Ingeniería y Desarrollo

Balance of loads in the distribution circuits of an isolated electrical system guaranteeing safe operation in the occurrences of faults

Resumen El polo turístico Cayo Santamaría, en la provincia de Villa Clara, Cuba, presenta un desarrollo constructivo acelerado. En la actualidad no tiene interconexión con el Sistema Eléctrico Nacional que garantice la estabilidad del sistema eléctrico, y existe una gran diferencia en la potencia que manejan los circuitos de distribución que alimentan las cargas. Por lo anterior, se hizo necesario un análisis que permitiera repartir estas cargas de manera uniforme, a fin de plantear su conexión con los circuitos de distribución. En el presente trabajo se realiza un estudio sobre las posibles variantes de conexión de los grupos de carga de los centros hoteleros a los circuitos de distribución, y se concluye con la mejor posible en las condiciones actuales. Se analizó la respuesta del sistema ante averías en los circuitos de distribución, de manera que se propusieron soluciones para ampliar la estabilidad posavería de este. Los resultados obtenidos son un punto de partida para la operación óptima del sistema eléctrico aislado del Cayo Santa María.

Abstract The tourist destination Cayo Santamaría in the province of Villa Clara, Cuba, has aconstructive accelerated development. Currently does not have interconnection with the national electrical system that ensures the autonomy of the electrical system, and there is a great difference in the electric power circulating through of the distribution circuits that feed the loads. An analysis that would deliver these loads evenly for connection to the distribution channels became necessary. Therefore, it is necessary an analysis that allows to distributing these loads in a uniform way for their connection to the distribution circuits. This paper realize a study on the possible connection variants of the load groups of hotel centres to the distribution circuits, concluding which optimal variant to perform. It was analyzed system response from faults in the circuits, proposing solutions to extend the post-failure stability. The results obtained are a starting point for an optimal operation and more reliable of Cayo Santa María isolated system.

Study of mechanical behavior of mortars modified with sawdust under compression loads

Resumen En este artículo se presenta un estudio sobre el comportamiento mecánico de morteros modificados con fibras de aserrín bajo cargas de compresión. Se estimó la densidad, la resistencia a la compresión y el módulo de elasticidad dinámico de morteros modificados con 0%, 0,5%, 1% y 3% en peso de fibra de aserrín. Los compuestos se evaluaron luego de siete, 30 y 90 días de curado. Además, se utilizó microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de rayos X de energía dispersa (EDX) para caracterizar la morfología y encontrar la composición elemental tanto de las fibras como de la matriz de cemento. Los resultados muestran cómo a mayor porcentaje de aserrín, la resistencia, el módulo de elasticidad y la densidad disminuyen. Se sugiere utilizar hasta un 1% de fibra de aserrín en morteros para evitar una reducción importante en las propiedades mecánicas de los morteros.

Abstract In this paper, a study about the mechanical behavior of mortar modified with sawdust fibers under compression load was performed. Density, compressive strength and dynamic elastic modulus of mortar modified with 0%, 0,5%, 1% and 3% of sawdust were estimated. Composites were evaluated after seven, 30 and 90 days of curing. In addition, scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were used to characterize the morphology and to find elemental composition for both, fibers and cement matrix. The results show that compressive strentgth, elastic modulus and density decreases as sawdust percentage increases. It is suggested to use 1% of sawdust fiber mortars in order to avoid an important reduction of the mortar mechanical properties.

Axial dynamic test in notched cylindrical specimen to measure fatigue behavior in asphalt mixtures

Resumen La fisuración por fatiga es uno de los mecanismos de deterioro más comunes en las estructuras de pavimentos. Este fenómeno se encuentra asociado al deterioro generado como consecuencia de la aplicación de cargas repetitivas cuya magnitud de carga es inferior a la resistencia máxima admisible que puede soportar el material. Por lo mismo, la aplicación continua de las cargas generadas por la acción del tránsito da lugar a un progresivo deterioro de las capas del pavimento. En la actualidad, existen distintas metodologías que permiten predecir la fisuración por fatiga, pero un gran número de estas se caracterizan por ser procedimientos complejos, y en muchas ocasiones no se garantizan la falla de algunos tipos de mezclas, o no relacionan las condiciones de carga aplicadas con las sufridas en el pavimento. Es por esto que el desarrollo de ensayos efectivos es fundamental para comprender el comportamiento frente a la falla por fatiga de las mezclas asfálticas. En este contexto, el artículo presentado tiene como objetivo principal proponer una metodología de ensayo para evaluar la fisuración por fatiga por medio del uso de una probeta cilíndrica entallada. El método propuesto permite la reproducción del estado tensional del pavimento, a fin de evitar la disipación de esfuerzos, de modo que se concentren las tensiones en la zona intermedia de la probeta, previamente entallada. Para este procedimiento propuesto, se evaluaron tres tipos de áridos para una mezcla semidensa usualmente utilizada en capas de rodadura, determinándose las leyes de fatiga para cada mezcla. Además, se presenta un análisis de durabilidad de las mezclas evaluadas.

Abstract Fatigue cracking is one of the most common damage mechanisms on the pavement structures. This phenomenon is associated to the damage produced by repetitive load application, whose load magnitude is lower than the maximum admissible resistance that the material may resist. Because of this, the continuous application of loads generated by the traffic creates a progressive damage in the pavement layers. Currently, there are different methodologies that allow predicting the fatigue cracking, but most of these methodologies are complex procedures which may not guarantee the failure of some types of mixtures and may not relate the applied load conditions to those suffered in the pavement. For this reason, to understand the fatigue cracking behavior of asphalt mixtures is essential to develop effective fatigue tests. In this context, the main goal of this paper is to propose a test methodology to evaluate fatigue cracking by using a notched cylindrical asphalt concrete specimen. The proposed method allows reproducing the pavement tensional state, avoiding the stress dissipation, and focusing the strains in the middle of the previously groove carved specimen. A semi-dense asphalt mixture gradation, used in asphalt pavement surface layer, was chosen. Three types of aggregates were evaluated, determining their fatigue laws. Besides, an analysis of durability of asphalt mixtures was presented.

Comparison among both most recent analysis and design methodologies of ASCE 7, for the analysis of its possible use in buildings with seismic base isolation in Colombias

Resumen El aislamiento de base es una técnica de protección sismorresistente para edificaciones, con un uso exitoso y amplio a nivel mundial. En Colombia actualmente existen algunos edificios que incorporan esta técnica, los cuales fueron diseñados bajo los requisitos de normativas americanas vigentes en la época, como, por ejemplo, ASCE 7-10. Dicha normativa ha sido recientemente actualizada a su versión 2016, con importantes cambios técnicos respecto a su predecesora. ASCE 7-16 incorpora resultados de las investigaciones más recientes en cuanto a aislamiento sísmico se refiere, por ende, las futuras edificaciones que se diseñen y construyan en el país bajo esta técnica deberían seguir dicho documento. Es por todo lo anterior que en el presente trabajo se evidencia la necesidad de realizar un análisis de la nueva filosofía de diseño para edificaciones con aislamiento de base y discutir su aplicabilidad en el país.

Abstract Base seismic isolation is a seismic protection technique for buildings, successful and with great use worldwide. In Colombia there are currently some buildings that incorporate this technique, which have been designed under the requirements of American regulations in force at the time, such is the case of ASCE 7-10. Aforementioned regulation has been recently updated to its 2016 version, with important technical changes with respect to its predecessor. ASCE 7-16 incorporates the results of the most recent research in terms of seismic isolation, future buildings that use this technique and that are designed and built in the country should follow this document. For all the aforementioned, it is evident the necessity of make an analysis of the new design philosophy for buildings with base isolation and discus its applicability to the country.

Methodology for conducting a diagnosis of the management of environmental indicators in the Cuban public administration

Resumen Proteger el medio ambiente es una preocupación a nivel internacional que ha ido cobrando fuerzas en todos los niveles. Para esto las organizaciones requieren que la toma de decisiones se lleve a cabo basada en la evidencia, razón por la que la información y su gestión adecuada son imprescindibles cuando se soportan en indicadores que propician el seguimiento y el control. El objetivo de este trabajo es diseñar una metodología para el diagnóstico de la gestión de los indicadores. Se utilizaron los métodos de análisis-síntesis e hipotético-deductivo, y se emplearon instrumentos tales como entrevistas, encuestas y cuestionarios, consulta a especialistas, así como el método de Delphi y métodos estadísticos. Se aplicó la metodología a los indicadores ambientales nacionales y se detectaron vacíos en la información y en el marco legal, así como otras insuficiencias en la gestión de los indicadores que inciden en la toma de decisiones.

Abstract Protecting the environment is an international concern that has been gaining strength at all levels. For that reason, organizations require that decision-making be carried out based on evidence, so information and its proper management are essential, when are supported into indicator that encourages monitoring and the control. The target of this work is to design a methodology for the diagnosis of the management of indicators. The following methods were used: analysis-synthesis and hypothetical-deductive, instruments were used such as: interviews, surveys and questionnaires, consultation with specialists; Delphi method and statistical methods. The methodology was applied to national environmental indicator, and there were gaps in the information and in the national legislation and other insufficiencies in the management of indicators that affect decision making.

Fabrication and characterization of silver nanoparticles with potential use in the treatment of skin cancer

Resumen El cáncer de piel tipo carcinoma es la patología de mayor frecuencia epidemiológica a nivel mundial. Sus tratamientos convencionales se clasifican según el tipo de cáncer de piel que presenta el paciente y su ubicación. Para su tratamiento se utilizan procedimientos como, por ejemplo, la escisión con evaluación de márgenes, la radioterapia, el curetaje y electrodisección, criocirugía, cirugía micrográfica de Mohs, terapia fotodinámica, el 5-fluorouracilo tópico, la terapia con imiquimod tópico y el láser con dióxido de carbono. A pesar del abanico de técnicas terapéuticas con las que se cuenta, estas terapias, por lo general, se acompañan de efectos secundarios. Es por esto que cobra interés el estudio de nuevas alternativas basadas en ingeniería de tejidos que potencialmente pueden aumentar la efectividad de los resultados anticancerígenos y disminuir la aparición de efectos adversos. Entre las técnicas de nanomedicina usadas en cáncer se encuentran las nanopartículas (NPs), las cuales son biocompatibles y han mostrado efectividad en modelos animales frente a la muerte de células cancerígenas y la disminución del tamaño de tumores, ya que al absorber fuertemente la radiación cercana al infrarrojo actúan como fuentes de hipertermia local. Con el fin de aumentar los efectos biológicos de las adiciones, se puede utilizar la biofuncionalización o activación superficial para asegurar el anclaje de los surfactantes, proteínas y factores tisulares necesarios. En el presente proyecto se obtuvieron nanopartículas de plata por medio del método de reducción química, en el cual se le modificaron varios parámetros a fin de estandarizar el tamaño de las nanopartículas, punto clave en el tratamiento del cáncer. Luego del método de síntesis se llevó a cabo un proceso adicional de biofuncionalización mediante el polímero polietilenglicol (PEG) para mejorar las propiedades de anclaje y biocompatibilidad de las nanopartículas. En la caracterización de las nanopartículas se procedió con técnicas de microscopía electrónica de transmisión; además, espectrofotometría UV-Vis y un ensayo de viabilidad y citotoxicidad de las nanopartículas. Se concluyó que con el procedimiento implementado se pueden sintetizar nanopartículas de plata para un potencial uso en el tratamiento de cáncer de piel.

Abstract Carcinoma-like skin cancer is the world’s most frequently diagnosed pathology. Its conventional treatments are classified according to the type of skin cancer that the patient presents and its location, and include procedures such as excision with margins evaluation, radiotherapy, curettage and electro dissection, cryosurgery, surgery Mohs micrograph, photodynamic therapy, topical 5-fluorouracil, topical Imiquimod therapy and laser with carbon dioxide. Despite the range of therapeutic techniques available, these therapies are usually accompanied by side effects, which is why it is interesting to study new alternatives based on tissue engineering that can potentially increase the effectiveness of anticancer results and decrease the occurrence of adverse effects. Among the Nanomedicine techniques used in cancer, nanoparticles (NPs), which are biocompatible and have been shown to be effective in animal models against the death of cancer cells and the decrease of tumor size, since by strongly absorbing near-infrared radiation they act as sources of local hyperthermia. In order to increase the biological effects of NPs, biofunctionalization or surface activation may be used to ensure anchorage of surfactants, proteins and tissue factors required. In the present project silver nanoparticles obtained through the nucleation and reduction chemical method, in which several parameters were modified to standardize the size of the nanoparticles, a key point in the treatment of cancer, after synthesis method was made an additional process of biofunctionalisation by the polyethylene glycol (PEG) polymer to improve the anchoring and biocompatibility properties of the nanoparticles. For the characterization of the nanoparticles, we proceeded with scanning and transmission electron microscopy techniques, in addition to spectophometric UV-Vis and an assay to determine the viability and cytotoxicity of nanoparticles. It was concluded that with the implemented procedure could be synthesized and characterized nanoparticles for their potential use in the treatment of skin cancer.

Soil block stabilized in small format and technology of placement in work, in housing of social interest

Resumen La Universidad Nacional de Loja, ubicada en la frontera sur de Ecuador, investigó sobre la fabricación de bloque con suelo estabilizado en pequeño formato como una alternativa viable para contribuir a la solución de vivienda de interés social. La caracterización físico-mecánica del suelo determinó el uso del cemento para su estabilización. El diseño experimental se basó en el modelo multitabla en un hexágono mediante la manipulación de dos variables: cemento y agua. Los mejores resultados se obtuvieron con las mezclas con 13% y 9,75% de cemento, y 25% y 22% de agua, respectivamente, una resistencia a la compresión de 7,78 MPa y 4,66 MPa, y un coeficiente de ablandamiento superior a 0,5 que garantizan la resistencia a la humedad. Para confirmar el beneficio social del material desarrollado en el laboratorio y su comportamiento en el proceso de colocación en obra se construyó una vivienda prototipo en la parroquia rural de Chuquiribamba bajo la modalidad de autoconstrucción, para lo cual se cumplió con las fases de: 1. Diseño; 2. Producción; y 3. Construcción. Este proceso permitió un total involucramiento de la familia beneficiaria y de la comunidad.

Abstract Researchers belonging to Universidad Nacional de Loja, located at the southern border of Ecuador, investigated about the manufacture of small-size hollow bricks with stabilized soil, as a viable alternative to contribute to the solution of affordable housing. The stabilization of cement was determined by physical-mechanical characterization of the soil. The experimental design was based on a multi-table hexagonal model through the manipulation of two variables: cement and water. The best results obtained were the mixtures with 13% and 9.75% of cement, and 25% and 22% of water, respectively; as well as by the compressive strength of 7.78 MPa and 4.66 MPa, and the softening coefficient above 0.5, what guarantee resistance to moisture. In order to confirm the social benefit of the laboratory-developed material and its behavior during the building process, a prototype house was built in a rural parish-called Chuquiribamba, under the modality of self-construction for which the following stages were completed: 1.Design; 2. Production; and 3. Construction, which allowed total involvement of the beneficiary family as well as the community.

Production of galactooligosaccharides: alternative for the use of whey. A review

Resumen En el mundo la producción de suero de leche está en aumento y su aprovechamiento insuficiente genera impactos ambientales y económicos que se reflejan en el deterioro del medio ambiente y la pérdida de recursos económicos para las comunidades. El objetivo de la presente revisión bibliográfica fue consultar en la literatura científica y técnica los diferentes usos que se le en la actualidad al lactosuero, desde las proteínas y la lactosa. Se identificó que el lactosuero se utiliza aún, por lo general, para obtener lactosueros en polvo y concentrados, así como aislados de proteína, entre otros productos. El procesamiento del lactosuero genera residuos como, por ejemplo, la lactosa, la cual representa un serio problema ambiental y económico por la posible contaminación de fuentes hídricas y el alto costo que tiene su tratamiento (mano de obra e insumos). En este sentido, el proceso de producción de galactooligosacáridos (compuestos prebióticos de alto interés), puede ser una alternativa de inversión y desarrollo tecnológico para el sector lácteo de Colombia que busca nuevas formas de valorizar los residuos y disminuir el impacto ambiental de estos procesos.

Abstract In the world the production of whey is increasing and its insufficient use generates environmental and economic impacts that are reflected in the deterioration of the environment and the loss of economic resources for the communities. The aim of the present review was to consult in the scientific and technical literature the different uses of whey from proteins and lactose. It was identified that whey is still commonly used to obtain powdered whey and concentrates and protein isolates, among other products. The processing of whey generates waste such as lactose, which represents a serious environmental and economic problem due to the contamination of water sources and the high cost of its treatment (labor and consumables). In this sense, the production process of galactooligosaccharides (prebiotic compounds of high interest) can be an alternative of investment and technological development for the dairy sector of Colombia that searches for new ways to valorize the waste and diminish the environmental impact of these processes.