Ingeniería y Desarrollo

In Vitro Antagonism of Nine Isolated Fungi from the Colombian Caribbean against Phytophthora sp., Associated with Oil Palm

Resumen Phytophthora palmivora se asocia como causante de la pudrición del cogollo (PC), enfermedad que afecta el rendimiento y supervivencia de las plantaciones de palma aceitera en Colombia. Con el objetivo de explorar alternativas de control biológico a la PC se evaluó en in vitro la acción antagónica de nueve cepas de hongos filamentosos: Aspergillus clauatus, Aspergillus glaucus, Aspergillus niger, Aspergillus nidulans, Aspergillus terreus, Penicillium sp. 01, Penicillium sp. 02, Paecilomyces variotii y Trichoderma sp. contra Phytophthora sp. aislado de palma aceitera, más un tratamiento control. Se estableció un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones y se usó la técnica del plato dual en cajas Petri (Ø = 90 mm) con agar papa destroza. Se midieron las variables crecimiento micelial radial (CMR), tasa de crecimiento micelial (TCM) y grado de inhibición (GI), a las 96 horas de incubación de los tratamientos. Trichoderma sp. y A. niger fueron estadísticamente superior a los demás tratamientos (p≤0,01), ejerciendo un 79 y 74 % de GI sobre el oomycete, respectivamente, restringiendo su CMR entre 2 a 2,3 cm y limitando su TCM hasta 4 veces menos respecto al control. Tres conglomerados jerárquicos fueron formados entre los nueve aislamientos por su comportamiento antagónico contra Phytophthora sp. Los aislados sobresalientes muestran potencial como biorreguladores del patógeno.

Abstract Bud Rot Disease (BR), caused by Phytophthora palmivora, affects the yield and survival of oil palm crops in Colombia. With the objective of exploring biological control alternatives to the BR, we evaluated, under in vitro conditions, the antagonistic effect of nine filamentous strains fungi: Aspergillus clauatus, Aspergillus glaucus, Aspergillus niger, Aspergillus nidulans, Aspergillus terreus, Penicillium sp. 01, Penicillium sp. 02, Paecilomyces variotii y Trichoderma sp. against Phytophthora sp., isolated from an oil palm crop, in addition to a control trial. A randomized complete block design with four repetitions was established using the dual culture technique in petri dishes (Ø = 90 mm) with potato dextrose agar. We measured variables such as radial mycelial growth (RMG), mycelial growth rate (MGR), and inhibition percentage (IP), at 96 hours after treatment incubation. The statistical test revealed that Trichoderma sp. and A. niger were the superior trials (p≤0,01), exerting 79 and 74 % of IP, respectively, against the oomycete. Furthermore, they restricted the RMG of the pathogen between 2 to 2,3 cm and limited its MGR up to 4 less times than the control trial. Three hierarchical conglomerates were formed according to the nine strains' antagonistic performance confronted with Phytophthora sp. The outstanding isolates have potential as bioregulators of the pathogen.

Design Proposal of a Tuned Mass Damper for Dynamic Laboratory Models

Resumen Este trabajo presenta el diseño de un amortiguador de masa sintonizada (AMS) para el control de vibraciones de una viga metálica simplemente soportada. Considerando las propiedades mecánicas de resortes comerciales y amortiguadores magnéticos, y con la aplicación del método de elementos finitos, se evaluó la factibilidad de construcción de un AMS que permitiera reducir las vibraciones en la viga. Este estudio describe las propiedades mecánicas de la viga, así como las características del amortiguador de masa sintonizada. Los resultados se podrán utilizar en la construcción de modelos dinámicos que promuevan el estudio del análisis experimental de estructuras. Para identificar la rigidez y amortiguamiento adecuado, se utilizaron las ecuaciones propuestas por Deng Hartog. Finalmente, fue evaluado el desempeño del AMS en el control de vibraciones en condiciones de excitación de impacto. Con la implementación del dispositivo, en los resultados se encontraron reducciones superiores al 90 %.

Abstract This paper presents the design of a tuned mass damper (TMD) for vibration control of a simply supported metal beam. Considering the mechanical properties of commercial springs and magnetic dampers, and applying the finite element method, the feasibility of couple a TMD that allow to reduce vibrations in the beam was evaluated. This paper describes the beam mechanical properties, as well as the characteristics of the tuned mass damper. These results can be used in construction of dynamic models that promote the experimental study of structures. The equations proposed by Deng Hartog were used to identify adequate stiffness and damping. Finally, it was evaluated the performance of the TMD in vibration control under impact excitation conditions. With the implementation of this device, were obtained reductions of more than 90%.

Exposure Correction of Wind Speeds Measured in Two Cuban Stations

Resumen La velocidad básica de viento es determinante en el diseño de obras de ingeniería frente a la acción del viento. Esta velocidad se obtiene a partir de datos de estaciones meteorológicas que cumplen con determinados requerimientos de ubicación y se estima por diferentes métodos estadísticos. En ocasiones las estaciones no cumplen con las condiciones ideales de ubicación, por lo que se hace necesario hacer correcciones a los datos medidos. El objetivo de este trabajo es obtener un factor de corrección para las velocidades del viento medidas en condiciones de ubicación no ideales y comparar las velocidades básicas obtenidas con los valores propuestos para la región de Cuba en estudios internacionales. Se seleccionaron dos estaciones meteorológicas con diferentes rugosidades y se determinaron las velocidades básicas a partir del Método de Tormentas Independientes (MIS). La rugosidad se determinó mediante la aplicación del método de las clasificaciones y el método morfométrico con uso de imágenes del satélite LandSat 8. Los resultados muestran que las velocidades básicas de viento corregidas son similares por ambos métodos. La comparación con los estudios internacionales solo evidenció una adecuada correspondencia en una de las estaciones, por lo que debe ampliarse el estudio a mayor número de estaciones.

Abstract Basic wind velocity for civil engineering purpose is determinant for structural design under wind action. Basic wind velocity is obtained from data measurements at meteorological stations supposedly placed in ideal terrain conditions, and it is estimated by different statistical methods. Not all stations accomplish the ideal conditions, therefore, correction of the wind velocity values must be done. The main objective of this paper is to define a roughness correction factor for wind velocity in not ideal conditions, and to compare basic wind velocity obtained with proposed basic wind velocity for the Cuban territory at international studies. Two meteorological stations with different terrain roughness were selected, and the basic wind velocity for each one was obtained by applying the Method of Independent storms (MIS). Roughness was found through the Method of Classifications and the Morphometric Method, with the use of satellite LandSat8 images. Results show that modified basic wind velocities are similar for the two methods. The comparison with international studies proved a good correspondence only with one of the stations, hence it is recommended to extend the study to a greater number of stations.

Support for the Diagnosis of Pneumonia and Detection of Pulmonary Opacities Using Semantic Instance Segmentation in Chest X-ray Images

Resumen La neumonía es una enfermedad que ha causado gran cantidad de muertes a nivel mundial. Los métodos de detección de neumonía: pruebas de sangre, prueba de esputo, tomografía computarizada y las radiografías (RX) de tórax en general requieren de un médico especialista y tiempo para su análisis. El objetivo de esta investigación fue generar un modelo basado en instancias semánticas y aprendizaje profundo (Mask-RCNN) que permita el apoyo en el diagnóstico de opacidades pulmonares y neumonía. Usando i2 o24 imágenes de radiografías de rayos X de tórax se realizaron 3 experimentos, en los que se variaron las condiciones de las imágenes del dataset (expi: imágenes RX pacientes con neumonía, exp2: imágenes RX pacientes sanos y con neumonía, exp3: imágenes RX pacientes sanos y con neumonía, más data augmentation). Para los 3 experimentos se realizó un preprocesamiento de ecualización de histograma. Para evaluar el desempeño de los modelos de identificación de opacidades y clasificación de pacientes con neumonía, se utilizaron los parámetros intersección sobre la unión, precisión, recall, F1score y accuracy. Se encontró que la métrica de mejor desempeño fue recall para el experimento i tanto para la detección de opacidades como de neumonía.

Abstract Pneumonia is a disease that has caused many deaths worldwide. Pneumonia detection methods: blood tests, sputum test, CT scan, and chest X-rays, generally require a specialist doctor for analysis. The objective of this research was to generate a model, based on semantic instances and deep learning (Mask-RCNN), that allows for support in the diagnosis of pulmonary opacities and pneumonia, using i2 o24 images of chest X-ray radiographs. 3 experiments were carried out, where the conditions of the dataset images were varied (expi: patients with pneumonia, exp2: healthy, and, also, pneumonia patients, exp3: healthy, and, also, pneumonia patients, plus data augmentation). For all 3 experiments, a histogram equalization pre-processing technique was performed. In order to evaluate the performance of the models, the parameters Intersection on the Union, Precision, Recall, Fi score, and Accuracy were used. In the identification of pulmonary opacities in the images, and for the classification of patients with pneumonia from healthy ones, Recall was found to be the best performing metric for experiment i, for both opacity and pneumonia detection.

Assessment of Environmental Impacts Associated with the Eventual Environmental Recovery of Quarries with Inert Construction and Demolition Waste in Barranquilla and its Metropolitan Area

Resumen En este artículo se hace una evaluación de los impactos ambientales que se podrían derivar del uso de huecos mineros como rellenos sanitarios de RCD en canteras del distrito de Barranquilla, aplicando adecuadamente la "Guía para la rehabilitación de huecos mineros con residuos de construcción y demolición (RCD)" del Ministerio para la Transición Ecológica de España. Esta ha sido implementada exitosamente en España. Por objetivos afines en la gestión de RCD y similitudes entre canteras españolas y colombianas, se presume que podría ser adaptada en Barranquilla como ciudad representativa de Colombia. Se elaboró un Scoping como aproximación a los efectos e impactos ambientales y se utilizaron una matriz de Leopold modificada y el método EPM para la evaluación. El proyecto resultó ambientalmente viable. Los impactos positivos más significativos son: mejoramiento de condiciones fisicoquímicas y propiedades mecánicas del suelo y formalización en la disposición de RCD. Los impactos negativos más preponderantes son: afectaciones a la calidad del aire y posible contaminación de cuerpos de agua. Este artículo, junto con la Guía referida al principio, deben servir como soporte para entidades ambientales competentes responsables de tomar medidas legales y técnicas sobre la disposición de RCD en el distrito.

Abstract This article makes an evaluation of the environmental impacts that could be derived from the use of mining holes as sanitary landfills of C&D in quarries of the district of Barranquilla, properly applying the "Guide for the Rehabilitation of Mining Holes with Construction and Demolition waste (C&D)" from the Ministry for Ecological Transition of Spain. This has been successfully implemented in Spain. Due to similar objectives in the management of C&D, and similarities between Spanish and Colombian quarries, it is presumed that it could be adapted in Barranquilla as a representative city of Colombia. An scoping as an approximation to the environmental effects and impacts was developed, and a modified Leopold matrix and the EPM method were used for the evaluation. The project was environmentally viable. The most significant positive impacts are the improvement of physical chemical conditions and mechanical properties of the soil, and formalization in C&D disposition. The most prevalent negative impacts are the effects on air quality and possible contamination of bodies of water. This article, and the Guide referred to at the beginning, should serve as support for competent environmental entities responsible for taking legal and technical measures on the disposition of C&D in the district.

Comparative Study of Experimental and Standardized Pressure Coefficients for Industrial Roofs

Resumen Todos los años ocurren fallas en cubiertas de edificaciones bajas debido a la acción de los vientos. Algunos investigadores opinan que estas pérdidas pudieran se ocasionadas por insuficiencias en las normativas para el cálculo de las edificaciones ante este tipo de cargas. En este artículo se comparan los coeficientes de presión de las cubiertas de varias edificaciones bajas que han sido ensayadas tanto en túneles de viento como por métodos numéricos (modelación computacional de fluidos) por diversos investigadores, con los coeficientes que resultarían de aplicar el Eurocódigo EN1991-1-4 sobre esas mismas estructuras. Esta investigación tiene el propósito de identificar las posibles discrepancias entre el Eurocódigo EN1991-1-4 y los ensayos experimentales, como consecuencia de la no consideración de las variaciones de la intensidad de turbulencia y de la inclinación de la cubierta en la obtención de los coeficientes de presión en la normativa. Del análisis de resultados se obtuvo que la aplicación del Eurocódigo EN1991-1-4 conduce a la subestimación de la carga de viento en la mayor parte de la cubierta, mientras que en la esquina correspondiente al borde de ataque del viento, la carga obtenida es mayor que la resultante de los ensayos.

Abstract Every year, failures in the roofs of low buildings due to wind action occur. Some researchers believe that these losses could be caused by inadequacies in the regulations for buildings design under this type of loads. This article compares the pressure coefficients of roofs of various low buildings that have been tested, both in wind tunnels and by numerical methods (computational fluid modeling), by various researchers, with the coefficients result from applying the Eurocode EN1991- 1-4 on those structures. The purpose of this investigation is to identify possible discrepancies between the Eurocode EN1991-1-4 and the experimental tests, as a consequence of neglecting the variations in the intensity of turbulence and the roof slope in obtaining the pressure coefficients. From the analysis of results, it was found that the application of Eurocode EN1991-1-4 leads to an underestimation of the wind load in most of the roof, while in the corner corresponding to the leading edge of the wind, the load obtained is greater than that resulting from tests.

Evaluating the Technical Efficiency of Academic Departments: a DEA-Biplot Approach

Abstract This study proposes an innovative two-stage approach, using Data Envelopment Analysis and Biplot, to evaluate the technical efficiency of 30 academic departments of a Chilean university, and to identify the main factors affecting their performances. Public higher education worldwide is under a growing pressure to increase efficiency and improve the quality of education with limited governmental funds given to state-owned universities. The rigorous supervision and regulations make the use of decision-making approaches for the rationale administration of financial resources imperative. The first stage used an output-oriented dea model, using 3 configurations under the assumption that the units under analysis have more influence on producing outputs than on generating income. The second stage employed a Biplot analysis to characterize the departments into four clusters, and to identify external variables influencing the (inefficiency scores. Results indicated that academic departments focused on teaching are more efficient than those aiming for research. Among the main factors affecting the level of performance were the number of full-time equivalent faculty holding graduate studies, and the average course approval ratio.

Resumen Este estudio propone un innovador enfoque de dos etapas utilizando Análisis Envolvente de Datos y técnicas Biplot para evaluar la eficiencia técnica de 30 departamentos académicos de una universidad chilena, así como para identificar los principales factores que influyen en su desempeño. La educación superior pública a nivel mundial está bajo presión para incrementar continuamente su eficiencia y la calidad de la educación, en un contexto de recursos financieros limitados proveídos por los gobiernos a universidades estatales. La supervisión rigurosa y las regulaciones hacen necesario el uso de enfoques para la toma de decisiones y la administración racional de los recursos. La primera etapa utiliza un modelo DEA orientado al producto (3 versiones) bajo el supuesto de que la universidad tiene más influencia sobre la producción de resultados que sobre la generación de recursos financieros. La segunda etapa utiliza Biplot para caracterizar los departamentos en cuatro conglomerados e identificar las variables externas que influyen en los puntajes de (in) eficiencia. Los resultados indicaron que los departamentos enfocados a la enseñanza son más eficientes que los enfocados a la investigación. Entre los factores que afectan el desempeño se encuentran la cantidad de profesores jornada completa con posgrado y la tasa promedio de aprobación.