Ciencia e Ingeniería Neogranadina

Editorial

Implementação de um modelo de vigilância tecnológica para a seleção das cargas úteis da missão FACSAT-2

Resumen: El nanosatélite FACSAT-2 "Chiribiquete", desarrollado conjuntamente por la Fuerza Aeroespacial Colombiana (FAC) y la empresa danesa GomSpace, tiene como objetivo proporcionar datos críticos sobre el territorio colombiano para aplicaciones de observación terrestre, en particular, en la cuantificación y evaluación de impactos ambientales. Este estudio detalla el proceso de selección tecnológica para las cargas útiles que se integrarán en el bus del FACSAT-2. El documento presenta los requisitos de la misión, las limitaciones y la evaluación del mercado, siguiendo los diez pasos propuestos por Larson, bajo un modelo de vigilancia tecnológica. Los requisitos técnicos guiaron la identificación de proveedores globales de sensores espaciales, la evaluación del historial espacial de los instrumentos y la evaluación de su éxito en misiones anteriores. Como resultado, se determinó que el bus de seis unidades albergaría la cámara MultiScape CIS 100, que ofrece una resolución de 4,7 metros por píxel y un rango espectral de 450 nm a 900 nm, y el espectrómetro de infrarrojo de onda corta Argus 2000, que cubre un rango de 1000 nm a 1700 nm. Esta combinación proporciona una capacidad significativa para estudios multitemporales en agricultura, uso del suelo e impacto ambiental. Esto posiciona a Colombia como el primer país sudamericano en lanzar y operar una misión de nanosatélite específicamente diseñada para el análisis de gases de efecto invernadero. Esta misión contribuye a las políticas ambientales actuales y a los planes de desarrollo espacial.

Abstract: The FACSAT-2 "Chiribiquete" nanosatellite, jointly developed by the Colombian Air Force (FAC) and the Danish company GomSpace, aims to provide critical data on Colombian territory for Earth observation applications, particularly in the quantification and assessment of environmental impacts. This study details the technological selection process for the payloads to be integrated into the FACSAT-2 bus. This paper presents the mission requirements, constraints, and market evaluation following the ten steps proposed by Larson under a technology surveillance model. The technical requirements guided the identification of global suppliers of space sensors, assessing the space heritage of instruments, and evaluating their success in previous missions. As a result, it was determined that the six-unit bus would house the MultiScape CIS 100 camera, offering a resolution of 4.7 meters per pixel and a spectral range of 450 nm to 900 nm, and the Argus 2000 shortwave infrared spectrometer, covering a range of 1000 nm to 1700 nm. This combination provides significant capability for multitemporal studies in agriculture, land use, and environmental impact. Positioning to Colombia as the first South American country to launch and operate a nanosatellite mission specifically designed for greenhouse gas analysis. This mission contributes to current environmental policies and space development plans.

Resumo: O nanossatélite FACSAT-2 "Chiribiquete", desenvolvido conjuntamente pela Força Aeroespacial Colombiana (FAC) e pela empresa dinamarquesa GomSpace, tem como objetivo fornecer dados críticos sobre o território colombiano para aplicações de observação terrestre, especialmente na quantificação e avaliação de impactos ambientais. Este estudo detalha o processo de seleção tecnológica das cargas úteis que serão integradas ao ônibus do FACSAT-2. O documento apresenta os requisitos da missão, as limitações e a avaliação de mercado, seguindo os dez passos propostos por Larson, sob um modelo de vigilância tecnológica. Os requisitos técnicos orientaram a identificação de fornecedores globais de sensores espaciais, a avaliação do histórico espacial dos instrumentos e sua eficácia em missões anteriores. Como resultado, determinou-se que o ônibus de seis unidades abrigaria a câmera MultiScape eis 100, que oferece uma resolução de 4,7 metros por pixel e um intervalo espectral de 450 nm a 900 nm, e o espectrômetro de infravermelho de onda curta Argus 2000, que cobre um intervalo de 1000 nm a 1700 nm. Essa combinação proporciona uma capacidade significativa para estudos multitemporais em agricultura, uso do solo e impacto ambiental. Isso posiciona a Colômbia como o primeiro país sul-americano a lançar e operar uma missão de nanossatélite especificamente projetada para a análise de gases de efeito estufa. A missão contribui para as políticas ambientais atuais e para os planos de desenvolvimento espacial.

A sustentabilidade integral em pontes veiculares na Colômbia: Desafios e oportunidades. Uma abordagem a partir do pensamento complexo

Resumen: Este artículo examina la sostenibilidad integral en la construcción de puentes vehiculares en Colombia, por lo que aborda los retos y oportunidades en la aplicación de criterios ambientales, sociales y económicos en el sector. Mediante un análisis bibliométrico basado en 78 publicaciones (2003-2023), se identifican tendencias clave y vacíos en la literatura. Se observa que, aunque a nivel internacional se han desarrollado metodologías avanzadas para la evaluación de la sostenibilidad, en Colombia su implementación sigue siendo limitada, con un enfoque predominante en aspectos técnicos y normativos. Se destaca la necesidad de fortalecer la normativa nacional con la incorporación de herramientas de análisis multicriterio y modelos de ciclo de vida en la toma de decisiones. Asimismo, enfatiza en la importancia de incentivar la innovación en materiales sostenibles y en fomentar la participación de comunidades locales en la planificación de infraestructuras. Los resultados sugieren que la transición hacia una infraestructura vial más sostenible requiere una mayor articulación entre regulaciones ambientales y de construcción, así como la implementación de incentivos financieros para promover prácticas sostenibles. Este estudio proporciona un marco de referencia para futuras investigaciones y políticas públicas que impulsen el desarrollo de puentes vehiculares más resilientes y sostenibles en Colombia.

Abstract: This study examines integral sustainability in vehicular bridge construction in Colombia, addressing the challenges and opportunities in applying environmental, social, and economic criteria in the sector. Through a bibliometric analysis of 78 publications (2003-2023), key trends and gaps in literature are identified. While advanced methodologies for sustainability assessment have been developed internationally, their implementation in Colombia remains limited, with a predominant focus on technical and regulatory aspects. The article highlights the need to strengthen national regulations by incorporating multi-criteria analysis tools and life cycle models in decision-making processes. It also emphasizes the importance of promoting innovation in sustainable materials and encouraging local community participation in infrastructure planning. The findings suggest that transitioning to a more sustainable road infrastructure requires greater alignment between environmental and construction regulations, as well as financial incentives to promote sustainable practices. This study provides a reference framework for future research and public policies that foster the development of more resilient and sustainable vehicular bridges in Colombia.

Resumo: Este artigo analisa a sustentabilidade integral na construção de pontes veiculares na Colômbia, abordando os desafios e oportunidades na aplicação de critérios ambientais, sociais e econômicos no setor. Através de uma análise bibliométrica baseada em 78 publicações (2003-2023), são identificadas tendências-chave e lacunas na literatura. Observa-se que, embora metodologias avançadas para avaliação da sustentabilidade tenham sido desenvolvidas internacionalmente, sua implementação na Colômbia ainda é limitada, com foco predominante em aspectos técnicos e normativos. O artigo destaca a necessidade de fortalecer as regulamentações nacionais, incorporando ferramentas de análise multicritério e modelos de ciclo de vida nos processos de tomada de decisão. Além disso, enfatiza a importância de incentivar a inovação em materiais sustentáveis e promover a participação das comunidades locais no planejamento da infraestrutura. Os resultados sugerem que a transição para uma infraestrutura viária mais sustentável requer maior articulação entre regulamentos ambientais e de construção, bem como a implementação de incentivos financeiros para promover práticas sustentáveis. Este estudo fornece um referencial para futuras pesquisas e políticas públicas que impulsionem o desenvolvimento de pontes veiculares mais resilientes e sustentáveis na Colômbia.

Transformada de Gabor aplicada à análise e caracterização de tumores cerebrais em imagens de ressonância magnética

Resumen: Se desarrolló un método para caracterizar tumores cerebrales en imágenes de resonancia magnética (IRM) mediante el uso de filtros de Gabor. Esta técnica permite obtener un conjunto exhaustivo de características que describen con precisión la textura de la imagen en función de la dirección, frecuencia y amplitud de los patrones presentes en las zonas de interés. La identificación se basa en los coeficientes de Gabor y consiste en calcular un vector propio de textura o histograma para cada punto de la imagen, clasificándolo como perteneciente o no a una región tumoral. Para mejorar el desempeño en la caracterización, se aplican filtros de preprocesamiento a las imágenes de entrada y filtros de posprocesamiento a los coeficientes de Gabor. Los resultados muestran que las imágenes de la secuencia de FLAIR son más adecuadas para obtener el vector característico de textura que se utiliza posteriormente para registrar zonas tumorales.

Abstract: A method was developed to characterize brain tumors in magnetic resonance images (MRI) using Gabor filters. This technique allows for obtaining a comprehensive set of features that accurately describe the image's texture based on the direction, frequency, and amplitude of patterns present in the regions of interest. The characterization is based on Gabor coefficients and involves calculating a texture feature vector or histogram for each point in the image, classifying it as belonging to a tumoral region or not. To improve performance in characterization, preprocessing filters are applied to the input images, and postprocessing filters are applied to the Gabor coefficients. The results show that FLAIR (Fluid-Attenuated Inversion Recovery) sequence images are more suitable for obtaining the texture feature vector, which is subsequently used to identify tumor regions.

Resumo: Foi desenvolvido um método para caracterizar tumores cerebrais em imagens de ressonância magnética (IRM) mediante o uso de filtros de Gabor. Essa técnica permite obter um conjunto abrangente de características que descrevem com precisão a textura da imagem em função da direção, frequência e amplitude dos padrões presentes nas áreas de interesse. A identificação baseia-se nos coeficientes de Gabor e consiste em calcular um vetor próprio de textura ou histograma para cada ponto da imagem, classificando-o como pertencente ou não a uma região tumoral. Para melhorar o desempenho na caracterização, são aplicados filtros de pré-processamento às imagens de entrada e filtros de pós-processamento aos coeficientes de Gabor. Os resultados mostram que as imagens da sequência FLAIR são mais adequadas para obter o vetor característico de textura utilizado posteriormente para identificar as zonas tumorais.

Experimento com girassol e cal dolomítica para modificar a concentração de cádmio no cacau

Abstract: Cadmium (Cd) is a toxic heavy metal naturally present in soils and is readily absorbed by edible plants, including cacao, the primary ingredient in chocolate products. Elevated Cd levels in cacao beans pose a public health risk, leading to strict regulations-particularly in the European Union-that negatively impact small-scale cacao farmers. This study evaluated the effects of sunflow er (Helianthus annuus) and dolomitic lime on Cd levels in one-month-old cacao plants (Theobroma cacao) and the soils in which they were grown. A greenhouse experiment was conducted in which sunflower and cacao were cultivated together under two levels of soil Cd exposure, with dolomitic lime applied to some treatments. The results showed that dolomitic lime significantly reduced (P < 0.05) Cd concentrations in cacao. In contrast, the presence of sunflower increased Cd accumulation in cacao, possibly due to the acidic conditions created by sunflower roots. A negative correlation was also observed between soil pH and Cd concentrations in the soil. These findings suggest that dolomitic lime may be an effective strategy to mitigate Cd uptake in cacao under conditions of low to moderate soil Cd contamination.

Resumen: El cadmio (Cd) es un metal pesado tóxico presente de manera natural en los suelos y es fácilmente absorbido por las plantas comestibles, incluyendo el cacao, el principal ingrediente de los alimentos a base de chocolate. Los altos niveles de Cd en los granos de cacao representan un riesgo para la salud pública, lo que ha llevado a la implementación de estrictas regulaciones, especialmente en la Unión Europea, que afectan negativamente a los pequeños agricultores de cacao. Este estudio tuvo como objetivo evaluar los efectos del girasol (Helianthus annuus) y la cal dolomítica sobre los niveles de Cd en plantas de cacao de un mes (Theobroma cacao) y en los suelos donde crecieron. Se realizó un experimento en invernadero, donde se cultivaron girasol y cacao juntos bajo dos niveles de exposición al Cd en el suelo, con la adición de cal dolomítica en algunos tratamientos. Los resultados indicaron que la cal dolomítica redujo significativamente (P < 0,05) las concentraciones de Cd en el cacao, mientras que la presencia de girasol aumentó la acumulación de Cd en el cacao, posiblemente debido a las condiciones ácidas creadas por las raíces del girasol. Se observó una correlación negativa entre el pH del suelo y los niveles de Cd en el suelo. Estos hallazgos sugieren que la cal dolomítica puede ser una estrategia viable para mitigar la absorción de Cd en el cacao en suelos con niveles bajos a moderados de contaminación por Cd.

Resumo: O cádmio (Cd) é um metal pesado tóxico presente naturalmente nos solos e facilmente absorvido pelas plantas comestíveis, incluindo o cacau - principal ingrediente dos alimentos à base de chocolate. Os altos níveis de Cd nos grãos de cacau representam um risco à saúde pública, o que levou à implementação de regulamentos rigorosos, especialmente na União Europeia, afetando negativamente os pequenos produtores de cacau. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do girassol (Helianthus annuus) e da cal dolomítica sobre os níveis de Cd em plantas jovens de cacau de um mês (Theobroma cacao) e nos solos em que cresceram. Foi realizado um experimento em estufa, no qual o girassol e o cacau foram cultivados juntos sob dois níveis de exposição ao Cd no solo, com a adição de cal dolomítica em alguns tratamentos. Os resultados indicaram que a cal dolomítica reduziu significativamente (P < 0,05) as concentrações de Cd no cacau, enquanto a presença do girassol aumentou a acumulação de Cd no cacau, possivelmente devido às condições ácidas criadas pelas raízes do girassol. Observou-se uma correlação negativa entre o pH do solo e os níveis de Cd no solo. Esses achados sugerem que a cal dolomítica pode ser uma estratégia viável para mitigar a absorção de Cd pelo cacau em solos com níveis baixos a moderados de contaminação por cádmio.

Uso de geotêxtil não tecido (GNT) como meio de suporte em um biofiltro percolador para sistemas de recirculação aquícola (SRA)

Resumen: Contexto: En acuacultura, los sistemas de recirculación acuícola (SRA) son una tecnología emergente que en los últimos años ha logrado gran aceptación mundial. En los SRA, los sistemas de biofiltración desempeñan un papel de alta importancia, porque permiten mantener la calidad del agua con niveles de parámetros químicos elevados para la producción de la especie piscícola. Metodología: Este estudio evaluó el diseño de un biofiltro percolador con base en geotextil no tejido (GNT) y la capacidad para mantener los componentes nitrogenados en los niveles óptimos en un SRA para el cultivo de tilapia roja (Oreochromis spp.). El proceso se desarrolló en un periodo de 45 días utilizando el diseño factorial estadístico de medidas repetidas en el tiempo con componente intersujeto de dos factores de carga hidráulica y dos niveles de grosor de material, en tres réplicas para un total de doce unidades experimentales con p > 95 %. Resultados: La eficiencia en términos de concentración de componentes nitrogenados en el biofiltro fue de T2 NH4+ = 0,49 ± 0,15 mg/L, NO2- = 0,014+0,040 mg/L, NO3- = 76,7±20,8 mg/L; T1 NH4+ = 0,45 ± 0,11 mg/L, NO2- = 0,021+0,048 mg/L, NO3- = 63,9+18,1 mg/L; T4 NH4+ = 0,46±0,13mg/L, NO2- = 0,021±0,048mg/L, NO3- = 61,7±17,2mg/L; T3 NH4+ = 0,43+0,11 mg/L, NO2- = 0,021±0,048 mg/L, NO3- = 67,8±18,3mg/L. Conclusiones: T3 tuvo el mejor comportamiento en concentración de componentes nitrogenados, adecuados para la especie piscícola en producción, demostrando la viabilidad del uso de GNT como medio de soporte en biofiltros para SRA.

Abstract: Context: Recirculating Aquaculture System, RAS, is an emergent technology that has gained acceptance worldwide in the aquaculture field. Within it's system, biofilters play a highly important role allowing to sustain the water quality and required chemical parameters for a given specie in fish farming production. Methodology: Present study evaluated the design of a trickling biofilter capacity based of non-weaved geotextile (NWG) and its capacity to maintain the optimal nitrogenous levels for Tilapia Roja (Oreochromis spp) in a RAS. A repeated measures of factorial design with an inter-subject factor over a period of 45 days was followed regarding: two hydraulic Load and two material thickness on 3 experiment units for a total of 12 trials (p>95%). Results: Biofilter concentration of nitrogenous components for each trial were: T1 : NH4+ = 0,45 ± 0,11 mg/L, NO2- = 0,021 ±0,048 mg/L, NO3- = 63,9±18,1 mg/L. Treatment T2: NH4+ = 0,49 ± 0,15 mg/L, NO2- = 0,014±0,040 mg/L, NO3- = 76,7±20,8 mg/L. Unit T3: 0,43±0,11 mg/L for NH4+; 0,021±0,048 mg/L for NO2- and 67,8±18,3mg/L for NO3-. Finally, T4: NH4+ = 0,46±0,13mg/L, NO2- = 0,021±0,048mg/L and NO3- = 61,7±17,2mg/L; Conclusions: After data analysis, T3 showed the best behavior regarding concentration of the nitrogenous components. This reveals the viability and positive results of using NWG as a biofilter support when included for fish farming.

Resumo: Contexto: Na aquicultura, os sistemas de recirculação aquícola (SRA) são uma tecnologia emergente que, nos últimos anos, tem alcançado grande aceitação mundial. Nos SRA, os sistemas de biofiltração desempenham um papel de alta importância porque permitem manter a qualidade da água com níveis adequados de parâmetros químicos para a produção das espécies de peixes cultivadas. Metodologia: Este estudo avaliou o projeto de um biofiltro percolador baseado em geotêxtil não tecido (GNT) e sua capacidade de manter os compostos nitrogenados em níveis ótimos em um SRA destinado ao cultivo de tilápia vermelha (Oreochromis spp.). O processo foi desenvolvido ao longo de 45 dias, utilizando um delineamento fatorial estatístico de medidas repetidas no tempo, com componente intersujeitos de dois fatores de carga hidráulica e dois níveis de espessura do material, em três réplicas, totalizando doze unidades experimentais com p > 95%. Resultados: A eficiência em termos de concentração dos compostos nitrogenados no biofiltro foi: T2 NH4+ = 0,49 ± 0,15 mg/L, NO2- = 0,014±0,040 mg/L, NO3- = 76,7±20,8 mg/L; T1 NH4+ = 0,45 ± 0,11 mg/L, NO2- = 0,021±0,048 mg/L, NO3- = 63,9±18,1 mg/L; T4 NH4+ = 0,46±0,13mg/L, NO2- = 0,021±0,048 mg/L, NO3- = 61,7±17,2 mg/L; T3 NH4+ = 0,43±0,11 mg/L, NO2- = 0,021±0,048 mg/L, NO3-= 67,8±18,3 mg/L. Conclusões: T3 apresentou o melhor desempenho na concentração dos compostos nitrogenados, adequados para a espécie piscícola em produção, demonstrando a viabilidade do uso de GNT como meio de suporte em biofiltros para SRA.

Avaliação de cenários de inundação por meio de ferramentas hidrodinámicas e geoespaciais: o caso de estudo do rio Bugalagrande, Colômbia

Resumen: Este estudio evalúa la amenaza de inundaciones en el área urbana de la cuenca del río Bugalagrande, en Colombia, al que integra modelos hidrológicos e hidráulicos con sistemas de información geográfica (SIG). Se simularon escenarios de inundación con HEC-HMS y HEC-RAS para periodos de retorno de 50 y 100 años. Las simulaciones hidrológicas aplicaron metodologías basadas en números de curva (CN) e hietogramas, mientras que el modelado hidráulico analizó la dinámica del agua en áreas críticas. Los resultados destacan vulnerabilidades significativas en zonas urbanas de baja altitud, con niveles de agua que aumentaron de 2,5 a 3 m y con extensiones de inundación que se expandieron de 27 ha a 35 ha. Las velocidades del flujo alcanzaron hasta 0,65 m/s, presentando riesgos considerables para la infraestructura local. El estudio destaca la utilidad de modelos acoplados con SIG en la gestión de inundaciones y propone un marco replicable en cuencas similares. Se recomienda la implementación de sistemas de prevención modernos integrados con modelos hidrológicos preventivos, el uso de infraestructura verde y la regulación del ordenamiento territorial en áreas vulnerables.

Abstract: This study assesses flood hazards in the Bugalagrande River Basin through the integration of hydrological and hydraulic simulations with Gis-based analysis. Using HEC-HMS and HEC-RAS , flood scenarios were modeled for 50 and 100 years return periods. Hydrological simulations applied curve number methodologies and hyetographs, while hydraulic modeling examined water dynamics in critical areas. Results highlight significant vulnerabilities in low-altitude urban zones, with water levels increasing from 2.5 to 3 m and flood extents expanding from 27 ha to 35 ha. Flow velocities reached up to 0.65 m/s, presenting substantial risks to infrastructure. The study emphasizes the utility of coupled models and GIS in flood management and offers a framework replicable in similar basins. Recommendations include green infrastructure implementation and urban planning strategies to mitigate risks.

Resumo: Este estudo avalia a ameaça de inundações na área urbana da bacia do rio Bugalagrande, na Colômbia, integrando modelos hidrológicos e hidráulicos com sistemas de informação geográfica (SIG). Foram simulados cenários de inundação com o HEC-HMS e o HEC-RAS para períodos de retorno de 50 e 100 anos. As simulações hidrológicas aplicaram metodologias baseadas em números de curva (CN) e hietogramas, enquanto o modelamento hidráulico analisou a dinâmica da água em áreas críticas. Os resultados destacam vulnerabilidades significativas em zonas urbanas de baixa altitude, com níveis de água que aumentaram de 2,5 a 3 m e com áreas de inundação que se expandiram de 27 ha para 35 ha. As velocidades do fluxo atingiram até 0,65 m/s, apresentando riscos consideráveis para a infraestrutura local. O estudo evidencia a utilidade de modelos acoplados a SIG na gestão de inundações e propõe um marco replicável em bacias semelhantes. Recomenda-se a implementação de sistemas modernos de prevenção integrados com modelos hidrológicos preditivos, o uso de in-fraestrutura verde e a regulação do ordenamento territorial em áreas vulneráveis.

Fatores Determinantes na Estimativa de Estações de Recarga para Veículos Elétricos em Bogotá Utilizando Regiões de Voronoi

Abstract: This study presents a methodological model for planning the locations of electric vehicle (EV) charging stations in Bogotá, using spatial statistical methods and tools that analyze the variables influencing such planning. The research focuses on dividing the city into zones based on the 37 EV charging stations active as of February 2024, applying the Voronoi polygon theory. Data on population, road networks, and mobility patterns within each zone were collected to create maps and conduct detailed analysis. The results indicate that the current distribution of charging stations follows identifiable spatial patterns, allowing trends in their placement to be observed. These insights support the formulation of strategic plans to optimize station distribution and help estimate the resources needed to develop an efficient electric mobility infrastructure in the city.

Resumen: Este estudio presenta un modelo metodológico para planificar ubicaciones de estaciones de carga de vehículos eléctricos en Bogotá donde se hace uso de métodos y herramientas de la estadística espacial de variables estadísticas que influyen en dicha planificación. El estudio se centra en dividir la ciudad en zonas según las 37 estaciones de carga para vehículos eléctricos (VE) activas hasta febrero de 2024 utilizando la teoría de polígonos de Voronoi. La información recopilada para el estudio sobre la población, infraestructura vial y la movilidad de cada zona permite elaborar mapas y poder así analizar la información. Los resultados del estudio muestran que la distribución actual de las estaciones de carga sigue ciertos patrones, lo que permite identificar tendencias en su ubicación. Esto facilita la formulación de planes y estrategias para mejorar su distribución, así como la proyección de los recursos necesarios para el desarrollo de una infraestructura de movilidad eléctrica eficiente en la ciudad.

Resumo: Este estudo apresenta um modelo metodológico para planejar a localização de estações de recarga de veículos elétricos em Bogotá, fazendo uso de métodos e ferramentas da estatística espacial de variáveis estatísticas que influenciam esse planejamento. O estudo concentra-se em dividir a cidade em zonas a partir das 37 estações de recarga para veículos elétricos (VE) ativas até fevereiro de 2024, utilizando a teoria dos polígonos de Voronoi. As informações coletadas para o estudo sobre a população, a infraestrutura viária e a mobilidade de cada zona permitem elaborar mapas e, assim, analisar os dados. Os resultados do estudo mostram que a distribuição atual das estações de recarga segue certos padrões, o que permite identificar tendências em sua localização. Isso facilita a formulação de planos e estratégias para melhorar sua distribuição, bem como a projeção dos recursos necessários para o desenvolvimento de uma infraestrutura de mobilidade elétrica eficiente na cidade.

Avaliação da tecnologia de membranas não convencionais em instituições educativas rurais da sub-região de Obando, Nariño, Colômbia

Abstract: The objective of this investigation was to evaluate the unconventional LifeStraw® Community technology through a participatory action research approach that incorporated playfulness, in collaboration with the educational communities of eight rural schools located in the Obando subregion of Nariño, Colombia. The study implemented a social adoption strategy based on participatory methods, including project socialization, training through teaching-learning processes, the formation of water advocate groups, and the analysis of various indicators (levels of satisfaction, participation, acquired knowledge about safe water, hygiene practices, and handling procedures). Additionally, physicochemical and microbiological parameters were measured at the certified laboratory of the Departmental Health Institute of Nariño, which enabled the calculation of the Water Quality Risk Index (WQRI) in the effluent and its compliance with Colombian Technical Standard Decree 1575 of 2007. Results indicated that the use of the LifeStraw® Community technology reduced the WQRI from medium or high to low or no risk. However, some institutions showed non-compliance with microbiological parameters. Overall, it was determined that the LifeStraw® Community technology contributes to the provision of safe water in educational institutions by lowering the risk of waterborne diseases.

Resumen: El objetivo de esta investigación fue evaluar la tecnología no convencional LifeStraw® Community desde un enfoque de investigación acción participativa y utilización de la lúdica, con la comunidad educativa de ocho instituciones o centros asociados rurales, de la subregión Ex Provincia de Obando, Nariño Colombia por medio de una estrategia de adopción social, basada en métodos participativos, como: socialización del proyecto, formación con procesos de enseñanza aprendizaje, consolidación de grupos defensores de agua y análisis de indicadores (Nivel de satisfacción, participación, conocimientos adquiridos de agua segura, tandas e higiene y manipulación); además, se determinaron parámetros fisicoquímicos y microbiológicos en el laboratorio certificado del Instituto Departamental de Salud de Nariño, que permitió calcular el Índice de Riesgo de Calidad de Agua -IRCA en el efluente y su cumplimiento con la norma técnica colombiana Decreto 1575 de 2007. Se pudo determinar que el uso de la tecnología disminuyó el IRCA de medio y alto a bajo y sin riesgo; en algunas instituciones se evidenció el no cumplimiento del parámetro microbiológico. Se concluye que la tecnología LifeStraw® Community contribuye en brindar agua segura para las instituciones educativas al disminuir el riesgo de presencia de enfermedades asociadas al consumo de agua.

Resumo: O objetivo desta pesquisa foi avaliar a tecnologia não convencional LifeStraw® Community a partir de uma abordagem de pesquisa-ação participativa e da utilização do lúdico, junto à comunidade educativa de oito instituições ou centros associados rurais, da sub-região ExProvíncia de Obando, Nariño, na Colômbia, por meio de uma estratégia de adoção social, baseada em métodos participativos, tais como: socialização do projeto, formação com processos de ensino-aprendizagem, consolidação de grupos defensores da água e análise de indicadores (nível de satisfação, participação, conhecimentos adquiridos sobre água segura, turnos e higiene e manipulação). Além disso, foram determinados parâmetros físico-químicos e microbiológicos no laboratório certificado do Instituto Departamental de Saúde de Nariño, o que permitiu calcular o Índice de Risco de Qualidade da Água - IRCA no efluente e sua conformidade com a norma técnica colombiana Decreto 1575 de 2007. Foi possível constatar que o uso da tecnologia reduziu o IRCA de médio e alto para baixo e sem risco; em algumas instituições evidenciou-se o não cumprimento do parâmetro microbiológico. Conclui-se que a tecnologia LifeStraw® Community contribui para fornecer água segura às instituições educativas ao diminuir o risco de ocorrência de doenças associadas ao consumo de água.

Aplicação de modelos de turbulência para o cálculo da taxa de erosão-corrosão em aço N80 com revestimento de CrSiN

Abstract: Corrosion in pipelines poses major operational challenges in industrial facilities worldwide, often resulting in human casualties, service disruptions, and significant environmental and economic impacts. This study aimed to determine the corrosion rate of N80 steel coated with a CrSiN layer by combining experimental techniques with hydrodynamic simulations. The corrosion rate of API-5CT-N80 steel, coated with CrSiN and exposed to an aggressive fluid, was measured using the Electrochemical Resistance (ECR) technique. In parallel, hydrodynamic modeling was conducted with OpenFOAM software, applying a RANS-type approach, a realizable k-ε turbulence model, and the Navier-Stokes equations. From this, an expression was derived to estimate the corrosion rate of the steel as a function of flow velocity, temperature, particle size, and fractional volume. The results indicate that the corrosion rate is strongly influenced by system rotation speed in the presence of small- and medium-sized solid particles. However, this relationship does not hold for flows containing larger particles, where the increase in particle mass reduces their velocity and, consequently, their impact energy.

Resumen: La corrosión en tuberías genera importantes problemas operativos en instalaciones industriales de todo el mundo, provocando víctimas humanas, interrupciones del servicio y considerables consecuencias medioambientales y económicas. Este estudio tenía como objetivo establecer la velocidad de corrosión en acero N80 recubierto con CrSiN, empleando tanto técnicas experimentales como simulaciones hidrodinámicas. La velocidad de corrosión del acero API-5CT-N80, recubierto con CrSiN y expuesto a un fluido agresivo, se determinó mediante la técnica de Resistencia Electroquimica (ECR). Simultáneamente, se realizó un modelado hidrodinámico utilizando el software OpenFOAM, aplicando un modelo de tipo RANS, un modelo de turbulencia k- ε realizable y las ecuaciones de Navier-Stokes. Como resultado, se derivó una expresión para determinar la velocidad de corrosión del acero en función de la velocidad de flujo, la temperatura, el tamaño de partícula y el volumen fraccionario. Los resultados indican que la velocidad de corrosión está influida por la velocidad de rotación del sistema cuando se trata de partículas sólidas de tamaño pequeño y mediano. Sin embargo, esta relación no se mantiene para los flujos que contienen partículas de mayor tamaño, en los que el aumento del peso de las partículas provoca una reducción de su velocidad y, en consecuencia, una disminución de la energía de impacto.

Resumo: A corrosão em tubulações causa sérios problemas operacionais em instalações industriais em todo o mundo, resultando em vitimas humanas, interrupções de serviço e consideráveis impactos ambientais e econômicos. Este estudo teve como objetivo determinar a velocidade de corrosão em aço N80 revestido com CrSiN, utilizando tanto técnicas experimentais quanto simulações hidrodinámicas. A taxa de corrosão do aço API-5CT-N80 revestido com CrSiN e exposto a um fluido agressivo foi determinada por meio da técnica de Resistência Eletroquimica (ECR). Simultaneamente, foi realizado um modelamento hidrodinámico utilizando o software OpenFOAM, aplicando um modelo do tipo RANS, um modelo de turbulência k- ε realizável e as equações de Navier-Stokes. Como resultado, foi derivada uma expressão para determinar a velocidade de corrosão do aço em função da velocidade de fluxo, temperatura, tamanho das partículas e fração volumétrica. Os resultados indicam que a velocidade de corrosão é influenciada pela velocidade de rotação do sistema quando se trata de partículas sólidas de tamanho pequeno e médio. No entanto, essa relação não se mantém em fluxos que contêm particulas de maior tamanho, nas quais o aumento do peso das particulas provoca uma redução em sua velocidade e, consequentemente, uma diminuição na energia de impacto.