Ingeniería y Desarrollo

Intensity of a beam with integer and non-integer charge angular orbital momentum in far field

La forma del patrón de intensidad en campo lejano de un haz luminoso con un valor bien definido de momento angular orbital entero y no entero es analizada teórica y experimentalmente. Mediante simulaciones numéricas de una onda plana difractada por un holograma en forma de tenedor se calcula para los haces con momento angular orbital entero m el radio promedio del anillo interno del haz en el régimen de Fraunhofer, mientras que para los haces con momento angular orbital no entero M se analiza la rotación de la distribución de intensidad en el campo lejano difractado provocada por el giro de la discontinuidad en el holograma en forma de tenedor. Los resultados experimentales de la forma del patrón de difracción en campo lejano de un haz con momento angular orbital entero y no entero producto de hacer incidir una onda electromagnética plana sobre un holograma computarizado en forma de tenedor desplegado sobre un modulador espacial de luz son presentados para corroborar los resultados teóricos.

The far-field intensity pattern of a light beam with a defined value of orbital angular momentum is analyzed theoretically and experimentally. Using numerical simulations of a wave plane diffracted through of a hologram with fork shape, we calculate the mean radius of the inner ring for beams with integer orbital angular momentum in the Fraunhofer regime. For beams with non integer orbital angular momentum, we study the rotation on the far field intensity pattern diffracted produced by the dislocation phase over the fork hologram. Additionally, experimental results are presented for the far field diffraction pattern for beams with integer OAM and non-integer OAM, product of an electromagnetic wave incident on a fork hologram written on a spatial light modulator.

Bayesian modeling application and optimization to demand forecasting

Las prácticas para el manejo óptimo de inventarios son una necesidad en las cadenas de abastecimiento, en especial para productos industriales terminados. Un aporte al mejoramiento de esta cadena logística consiste en encontrar modelos eficientes para el pronóstico de la demanda de estos productos y que a su vez permitan minimizar los costos del manejo de los inventarios; aspectos que se dificultan cuando hay presencia de pocos datos históricos. La propuesta de este trabajo consiste en aplicar varias técnicas bayesianas con un método de optimización, comparando su eficiencia mediante el indicador MAPE para el pronóstico de la demanda, en casos de pocos datos. Los resultados indican que la técnica de pronóstico del valor esperado con retardo de orden 1 en los parámetros, usando la metaheurística Tabú, es la que muestra mejor acierto en el pronóstico.

Practices for optimal inventory management are a need at supply chains, especially for finished industrial products. A contribution to this logistic chain consists in finding efficient forecast of products demand, which permits to minimize cost inventory management, aspects that are more difficult in the presence of few historical data. This work proposal consists in the application of various Bayesian techniques with an optimization method, comparing its efficiency with MAPE indicator for demand forecasting, with few historical data. Results indicate that the expected value technique with an order 1 delay in the parameters, using Tabu metaheuristic shows the best accuracy in the forecast.

Obstacle detection system with Scanner

Este artículo presenta el diseño, implementación y validación de un sistema láser para detección 2D de obstáculos, en interiores y exteriores, haciendo uso de un radar láser Allen Bradley (SafeZone Scanner Laser multizone). Se plantea un procedimiento para deducción de las tramas de datos usadas entre el radar láser y el software propietario Safety Configuration & Diagnostic. Se comunica el radar láser con la plataforma software de robótica móvil Player, habilitando su uso para aplicaciones robóticas. Se diseña un sistema software que permite disponer de la información de las coordenadas 2D de los obstáculos escaneados por el radar láser, tanto en forma de texto como gráfica, lo que permite hacer uso de ella en otras aplicaciones sin limitación. El sistema es validado con pruebas de medición de distancias en interior y en exterior; obteniendo como resultados en exteriores entre 94 y 5120 cm, un error medio de 3,32 cm, y en interiores, entre 30y 1500 cm, un error medio de 0,93 cm.

This paper presents the design, implementation and validation of a laser system for 2D detection of obstacles, indoors and outdoors, using laser radar of Allen Bradley Company (Scanner Safe Zone Laser Multizone). A method for deduction of data frames between the laser radar equipment and proprietary software Safety Configuration & Diagnostic is proposed. We communicate the laser radar with Player software, enabling its use for robotic applications. We design and implement a software system that lets you use the obstacles 2D coordinates scanned by the laser radar, both text and graphics form, allowing to use it in other applications without limitation. The system is validated tests to measure distances in indoor and outdoor, outdoor obtaining as results, between 94 cm and 5120 cm, an average error of 3.32 cm and interior, between 30 cm and 1500 cm, an error through 0.93 cm.

Hydrologic parameters and tensors in the river dynamics: study in colombian caribbean basin

En este artículo se muestran los resultados del análisis hidrológico de las cuencas hidrográficas de los ríos Sinú, Aracataca y Fundación. Se evaluaron las características y la variabilidad de los aportes fluviales (caudales y transporte de sedimentos) y las tendencias históricas para identificar patrones de escala regional en la dinámica fluvial. Se tomaron registros de caudales y transporte de sedimentos del Instituto de Estudios Hidrológicos Ambientales (IDEAM) para realizar un análisis estadístico de las series de tiempo de transporte de sedimentos y caudales. Se identificó una alta dependencia del transporte de sedimento en función del caudal de las corrientes de las cuencas estudiadas, mientras que las curvas de doble masa permitieron identificar la influencia de los factores externos en dicho transporte. La dinámica fluvial de las cuencas de Aracataca y Fundación mostró eventos máximos con períodos de retorno de 2 y 10 años, mientras que la dinámica fluvial del río Sinú se mantuvo regular, debido a la influencia del embalse de URRá. Las cuencas estuvieron sometidas a condiciones climatológicas semejantes, de allí el o comportamiento registrado.

This article shows the results of the hydrologic analysis of watersheds of rivers Sinú, Aracataca, and Foundation. The characteristics and variability of river inputs (flow and sediment transport) and historical trends to identify regional patterns in fluvial dynamics were evaluated. Records of flow and sediment transport were taken of the Institute Hydrologic and Studies Environmental (IDEAM), to perform a statistical analysis of the time series of sediment transport and flow. Sediment transport and stream flow, were show highly dependent, while the dual-mass curves helped to identify the influence of external factors on sediment transport. The dynamic of the basins Fundación and Aracataca, showed maximum events with return periods of 2 and 10 years, while the Sinú River fluvial dynamics was maintained regular due to the influence URRá dam. The basins were subject to weather conditions equal, which explains the behavior recorded.

Design and implementation of a 2D circular domain seismic tomography general ray tracer algorithm

Las técnicas matriciales de inversión tomográfica en tiempo de viaje se basan en la construcción de matrices de distancias que contienen la información de la geometría del dispositivo, así como de la forma del dominio discretizado y la distancia que recorren los rayos en el mismo en cada uno de sus elementos de área componentes. Los dominios considerados por lo general son rectangulares por la facilidad de resolución geométrica. En el caso de este trabajo es circular por la necesidad de auscultar columnas. Las matrices de distancias se emplean para resolver el sistema lineal, que lleva a la determinación de los valores de velocidad en cada uno de los elementos del dominio. Teniendo en cuenta la discretización, existen varias posibilidades en cuanto a la construcción de las matrices de pixeles, y los mismos pueden ser definidos en un cuadrante y por simetría obtener los restantes; construir matrices con pixeles uniformes con la estrategia anterior, y por último, independizarse del cuadrante y generar cualquier disposición y tamaño individual de los mismos. Cada una de las opciones co permitirá acceder a nuevas posibilidades de investigación. o En este trabajo se desarrolló un procedimiento original para la construc-_o; g ción de matrices con elementos del último tipo. El procedimiento se validó con datos simulados utilizando el método de SVD, lo que demostró la eficiencia del algoritmo.

Tomographic matrix inversion techniques in travel time are based on the construction of distance matrices containing information of survey array geometry, the discretized domain shape and the distance traveled by rays in each area elements that compose it. The domain considered is generally rectangular for ease of geometric resolution. In this work is circular due to the need to carry out investigation in columns of this shape. Distance matrices are used to solve the linear system, which leads to the determination of velocity values in each element of the domain. Taking in mind discretization, there are several possibilities for the construction of arrays of pixels: may those be defined in one quadrant and obtaining the rest by symmetry; build arrays with uniform pixels using the previous strategy, and finally to be independent from quadrant and generate any distribution and individual size thereof. Each option will provide access to new research possibilities. In this work an original procedure was developed for the construction of matrices with elements of the last type. The procedure was validated with simulated data using the SVD method, which demonstrated the efficiency of the algorithm.

Cooling water reduction in the plastic bottles blowing area at a rum industry

Se presenta el análisis de la condensación del refrigerante del sistema de refrigeración del área de soplado de botellas plásticas de una ronera que suministra agua tratada a la temperatura exigida en el proceso de soplado. Se calculó el calor cedido en la máquina sopladora y el flujo másico de agua en el condensador. El coeficiente de funcionamiento del ciclo (COP) resultó 2,44, con rendimiento relativo de 51 %. Se usó el software HYSYS para simular el ciclo de refrigeración, analizando la influencia de la presión y de la refrigeración en sus parámetros. Para mejorar el funcionamiento del ciclo de refrigeración se analizaron tres alternativas: utilizar una torre de enfriamiento de plástico de tiro forzado a contracorriente de 2,5 m de diámetro y 6 m de alto; construir un estanque de enfriamiento de agua de 100 m2 y la sustitución del refrigerante actual. La 2 resultó la mejor alternativa, para la cual se requiere una inversión de $ 21 508, con tasa interna de rendimiento (TIR) 44,9 %, superior a la tasa de interés de la empresa (12 %), y retorno sobre la inversión (RSI) 53,2 %, superior al 30 %. El plazo de recuperación de la inversión es de 1,9 años. De acuerdo con los indicadores económicos, la inversión es atractiva.

In this paper, the refrigerant condensing system in the plastic bottles blowing area at Rum industry is presented. Target values of temperature and water quality should be obtained for a good process. Rejected heat at the blowing machine and the water flow at the condenser were calculated. Refrigeration cycle COP was 2.44, with 51 % relative efficiency. Refrigeration cycle was simulated using HYSYS. Influences of pressure and refrigeration on the cycle parameters were analyzed. Three variants were evaluated in order to improve the refrigeration cycle: a plastic forced-draft cooling tower, 2.5 m diameter and 6 m height; a cooling pond, 100 m2 and the substitution of the refrigerant. The best variant was number 2, with $21 508 as investment with IRR 44.9 %, higher than 12 %, and ROI 53.2 %, higher than 30 %. The investment is recovered in a year.

Anthropomorphic robotic hands: a review

This paper presents a review on main topic regarding to anthropomorphic robotic hands developed in the last years, taking into account the more important mechatronics designs submit on the literature, and making a comparison between them. The next chapters deepen on level of anthropomorphism and dexterity in advanced actuated hands and upper limbs prostheses, as well as a brief overview on issues such as grasping, transmission mechanisms, sensory and actuator system, and also a short introduction on under-actuated robotic hands is reported.

Este artículo presenta una revisión de los principales desarrollos que se han hecho en los últimos años en manos robóticas antropomórficas. Las primeras secciones tratan temas como el grado de antropomorfismo y de destreza en las manos robóticas más avanzadas, incluyendo una comparación entre ellas. También se abordan temas como la capacidad de agarre de los efectores finales, los mecanismos de trasmisión, el sistema actuador y sensórico, y se hace una breve introducción al tema de manos robóticas subactuadas.

A Survey on Privacy in Location-Based Services

Location services have become popular over the last years due to the global adoption of smartphones and the worldwide availability of the Global Positioning System (GPS) and other positioning methods. Location-based services (LBSs) offer relevant information to users based on their location. Some common applications of LBSs are traffic or public transportation information, search of points of interest (restaurants, stores, etc.), navigation, among others. Despite all the desirable features that these services provide, most of them do not provide adequate protection of the geographical location of the users, putting them at risk if their information falls in wrong hands. This paper presents a compendium of techniques to protect the location privacy of the users, and introduces an approach to compare and evaluate the presented mechanisms and their viability to be used in different kinds of LBSs.

Los servicios de localización se han popularizado en los últimos años debido a la adopción global de teléfonos inteligentes y la disponibilidad a nivel mundial del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y otros métodos de posicionamiento. Los servicios de localización (LBSs) ofrecen información relevante para los usuarios en función de su ubicación. Algunas aplicaciones comunes de LBSs son el tráfico o información de transporte público, la búsqueda de puntos de interés (restaurantes, tiendas, etc.), la navegación, entre otros. A pesar de todas las características deseables que estos servicios prestan, la mayoría de ellos no ofrece una protección adecuada de la ubicación geográfica de los usuarios, lo que los pone en riesgo si la información llega a manos equivocadas. En este trabajo se presenta un compendio de técnicas para proteger la privacidad de localización de los usuarios, y una matriz de valoración para evaluar los mecanismos presentados y su viabilidad para ser utilizados en diferentes tipos de LBSs.

Aplicação de cinzas residuais e de fibra de sisal na produção de argamassas e concretos: Revisão

O desenvolvimento industrial, associado ao crescente vício de consumo, à obsessão pelos combustíveis fósseis, e o desejo massificado pelo lucro a curto prazo, causam uma certa insensibilidade à alternativas mais sustentáveis. A indústria da construção civil é um setor no qual a incorporação dos vários tipos de resíduos apresenta-se como favorável. Três tipos de resíduos com características e origens diferentes têm se mostrado atraentes e vantajosos para muitos países em desenvolvimento. Eles são resíduos sólidos urbanos incinerados, cinza do bagaço da cana-de-açúcar e fibra de sisal. O artigo apresenta como objetivo realizar uma revisão bibliográfica das características, uso e importância desses resíduos como aplicação na construção civil. O interesse na reutilização desses materiais rejeitáveis como matéria prima em argamassas e concretos permite uma destinação adequada e redução de sua geração, além disso, deixariam de ser causa primária dos problemas ligados à saúde pública e ao meio ambiente. Felizmente, verifica-se que maior é a tendência dos pesquisadores de estimular a busca de novas matérias-primas que sejam provenientes de fontes renováveis e menos poluentes. Todas as pesquisas referenciadas no artigo mostraram a viabilidade da utilização da fibra de sisal e das cinzas residuais para a fabricação de concretos e argamassas.

The industrial development linked to the growing addiction to consumption, obsession with fossil fuels, and general desire for short term profit, cause a certain insensitivity to more sustainable alternatives. The construction industry is a sector in which the incorporation of various types of waste presents as favorable. Three types of waste with different characteristics and origins have proved attractive and advantageous for many developing countries. They are incinerated municipal solid waste, bagasse ash from sugar-cane and sisal fiber. The aim of the paper was to realize a literature review of the characteristics, use and importance of these residues as application in construction. The interest in the re-use of these waste materials as raw material in mortar and concrete allows for proper disposal and minimizing the generation of waste, moreover, would no longer be the primary cause of problems relating to public health and the environment. Fortunately, there is a tendency among researchers to stimulate the search for new raw materials that come from cleaner and renewable sources. All studies referenced in the article showed the feasibility of using sisal fiber and residual ash for the manufacture of concrete and mortar.