Tecciencia

Influencia del movimiento de vórtices de plasma en concentraciones magnéticas finas en la fotósfera solar

High-resolution observations from ground-based (Solar Swedish Telescope) and space-borne (Hinode) solar telescopes acquired data with various filters, obtaining images of a quiet Sun region populated with small-scale magnetic elements. The region is also characterized by the presence of photospheric swirl convective plasma structures. This work abridges the results of different analysis applied over time series of images to follow the evolution of magnetic features aiming to establish the influence of the plasma vortices on their motions.

Observaciones solares en alta resolución desde telescopios en tierra (SST) y en el espacio (Hinode) registraron datos con diferentes filtros, obteniendo imágenes de una región del Sol en calma poblada con pequeños elementos magnéticos. La región se caracteriza también por la presencia de vórtices convectivos de plasma fotosférico. Este trabajo condensa los resultados de diferentes análisis aplicados sobre series temporales de imágenes con miras a realizar un seguimiento de la evolución y dinámica de estructuras magnéticas, y de esta forma establecer la influencia de los vórtices de plasma sobre ellas.

Diseño y construcción de un equipo para ensayos de micro-abrasión-corrosión en ambientes biológicos simulados

Medicine and engineering have generated advances in reducing the adverse effects of biomaterials on the human body. However, joint replacements remain a subject of interest since they present various failures stemming from wear processes and corrosion phenomena. Additionally, the growing demand for these devices by ever younger people and the increase in life expectancy generate the necessity of implants with a longer service life. To satisfy this need, all factors that influence joint replacement deterioration must be studied. This study therefore describes a method to design and manufacture equipment that performs simultaneous micro-abrasion and electrochemical tests on various materials in simulated biological fluids for the purpose of observing their behavior and viability as a biomaterial. Despite the availability of analogous equipment abroad and the low investment in research in our country, Colombia, affordable technology which focuses on aspects of greatest relevance for stakeholders and may bring the greatest impact can indeed be developed. Thus, with the implementation of design techniques, software tools such as Catia, and interdisciplinary knowledge, the conceptual and detailed design of the system and its later construction were achieved.

La medicina y la ingeniería han generado avances en la disminución de los efectos adversos de biomateriales en el cuerpo humano. Sin embargo, los reemplazos articulares siguen siendo tema de interés ya que presentan diferentes tipos de fallas debido a los procesos de desgaste y a los fenómenos corrosivos. Adicionalmente, la creciente demanda de estos dispositivos por personas cada vez más jóvenes y el aumento de la expectativa de vida generan la necesidad de implantes con una vida útil más prolongada. Para satisfacer esta necesidad se deben estudiar todos los factores que influencian el deterioro de los reemplazos articulares, por lo tanto en el presente trabajo se describe el diseño y construcción de un equipo que permite realizar ensayos de micro-abrasión y electroquímicos de manera simultánea en fluidos biológicos simulados sobre distintos materiales, con el propósito de observar su comportamiento y su viabilidad como biomaterial. A pesar de que se pueden adquirir en el extranjero equipos análogos y a la baja inversión que nuestro país realiza en temas de investigación, se puede generar desarrollos tecnológicos económicos enfocados en aspectos de mayor relevancia para las partes interesadas teniendo un mayor impacto. Por lo tanto, mediante la implementación de técnicas de diseño, herramientas de software como Catia y conocimientos interdisciplinares, se logró realizar el diseño conceptual y detallado del sistema y su posterior construcción.

Triada del modelo de articulación de sistemas integrados de gestión (HSEQ) - [TMA-(HSEQ)]

Integrated Management Systems include Quality Management Systems (QMS), Environmental Management Systems (EMS), and Occupational Health and Safety Management Systems (OHSMS), which need a continuous and efficient improvement in companies. Many factors hinder achieving quality certifications in environment and occupational safety and health due to dislocation of the corresponding systems. This work aims to propose a model that contributes to the design and integration of these models. This is constructed by studies of unique cases in companies in Bogotá. It was also supported by surveys taking into account the requirements stated by standards such as ISO 9001: 2008, ISO 14001: 2004 and OHSAS 18001:2007. Meanwhile, it was supported with interviews to identify typical problems; and Recursion-Function Matrix between processes and functions. The Triad Model Articulation of Integrated Management Systems [TMA - (HSEQ)] is exposed and designed based on the corresponding standard. The standards OHSAS 18001: 2008 and ISO 14001:2004 are articulated by the norm ISO 9001: 2008 and articulated. This triad should investigate the use of ICT for Integrated Systems Management - (HSEQ) and consider approval of updating future versions of standards (ISO 9001: 2015, ISO 14001: 2015 and ISO 45001: 2016).

Los Sistemas Integrados de Gestión incluyen los Sistemas de Gestión de la Calidad (SGC), Sistemas de Gestión Ambiental (SGA) y Sistemas de Gestión de Seguridad y Salud Ocupacional (SGSYSO) (Health, Safety, Environment & Quality - HSEQ) que precisan de la mejora continua de la eficacia y la eficiencia en las empresas. Existen diferentes factores que dificultan alcanzar las certificaciones de calidad, medio ambiente y seguridad y salud ocupacional debido a la desarticulación de los sistemas correspondientes. El presente trabajo propone un modelo que contribuya al diseño e implementación de los sistemas mediante su articulación. Este se construye a partir de estudios de caso único en empresas de Bogotá, apoyados en la realización de encuestas, teniendo en cuenta el nivel de cumplimiento de los requisitos de los deberes de las normas ISO 9001:2008, ISO 14001:2004 y OHSAS 18001:2007, complementados con entrevistas para identificar problemas tipo y la matriz de Recursión - Función para el cruce entre procesos y funciones. Se expone la Triada del Modelo de Articulación de Sistemas Integrados de Gestión - (HSEQ) [TMA - (HSEQ)] que sirve para el diseño e implementación de las normas correspondientes. Con base en la norma ISO 9001:2008 se articulan las normas ISO 14001:2004 y la OHSAS 18001:2008. Se debería indagar en el uso de las TIC aplicadas a los Sistemas Integrados de Gestión - (HSEQ) y tener en cuenta la aprobación de la actualización de las futuras versiones de las normas (ISO 9001:2015, ISO 14001:2015 e ISO 45001:2016).

Incidencia de la corrosión en las pérdidas de energía eléctrica en cables ACSR

This research performed a marine atmosphere simulation, using a saline fog chamber as a means to generate accelerated corrosion of conducting aluminum with steel reinforcement, used to construct electric power transport networks. The rate of corrosion was determined through the gravimetric method that consisted in measuring the loss of mass taking place in the sample. The experiment was conducted by taking three samples of ACSR (Aluminum with Steel Reinforcement) cable of different gauges, which received a flow of alternate current while the metal was being corroded. Through measuring equipment, electric power consumption was recorded to verify changes in the energy transported, given the exposure of the samples to corrosion. Likewise, voltage and current were measured to determine the system's stability. Results showed that the hours of exposure of the samples in the saline fog chamber generated greater effects in galvanized steel, causing damage to its zinc layer, in contrast to aluminum that turned out to be more resistant to this type of contaminant. Also, the electric power losses registered were not significant; possibly due to the sample's exposure and energizing times.

En la presente investigación se realizó una simulación de atmosfera marina, utilizando la cámara de niebla salina como medio para generar la corrosión acelerada del conductor de Aluminio con refuerzo de acero, el cual es utilizado en la construcción de redes de transporte de energía eléctrica. La velocidad de corrosión se determinó por el método de gravimetría que consistió en la medición de la pérdida de masa que presentó la probeta. El experimento se hizo tomando tres probetas de cable ACSR de diferente calibre, al cual se le aplicó un flujo de corriente alterna mientras se corroía el metal. Mediante un equipo de medida se registró el consumo de energía eléctrica para verificar la presencia de cambios en la energía transportada, debido a la exposición de las muestras a la corrosión. De igual manera la tensión y la corriente se midieron para determinar la estabilidad del sistema. El resultado mostró que las horas de exposición de las probetas en la cámara de niebla salina generaron mayor afectación en el acero galvanizado causando daño en su capa de zinc, al contrario del aluminio que mostró ser más resistente a este tipo de contaminante. Así mismo las pérdidas de energía eléctrica registradas no fueron significativas debido posiblemente al tiempo de energización y de exposición de las probetas.

Estudio de la estructura interna de GRB largos con corrimiento al rojo similar

In this paper, we studied the internal structure, temporal and spectral, of a sample of 5 long GRBs detected by Swift satellite with similar redshift (z∼1). We determined the spectral lag applying an exponential model, proposed by Norris, according to the sensitivity of the BAT detector (15-150 KeV); on the other hand, we analyzed the spectrum in regions of 1 second width, and the temporal evolution of spectral parameters such as photon index and energy peak, and finally we investigated correlations between spectral lag and photon index or luminosity. For the spectral analysis we used three spectral models: power law, cut-off power law and band model. We concluded that high energy photons arrived before low energy photons in 88% of lags, the contribution of the synchrotron radiation inside the burst is important for the 66.67% of analyzed regions. Moreover, the spectral lag and luminosity are anticorrelated, nevertheless spectral lag and photon index are not correlated.

En este artículo estudiamos la estructura interna, temporal y espectral de una muestra de 5 GRB largos, con corrimiento al rojo similar (z∼1), detectados con el satélite Swift. Determinamos el retraso espectral aplicando un modelo exponencial, propuesto por Norris, de acuerdo con la sensibilidad del detector BAT (15-150 KeV) Por otra parte, analizamos el espectro en regiones de 1 segundo de ancho, y la evolución temporal de parámetros espectrales como el índice de fotón y pico de energía, y finalmente investigamos correlaciones entre retraso espectral e índice de fotón o luminosidad. Para el análisis espectral, usamos tres modelos: ley de potencia, ley de potencia recortada y modelo de banda. Concluimos que los fotones de alta energía llegaron antes de los fotones de baja energía para el 88% de retrasos, y que la contribución de la radiación sincrotrón dentro del brote es importante para el 66.67% de las regiones analizadas. Adicionalmente, el retraso espectral y la luminosidad están anticorrelacionados. Sin embargo, el retraso espectral y el índice fotónico no están correlacionados.

Desarrollo de una Antena tipo Loop Magnética para la Detección de Radio-ondas Jovianas a 20.1 MHz

Radio waves coming from the planet Jupiter are electromagnetic phenomena generated by synchrotron emission mechanism, due to the interaction of Jovian magnetic field with charged particles produced by the satellite Io. These radio waves fall directly upon the ionosphere affecting earth's radio communications. At the Astronomical Observatory of the University of Technology of Pereira (OAUTP) the research group in Astro-engineering Alfa Orion, developed a magnetic loop antenna designed to resonate at 20.1 MHz, which coupled with the receptor and the software from NASA's Radio Jove project enabled the observation of radio sources A, B, C, IoA, IoB and IoC from Jupiter, allowing the construction of a database for the study of the Jovian activity in radio waves.

Ondas de radio provenientes del planeta Júpiter son fenómenos electromagnéticos generados por emisión de sincrotrón, debidos a la interacción del campo magnético Joviano con partículas cargadas producidas por su luna Ío. Estas ondas de radio interactúan con la ionósfera, afectando las radio-comunicaciones terrestres. En el Observatorio Astronómico de la Universidad Tecnológica de Pereira (OAUTP) el grupo de investigación en Astroingeniería Alfa-Orión desarrolló una antena tipo Loop Magnética diseñada para resonar a 20.1 MHz, la cual fue acoplada con el receptor y el software del proyecto de la NASA Radio Jove. Esto permitió la observación de las fuentes de radio A, B, C, IoA, IoB y IoC desde Júpiter, permitiendo la construcción de una base de datos para el estudio de la actividad Joviana en ondas de Radio.

Análisis comparativo entre redes SOM y redes Bayesianas aplicado a la detección de fallas en estructuras

In this paper is carried out a comparative study between Self-Organizing Maps (SOM) and Bayesian Networks, to evaluate their performance in the field of structural health as damage detector of structural failures type III, which detects where the damaged area is and percentage of damage within this the area. The implemented classifiers are trained to detect structural failures in a simply supported beam and a truss of 13 elements, the detection is performed using modal information from different test scenarios, obtained by OpenSees® and MATLAB®. The simulations show a satisfactory performance of Bayesian networks to provide the range of stiffness variation in each element of the studied systems. Meanwhile, SOM networks are useful in predicting the decrease in elastic modulus, which is assumed as specific percentage of damage. Based on this results is proposed a hybrid methodology (BAYSOM) seeking to reduce computational cost and improve performance in diagnosis and detection of fault conditions in structures.

En el presente artículo se realizó un estudio comparativo entre redes de mapas auto-organizados (Self-Organizing Map, SOM) y redes bayesianas, evaluando su desempeño en el campo de la salud estructural al determinar la ubicación y porcentaje de daño en fallas estructurales tipo III. Los clasificadores implementados se entrenan para monitorear una viga simplemente apoyada y una armadura de 13 elementos, esto gracias a la información modal de los distintos escenarios de prueba, obtenida mediante OpenSees® y MATLAB®. La simulación muestra un desempeño satisfactorio de las redes Bayesianas para suministrar el rango de variación en la rigidez de cada uno de los elementos bajo estudio. Por otra parte, las redes SOM se muestran útiles al estimar la reducción en el módulo de elasticidad de cada elemento, lo cual se interpreta como un porcentaje específico de daño. Con base en los resultados se propone una metodología hibrida (BAYSOM) buscando reducir el costo computacional y obtener un mejor desempeño en el diagnóstico y detección de condiciones de falla en estructuras.

Análisis Termodinámico de la Autoignición en Motores de Encendido Provocado Operados con Combustibles Gaseosos Alternativos

Currently, detailed studies exist on the self-ignition phenomenon in liquid fuels and even for natural gas. However, studies for syngas are quite limited and existing ones are mainly focused on combustion kinetics and do not study self-ignition prior to the ignition point. This paper presents the development of a thermodynamic analysis to study the self-ignition phenomenon in gaseous alternative fuels during the compression stroke in spark-ignited internal combustion engines. Analysis takes into account the fuel composition, relevant process parameters, and variation due to pressure and temperature intake changes. The approach is focused on equilibrium thermodynamics, which easily allows estimating engine operating conditions. These results permit studying adequate compression ratios to obtain good efficiencies, as those achieved by using natural gas, but in heat engine applications to generate power with low-methane-number syngas fuels.

En la actualidad, existen estudios detallados del fenómeno de la auto-detonación en combustibles líquidos e inclusive para el gas natural. Sin embargo, los estudios para gas de síntesis son muy limitados y los existentes se centran principalmente en la cinética de la combustión y no se ha estudiado el autoencendido antes del punto de ignición. En este trabajo se presenta el desarrollo de un análisis termodinámico para estudiar el fenómeno de auto-ignición en combustibles gaseosos alternativos durante la carrera de compresión, cuando son utilizados en motores de encendido provocado. El análisis tiene en cuenta la composición del combustible, los parámetros relevantes del proceso y la influencia debido a los cambios de presión y temperatura en la admisión. El enfoque se centra de la termodinámica de equilibrio, lo que permite una estimación práctica de la condición de funcionamiento del motor. Estos resultados permiten estudiar las relaciones de compresión adecuadas con el fin de obtener eficiencias similares a las obtenidas utilizando gas natural, pero en aplicaciones de motores térmicos para la generación de energía eléctrica utilizando gas de síntesis de metano bajo número como combustible.

Distribución de Masa del Disco Protoplanetario de HL Tau

A recent image of ALMA, of the protoplanetary disk around the star HL Tau, shows that the disc consists of several bright concentric rings separated by gaps. There is a hypothesis that these gaps are due to the presence of planets, but there are some difficulties with this interpretation: The planets are too close, generating orbital instability and should not exist planetary formation processes so advanced because the star is too young. This paper shows that the gaps are an effect of the distribution of matter of the disk. In most models assume that the disc consists of a continuous distribution of materia and gas, however, by orbital resonance effect, the disc has an internal structure: It is a superposition of distribution functions that give rise to the characteristic shape of the disc. The mass distribution is obtained, and a preliminary study of the orbits is done, finding that they are stable.

Una imagen reciente de ALMA del disco protoplanetario que rodea a la estrella HL Tau, muestra que el disco está formado por varios anillos concéntricos luminosos, separados por gaps. Existe la hipótesis de que estos gaps se deben a la presencia de planetas, pero existen algunas dificultades con esta interpretación: Los planetas se encuentran demasiado cerca, generando inestabilidad orbital, y no deberían existir procesos de formación planetaria tan avanzados, debido a que la estrella es demasiado joven. En este trabajo se muestra que los gaps son un efecto de la distribución de materia del disco. En la mayoría de modelos se asume que el disco consiste de una distribución continua de materia y gas, sin embargo, por efecto de resonancia orbital, el disco tiene una estructura interna: es una superposición de funciones de distribución que dan origen a la forma característica del disco. Se obtiene la distribución de masa, y se hace un estudio preliminar de las órbitas, encontrando que son estables.

Scheduling Flow Shop No Tradicional Empleando CSP

This paper addresses the problem of scheduling in a flow shop manufacturing environment with non-traditional requirements, where some jobs must be scheduled earlier and others later depending on the priority established by the demand characteristics supplied. The problem is formulated mathematically, and given its nonlinearity, we propose a CSP (Constraint Satisfaction Problem) model, which is formulated using constraint programming with the software OPL Studio®. A set of experiments was performed by varying the weighting of jobs. We also varied the deadlines and waiting times among the machines. Finally, different production schedules were attained according to the type of experiment, thus solving the problem of non-traditional scheduling.

En este documento se aborda el problema de Scheduling en un ambiente de fabricación Flow-Shop con requerimientos no tradicionales, en el cual algunos trabajos deben ser programados en su momento más temprano y otros en su momento más tardío dependiendo de la prioridad establecida por las características de la demanda a suplir. El problema es formulado matemáticamente y dada su no linealidad se propone un modelo CSP (Constraint Satisfaction Problem) para su solución, el cual se formula mediante programación por restricciones utilizando el software OPL studio®. Se realizaron un conjunto de experimentos, variando la ponderación de los trabajos, así mismo se variaron la fecha de terminación y los tiempos de espera entre máquinas. Finalmente, se obtuvieron diferentes programas de producción acorde al tipo de experimento dando una solución al problema del Scheduling no tradicional.