the research is based on an experiment of choice conducted through stated preference surveys with the purpose of estimating the will to pay for having risk of death decreased in a scenario of public transportation in Bogotá. The experiment assessed the choice between conventional transportation service and a new safer system by comparing several characteristics: rate, trip time, and death probability. Data collected are consistent to a Binary Probit model which includes income and educational level of the individuals. It was found that the statistical value of life in this context is 128 million Colombian pesos, which is a significantly lower price when compared to international values. The debate about this topic at a domestic level is then opened.

JOB SHOP SCHEDULING BIOBJETIVO MEDIANTE ENFRIAMIENTO SIMULADO Y ENFOQUE DE PARETO

El problema del scheduling es uno de los problemas más ampliamente tratados en la literatura; sin embargo, es un problema complejo NP hard. Cuando, además, se involucra más de un objetivo, este problema se convierte en uno de los más complejos en el campo de la investigación de operaciones. Se presenta entonces un modelo biobjetivo para el job shop scheduling que incluye el makespan y el tiempo de flujo medio. Para resolver el modelo se ha utilizado una propuesta que incluye el uso del meta-heurístico Recocido Simulado (SA) y el enfoque de Pareto. Este modelo es evaluado en tres problemas presentados en la literatura de tamaños 6x6, 10x5 y 10x10. Los resultados del modelo se comparan con otros meta-heurísticos y se encuentra que este modelo presenta buenos resultados en los tres problemas evaluados.

The scheduling problem is one of the most widely treated problems in literature; however, it is an NP hard complex problem. Also, when more than one objective is involved, this problem becomes one of the most complex ones in the field of operations research. A bio-objective model is then emerged for the Job-Shop Scheduling, including makespan and mean flow time. For solving the model a proposal which includes the use of Simulated Annealing (SA) metaheuristic and Pareto Principle. This model is evaluated in three problems described in literature with the following sizes: 6x6, 10x5 and 10x10. Results of the model are compared to other metaheuristics and it has been found that this model shows good results in the three problems evaluated.

INFERENCIA DIFUSA APLICADA A LA INGENIERÍA CONCURRENTE PARA EL DISEÑO DE PRODUCTOS DE MANUFACTURA EN CONDICIONES DE INCERTIDUMBRE

En este artículo se desarrolla un modelo de inferencia difusa para la toma de decisiones en condiciones de incertidumbre aplicado al diseño de productos bajo un esquema de ingeniería concurrente. Los requisitos del cliente y los criterios de los diferentes equipos interdisciplinarios para evaluar un diseño en particular son presentados como variables difusas. El modelo aquí desarrollado es aplicado a una empresa de confecciones.

In this article a fuzzy inference model is developed for decision making under uncertainty conditions, applied to the design of products under a scheme of concurrent engineering. Customer requirements and criteria of different interdisciplinary teams to evaluate a particular design are presented as fuzzy variables. The model developed is applied to a garment company.

UN ALGORITMO METAHEURÍSTICO BASADO EN RECOCIDO SIMULADO CON ESPACIO DE BÚSQUEDA GRANULAR PARA EL PROBLEMA DE LOCALIZACIÓN Y RUTEO CON RESTRICCIONES DE CAPACIDAD

Consideramos el problema de localización y ruteo con restricciones de capacidad (CLRP), en el cual la meta es determinar los depósitos a ser abiertos, los clientes a ser asignados a cada depósito abierto, y las rutas a ser construidas para satisfacer las demandas de los clientes. El objetivo es minimizar la suma de los costos de abrir depósitos, de los costos de los vehículos usados, y de los costos variables asociados con la distancia recorrida por las rutas. En este paper, proponemos una metaheurística basada en simulado y recocido con espacio de búsqueda granular para resolver el problema CLRP. Experimentos computacionales en instancias de benchmarking tomadas de la literatura muestran que el algoritmo propuesto es capaz de obtener, dentro de tiempos computacionales razonables, soluciones de alta calidad mostrando su eficacia.

The article deals with the Capacitated Location Routing Problem (CLRP) where the goal is to determine the depots to be opened, the customers to be assigned to each deposit opened, and the routes to be constructed for fulfilling customers' demands. The objective is to minimize the sum of costs resulting from opening depots, costs resulting from used vehicles, and variable costs associated to the distance across the routes. In this paper, a metaheuristic based on simulated annealing with granular search space for solving the CLRP is proposed. Computational experiments on benchmarking instances taken from literature show that the proposed algorithm is able to obtain high-quality solutions within reasonable computational times, thus showing its efficiency.

UN PROTOTIPO MECÁNICO PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE SELECCIÓN DEL MANGO TIPO EXPORTACIÓN

En Colombia la industria de la exportación de frutas tropicales, en particular la del mango de azúcar, se caracteriza por el tratamiento manual en cada una de las etapas previas a su comercialización, particularmente, la aplicación de los procedimientos de clasificación acordes con los criterios estandarizados nacionales de calidad (NTC-5139). En este artículo de investigación se presenta el diseño de un prototipo mecánico para automatizar el proceso de clasificación del mango de azúcar (Mangifera Indica L) tipo exportación. Este prototipo está constituido por un sistema de bandas que permite transportar y rotar el fruto para que un sistema de adquisición capture diferente caras de este. Las imágenes obtenidas se analizaron mediante técnicas computacionales que permiten obtener una aproximación tridimensional, lo que posibilita la estimación del volumen de cada fruto. Los resultados de la operación del mecanismo, y la aplicación de los métodos mostraron una precisión superior al 90%.

In Colombia, tropical fruit export industry, specifically ''mango de azúcar'' (sweet mango), is characterized for the manual treatment in each stage prior to commercialization, specially application of classification procedures according to local quality standardized criteria (NTC-5139). This research article describes the design of a mechanical prototype for automating the export-type ''mango de azúcar'' (Mangifera Indica L) classification process. This prototype consists of a band system which allows conveying and rotating the fruit so that an acquisition system captures several faces of the fruit. Images obtained were analyzed through computational techniques which allow obtaining a 3-D approach, and this makes estimation of each fruit volume possible. Results of the operation of this mechanisms and the application of methods showed an accuracy over 90%.

HALFTONING: REVISIÓN Y ANÁLISIS

Halftoning es una técnica indispensable para mostrar imágenes digitales en pantalla e imprimirlas en papel usando cualquier tipo de impresora tales como Inkjet y láser. Además de lo anterior, la técnica de halftoning se ha empleado recientemente en diversas aplicaciones en el campo de computación y comunicación, tales como compresión y autenticación de imágenes, criptografía visual, etc. Este artículo proporciona una revisión detallada de los métodos principales de halftoning, los cuales son ordered dither, difusión de error, difusión de error con enfatización de borde, difusión de puntos, ruido verde y búsqueda binaria directa. Para el análisis de las ventajas y desventajas de cada método de halftoning se realizó una comparación de calidad de imagen halftone generada por los métodos mencionados anteriormente usando medición MOS (Mean Opinion Score). Asimismo, se consideró la complejidad computacional de cada método de halftoning.

Halftoning is an indispensable technique used for showing digital images on screen and printing them on paper using any kind of printer such as Inkjet and Laser. Additionally, halftoning technique has been employed recently in several applications in the computation and communication fields, such as compression and authentication of images, visual cryptography, etc. This article provides as detailed review of the main halftoning methods, such as ordered dither, error diffusion, error diffusion with edge emphasis, dot diffusion, green noise, and direct binary search. For analyzing advantages and disadvantages of each halfoning method, a quality comparison of the halftone image generated by the already named methods was performed using Mean Opinion Score (MOS) measurement. Likewise, computational complexity of each halftoning method was taken into consideration.

LINEAMIENTOS BASADOS EN SOA PARA EL DESARROLLO DE SERVICIOS DE VALOR AGREGADO EN ENTORNOS JAIN SLEE

The appropriation of the new technologies is a key aspect to maintain high competitiveness in a globalized economy for telecom carriers. The benefits provided by these new technologies allow them to easily adapt to the market conditions and to satisfy the changing needs of increasingly demanding users. One of these technologies is the JAIN SLEE specification, which presents a highly robust platform for rapid development and deployment of new value-added services. However the high degree of complexity of this technology limits the exploitation of its benefits and capabilities. In this paper, we propose a set of guidelines for value-added service development on JAIN SLEE environments based in the principles and guidelines for service creation defined in SOA, in order to facilitate this process.

La apropiación de nuevas tecnologías por parte de los operadores de telecomunicaciones es un aspecto clave para mantener una alta competitividad en una economía globalizada. Los beneficios que proporcionan estas nuevas tecnologías les permiten a los operadores adaptarse fácilmente a las condiciones del mercado y satisfacer las necesidades cambiantes de usuarios, cada vez más exigentes. Una de estas tecnologías es la Especificación JAIN SLEE, la cual presenta una plataforma altamente robusta para el rápido desarrollo y despliegue de nuevos servicios de valor agregado. Sin embargo, el alto grado de complejidad de esta tecnología limita la explotación de sus beneficios y capacidades. En este artículo se propone una serie de lineamientos para el desarrollo de servicios de valor agregado en entornos JAIN SLEE basados en los principios y lineamientos para la creación de servicios definidos por SOA, de forma que se facilite este proceso.