Revista Ingenierías Universidad de Medellín

Innovation in Water Distribution and Recirculation Systems in a Sustainable Social Housing Model

ABSTRACT Currently, there is a high systematic inequality regarding access to water, both between and within countries. In some, there is a wasteful picture and others show high water stress. This research developed an innovative response with the design of water supply, distribution, and recirculation systems (WSDR) in a sustainable social housing model (SSH) proposed by the researchers, based on a technological assessment which considers principles of spatial, environmental and economic efficiency in aqueduct cost and public service production for builders, user comfort, resource use optimization and its supply sources. In order to achieve this, the water resource of Bogota was diagnosed and technological options for saving water in new residential buildings were proposed; their viability was evaluated and their dimensions were estimated. Among the results, it was possible to project the saving of 110.03L/day or 40 % consumption of each residential unit (UH) proposed in the SSH model and 522,200L/ month in the tasks of washing and irrigation of common areas; This would result in water savings of 2,210,000 m3/month in the urban expansion area of Bogota, equivalent to 1,361.54 Ha.

RESUMEN En la actualidad, existe una alta inequidad sistemática de acceso al agua entre y dentro de los países, en algunos, existe un panorama de desperdicio y otros presentan alto estrés hídrico. Esta investigación desarrolló una respuesta innovadora en un diseño de los sistemas de abastecimiento, distribución y recirculación de agua (SADRA) en un modelo de vivienda de interés social sostenible (VISS) propuesto por los investigadores, a partir de la evaluación tecnológica (ET) teniendo en cuenta principios de eficiencia espacial, ambiental y económica en el costo del servicio público de acueducto y de producción para los constructores, confort del usuario, optimización del uso del recurso y sus fuentes de abastecimiento. Para lograrlo, se diagnosticó la disponibilidad del recurso hídrico pluvial de Bogotá; se plantearon las opciones tecnológicas para el ahorro de agua en edificaciones residenciales nuevas; se evaluó su viabilidad y se estimaron sus dimensiones. Dentro de lo obtenido, se logró proyectar el ahorro de 110,03L/día o el 40 % del consumo de cada unidad habitacional (UH) propuesta en el modelo de VISS y de 522.200L/mes en las labores de lavado y riego de zonas comunes; se encontró que, de implementar este modelo en la construcción de vivienda, se llegaría a un ahorro de agua de 2.210.000 m3/mes en el área de expansión urbana de Bogotá equivalente a 1361.54 Ha.

Knowledge Transfer in Software Development Teams: a Gamification Strategy to Encourage Collaboration

ABSTRACT Software development projects are knowledge-intensive because they involve rigorous management processes that must articulate with good knowledge and management practices. This integration is closely related to knowledge transfer, which is necessary for these projects. However, lack of collaboration, poor communication, lack of motivation to share knowledge, and the inability to make it available are some of the difficulties of knowledge management in software development projects. On the other hand, gamification influences people's behavior, promoting motivation, commitment, and collaboration in work teams. In this sense, gamification can be a potential strategy to transform these difficulties. It is adopted in this research in the design of GamifiK, an approach to encourage knowledge transfer in software development teams by promoting collaboration. GamifiK integrates good knowledge management practices, gamification elements, and collaboration as a soft skill for knowledge creation and transfer. A pilot study was conducted in an academic context to evaluate the preliminary performance of the strategy and its possibility of being validated and implemented in a software industry context. The results show that GamifiK can share knowledge and contribute to knowledge transfer in development teams and can be feasibility implemented in a real context.

RESUMEN Los proyectos de desarrollo de software son demandantes en conocimiento porque implican procesos de gestión rigurosos que deben articularse con buenas prácticas de conocimiento y gestión. Esta integración está estrechamente relacionada con la transferencia de conocimiento, indispensable en estos proyectos. Sin embargo, la falta de colaboración, la escasa comunicación, la falta de motivación para compartir el conocimiento y la incapacidad de ponerlo a disposición son algunas de las dificultades de la gestión del conocimiento en los proyectos de desarrollo de software. Por otro lado, la gamificación influye en el comportamiento de las personas, promoviendo la motivación, el compromiso y la colaboración en los equipos de trabajo. En este sentido, la gamificación puede ser una estrategia potencial para transformar estas dificultades. En esta investigación se adopta en el diseño de GamifiK, un enfoque para fomentar la transferencia de conocimientos en los equipos de desarrollo de software promoviendo la colaboración. GamifiK integra buenas prácticas de gestión del conocimiento, elementos de gamificación y la colaboración como habilidad blanda para la creación y la transferencia de conocimientos. Se realizó un estudio piloto en un contexto académico para evaluar el rendimiento preliminar de la estrategia y su posibilidad de ser validada e implementada en un contexto de la industria del software. Los resultados muestran que GamifiK puede compartir el conocimiento y contribuir a la transferencia de conocimiento en los equipos de desarrollo y es una viabilidad para ser implementado en un contexto real.

Evaluation of the Effect of the Loss of Adhesion of The Geosynthetic Interface-Asphaltic Mixture in the Performance of a Flexible Pavement Using the Technique of Numerical Modeling

Abstract Different numerical simulations were carried out based on finite elements, where the response of six different pavement structures subjected to the effects of the load of an equivalent axis is analyzed, where a geogrid was placed in the asphalt layer as reinforcement. For the reinforcement geogrid, there are different adherence characteristics between the geosynthetic and the asphalt mixtures, in such a way that the performance of the systems was evaluated when absolute roughness is present at the interface, and roughness coefficients of 0.9, 0.7 and 0.5. The results obtained were compared with the responses of the structures without reinforcement, in this way the performance that was presented was studied to determine how critical the progressive loss of adherence is when implementing the geogrid as reinforcement in the wearing course. As a conclusion, it is found that the loss of adherence geogrid-asphalt layer produces a fundamental loss of structural response capacity, with a performance even worse than the case without any reinforcement.

Resumen El presente trabajo muestra diferentes simulaciones numéricas basadas en elementos finitos, donde se analiza la respuesta de seis diferentes estructuras de pavimento sometidas a los efectos de la carga de un eje equivalente donde en la carpeta asfáltica se colocó una geomalla como refuerzo. Para la geomalla de refuerzo se tienen diferentes características de adherencia entre la geosintética y las mezclas asfálticas, evaluándose el desempeño de los sistemas cuando se tiene en la interfaz rugosidad absoluta y coeficientes de rugosidad de 0.9, 0.7 y 0.5. Los resultados que se obtuvieron se compararon con las respuestas de las estructuras sin refuerzo, de esta manera se estudió el desempeño que presentaba la estructura del pavimento al incorporar la geomalla como elemento de refuerzo y diferentes niveles de adherencia. Como conclusión, se encontró que la perdida de adherencia geomalla-carpeta asfáltica produce una pérdida de capacidad estructural, que incluso supera una condición sin presencia de refuerzo.

**Properties of Composite Materials Reinforced with Guadua Fibers: a Comparative Study**

Abstract A numerical model for predicting the effect of the modification of a fiber's surface on the mechanical properties of biocomposite panels made with bamboo fibers and vegetable resin was elaborated. For the study, the three surface treatments methods were mercerization, plasma, and ozone treatment. To analyze the influence of each treatment on the surface of the fibers, a study of their morphology, chemical composition, and crystallinity was carried out using scanning electron microscopy, X-ray energy dispersion spectroscopy, and X-ray diffraction. A characterization of the physical properties of the fibers was carried out by determining the density and the absorption capacity. The influence of the treatment on the mechanical properties of the fibers was analyzed by determining their tensile strength. These results were used to determine the elastic properties of the plies that make up the biocomposite, applying the modified mixing rule for anisotropic materials. The numerical models were elaborated using a commercial finite element program, considering a linear analysis. The composite was conceived as a laminate made up of layers of fibers oriented in different directions. To validate the numerical results, panels were made using fibers treated according to established treatment methods and a vegetable resin. For the construction of the panels, a compression system at standard room temperature was used. The fibers were placed in six 1.13 mm-thick layers, reproducing the conditions established in the numerical model. The determination of the physical properties of the composite was based on the determination of the density, the absorption capacity, and the percentage of swelling. The determination of the mechanical properties focused on obtaining the maximum strength for tensile, compression, and static bending. The results show that it is possible to improve the mechanical performance of the composite when the surface of the fibers that act as reinforcement is modified. According to the results, panels made with fibers treated with plasma and with ozone exhibited better mechanical performance, showing a good correlation between the results of the numerical models and the values obtained experimentally.

Resumen Se elaboró un modelo numérico para predecir el efecto de la modificación de la superficie de una fibra sobre las propiedades mecánicas de los paneles de biocompuestos fabricados con fibras de bambú y resina vegetal. Para el estudio, los tres métodos de tratamiento superficial fueron la mercerización, el plasma y el tratamiento con ozono. Para analizar la influencia de cada tratamiento en la superficie de las fibras, se realizó un estudio de su morfología, composición química y cristalinidad mediante microscopía electrónica de barrido, espectroscopia de dispersión de energía de rayos X y difracción de rayos X. Se llevó a cabo una caracterización de las propiedades físicas de las fibras mediante la determinación de la densidad y la capacidad de absorción. La influencia del tratamiento en las propiedades mecánicas de las fibras se analizó determinando su resistencia a la tracción. Estos resultados se utilizaron para determinar las propiedades elásticas de las capas que componen el biocompuesto, aplicando la regla de la mezcla modificada para materiales anisótropos. Los modelos numéricos se elaboraron utilizando un programa comercial de elementos finitos, considerando un análisis lineal. El compuesto se concibió como un laminado formado por capas de fibras orientadas en diferentes direcciones. Para validar los resultados numéricos, se fabricaron paneles utilizando fibras tratadas según los métodos de tratamiento establecidos y una resina vegetal. Para la construcción de los paneles se utilizó un sistema de compresión a temperatura ambiente estándar. Las fibras se colocaron en seis capas de 1,13 mm de espesor, reproduciendo las condiciones establecidas en el modelo numérico. La determinación de las propiedades físicas del compuesto se basó en la determinación de la densidad, la capacidad de absorción y el porcentaje de hinchamiento. La determinación de las propiedades mecánicas se centró en la obtención de la resistencia máxima a tracción, compresión y flexión estática. Los resultados muestran que es posible mejorar las prestaciones mecánicas del compuesto cuando se modifica la superficie de las fibras que actúan como refuerzo. De acuerdo con los resultados, los paneles fabricados con fibras tratadas con plasma y con ozono presentaron mejores prestaciones mecánicas, mostrando una buena correlación entre los resultados de los modelos numéricos y los valores obtenidos experimentalmente.

River Velocity through LSPTV Technique using UAVs

Abstract This research analyzes the difference between two techniques for measuring the velocity of water flows, using the non-intrusive large-scale particle tracking velocimetry technique (LSPTV), and intrusive techniques such as electromagnetic windlass and propeller windlass. A fluvial characterization of the river is conducted to classify it in relation to various fluvial parameters. The technique is applied in the stretch of the river, using two types of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): DJI Inspire II and DJI Spark, using two types of tracers, to obtain velocity fields in the study section. Comparing the two techniques it is evident that the tracers that best adapted to the model are the orange peel with the Spark drone with a reliability of 91 %, compared to the tracers of plastic covers with the same vehicle with a reliability of 81 %. The LSPTV technique has higher reliability compared to conventional methods, even more when depth corrections are made; therefore, it would reduce the risks for operators and/or damage to equipment that needs to be introduced to the fluid.

Resumen En este estudio se analizó la diferencia entre dos técnicas de medición de velocidad de cuerpos de agua, utilizando la técnica no intrusiva de velocimetría por seguimiento de partículas a gran escala (LSPTV) y técnicas intrusivas como molinete de hélice. Se realizó una caracterización fluvial del río con el fin de clasificarlo en relación con diversos parámetros fluviales. Se aplicó la técnica en el tramo del río, utilizando dos tipos de Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT); DJI Inspire II y DJI Spark, usando dos tipos de trazadores, para obtener campos de velocidad en el tramo de estudio. Realizando la comparación de las técnicas, se evidenció que los trazadores que mejor se adaptaron al modelo son la cáscara de naranja con el dron Spark con una fiabilidad de 91 %, en comparación con los trazadores de tapas plásticas con el mismo vehículo con una fiabilidad de 81 %. La técnica LSPTV posee una fiabilidad alta en comparación con los métodos convencionales, más aún cuando se realizan correcciones de profundidad, por lo tanto, disminuiría los riesgos para operarios y/o daños en equipos que requieren ser introducidos al fluido.

Evaluation of The Performance of Soil/Construction Waste Mixtures as an Alternative for The Improvement of Low Traffic Volume Road Subgrades

Resumen Aunque las vías rurales por lo general tienen gran importancia económica para las comunidades, se pueden considerar de bajo volumen de tránsito (BVT), lo cual lleva a que su pavimentación sea difícil de viabilizar financieramente. Por lo anterior, la mayoría de estas vías son no pavimentadas, generando dificultades para el tránsito, particularmente durante temporadas lluviosas. De otro lado, los residuos de construcción y demolición (RCD) constituyen un problema ambiental en las ciudades; se ha identificado su uso en la construcción de carreteras como una alternativa para su disposición final. Esta investigación tuvo como finalidad evaluar una alternativa para el uso en vías de bajo volumen de tránsito como material para el mejoramiento de subrasantes del pavimento. En específico, se evaluó el empleo de residuos procedentes de las construcciones o demoliciones de manipostería de ladrillo. Se realizó una evaluación tanto técnica como económica, para lo cual se realizaron diseños de pavimentos adicionando en proporciones determinadas entre 10 % y 40 % de RDCL y suelo residual, y se compararon con diseños de pavimentos convencionales usando materiales granulares de explotación de canteras. Para todos los diseños se usaron las mismas condiciones de tránsito, suelos de subrasante y metodologías de diseño. Los resultados obtenidos muestran que el uso de RCDL mezclado con suelo como mejoramiento de la subrasante, se obtienen reducciones en espesores de capas granulares del pavimento que pueden permitir prescindir de la capa de subbase granular con los respectivos beneficios económicos y ambientales.

Abstract Although they are of great economic importance for the communities, rural roads can generally be considered low traffic volume (LTV) roads, which makes their paving difficult to make financially feasible. As a result, most of these roads are unpaved, causing traffic difficulties, particularly during the rainy season. On the other hand, construction and demolition waste ( ) is an environmental problem in cities; its use in road construction has been identified as an alternative for its final disposal. The purpose of this research was to evaluate an alternative for use in low traffic volume roads as a material for the improvement of pavement subgrades. Specifically, the use of waste from brick masonry construction (WBMC) or demolition was evaluated. A technical and economic evaluation was carried out, for which pavement designs were made by adding between 10 and 40 % of WBMCL and residual soil in determined proportions and compared with conventional pavement designs using granular materials from quarry exploitation. The same traffic conditions, subgrade soils and design methodologies were used for all designs. The results obtained show that the use of WBMC mixed with soil as a subgrade improvement results in reductions inpavement granular layer thicknesses that can make it possible to dispense with the granular subbase layer with the respective economic and environmental benefits.