DYNA

MOISTURE ADSORPTION ISOTHERMS IN YELLOW PITAHAYA (Selenicereusmegalanthus)

Moisture adsorption isotherms for yellow pitahaya fruits were studied at 15, 25, and 35 °C using the gravimetric method for a 0.111-0.901 water activity range. Experimental values were adjusted by using the GAB, BET, Henderson, Smith, Caurie, and Peleg models. The isosteric heat of adsorption (Qst) was determined using the Clausius-Clapeyron equation. The results showed that yellow pitahaya fruits exhibit type III adsorption isotherms and that the equilibrium moisture content (EMC) is temperature-dependent. For the same water activity value, the EMC decreased when temperature increased. The GAB model presented the best fitto the experimental values. The Qst dropped from 57.154 to 45.79 kJ/mol when the EMC increased from 0.05 to 0.40 g water/g dry matter, respectively. These results are important for establishing the best storage conditions for dehydrated pitahaya fruits as well as for shelf-life prediction and the design of packaging materials.

Se determinaron las isotermas de adsorción de humedad en pitahaya amarrilla a 15, 25, y 35ºC mediante el método gravímetro en el intervalo de actividad de agua (aw) entre 0.111 y 0.901. Los valores experimentales de adsorción se ajustaron mediante los modelos de GAB, BET, Henderson, Smith, Caurie, y Peleg. El calor isostérico de adsorción (Qst) se determinó mediante la ecuación de Clausius-Clapeyron. Los resultados mostraron que las isotermas fueron de tipo III. El contenido de humedad de equilibrio (CHE) presentó dependencia con la temperatura, disminuyendo con el aumento de esta para un valor constante de aw. El modelo GAB fue el que presentó mejor ajuste de los valores experimentales. El Qst disminuyó con el aumento del CHE, variando de 57.154 a 45.79 kJ/mol para humedades de 0.05 y 0.4 (g agua/g ms), respectivamente. Estos resultados son de interés para establecer las mejores condiciones de almacenamiento de la pitahaya deshidratada, así como la predicción de la vida útil, y el diseño de empaque.

REAL ROOTS OF NONLINEAR SYSTEMS OF EQUATIONS THROUGH A METAHEURISTIC ALGORITHM

This article describes the use of a numeric strategy to perform a metaheuristic optimization for finding the real roots of a nonlinear equation system. A theorem that shows why it can be treated as an optimization problem is shown. Some two-, three-, and five-equation systems are used as examples of the strategy.

Este artículo describe una estrategia numérica de optimización metaheurística, utilizada para determinar las soluciones en el conjunto de los números reales de un sistema de ecuaciones no lineales. Se utiliza un teorema que demuestra la validez de conversión de un problema de solución de ecuaciones no lineales en otro de optimización. A título de demostración, se presentan algunos resultados para sistemas de dos, tres y cinco ecuaciones.

NUMERICAL SIMULATION OF THE INSTABILITY LINE BASED ON LAWS OF PHYSICS

This work presents a numerical study of the instability line that relies on balance laws of physics rather than phenomenology. The instability line defines the onset of static liquefaction for loose sandy materials in the p-q space of effective stresses under undrained loading conditions. The onset of static liquefaction is predicted by means of a recently developed criterion and specialized to an elastoplastic constitutive model. The performance of this criterion is compared with laboratory tests showing satisfactory results. For a given void ratio and different mean pressures, it is found that the mobilized friction angle at the onset of static liquefaction is not constant. Therefore, the instability line is not an intrinsic property of the sand, but depends on the current state of the material. This work re-interprets the hypothesis given by VaidandChern, which has been amply used to analyze liquefaction phenomena.

Este trabajo presenta un estudio numérico de la línea de inestabilidad basado en leyes de la física y no en fenomenología. La línea de inestabilidad muestra el momento en que se presenta licuación estática en arenas en el espacio de esfuerzos efectivos p-q bajo condiciones no drenadas. La línea de estabilidad se construyócon base en un criterio de inestabilidad recientemente formulado. Dicho criterio se especializó a un modelo constitutivo elastoplástico. La capacidad predictiva tanto del modelo como del criterio se compara con ensayos obteniendo resultados satisfactorios. Se encuentra que dada una relación de vacíos, el ángulo de fricción movilizado en licuación no es constante para diferentes confinamientos. De lo anterior se deduce que la línea de inestabilidad no es un parámetro de la arena, sino que es una variable dependiente del estado. Los resultados abren la puerta para reinterpretar la hipótesis deVaidy Chern ampliamente usada para analizar licuación.

HYBRID APPROACH FOR AN OPTIMAL ADJUSTEMENT OF A KNOWLEDGE-BASED REGRESSION TECHNIQUE FOR LOCATING FAULTS IN POWER DISTRIBUTION SYSTEMS

This paper is focused in the development of a hybrid approach based on support vector machines (SVMs) which are used as a regression technique and also in the Chu-Beasley genetic algorithm (CBGA) which is used as an optimization technique to solve the problem of fault location. The proposed strategy consists of using the CBGA to adequately select the best configuration parameters of an SVM. As a result of the application of this strategy, a well-suited tool is obtained to relate a set of inputs to a single output in a classical regression task, which is next used to determine the fault distance in power distribution systems, using single end measurements of voltage and current. The proposed approach is initially tested in a simplified regression task using two functions in Â1 and Â2, where the results obtained are highly satisfactory. Next, the selection of the adequate calibration parameters is performed in order to adjust the SVM using a cross validation strategy, where an average error of 5.75 % is obtained. These results show the adequate performance of the proposed methodology which merges SVM and CBGA into one powerful fault locator for application in power distribution systems.

Este artículo está orientado al desarrollo de un método híbrido que combina una técnica de regresión como las máquinas de soporte vectorial y una técnica de optimización como el algoritmo genético de Chu-Beasley, para resolver el problema de localización de fallas. La estrategia propuesta consiste en la utilización del algoritmo genético para la selección adecuada de los mejores parámetros de configuración de la máquina de soporte vectorial. Como resultado de la aplicación de esta estrategia se obtiene una herramienta adecuada para relacionar un conjunto de entradas con una única salida en una tarea clásica de regresión, la cual es utilizada para determinar la distancia a la falla en sistemas de distribución, a partir de las medidas de tensión y de corriente en un terminal de la línea. La estrategia propuesta se prueba preliminarmente utilizando dos funciones sencillas en Â1 y Â2, donde los resultados son altamente satisfactorios. Luego, se realiza la selección de los parámetros adecuados de calibración de la SVM y como resultados para cuatro diferentes localizadores propuestos, se obtiene un error promedio en validación cruzada de 5,75 %. Estos resultados muestran el desempeño adecuado de la metodología propuesta, la cual combina las máquinas de soporte vectorial con el algoritmo genético, en un potente localizador de fallas aplicado a los sistemas de distribución de energía eléctrica.

ADVANCED SPATIAL METRICS ANALYSIS IN CELLULAR AUTOMATA LAND USE AND COVER CHANGE MODELING

This paper proposes an approach for a more effective definition of cellular automata transition rules for landscape change modeling using an advanced spatial metrics analysis. This approach considers a four-stage methodology based on: (i) the search for the appropriate spatial metrics with minimal correlations; (ii) the selection of the appropriate neighborhood size; (iii) the selection of the appropriate technique for spatial metrics application; and (iv) the analysis of the contribution level of each spatial metric for joint use. The case study uses an initial set of 7 spatial metrics of which 4 are selected for modeling. Results show a better model performance when compared to modeling without any spatial metrics or with the initial set of 7 metrics.

Este artículo expone un abordaje que permite una definición de reglas basadas en la transición de autómatas celulares, para la modelización de alteraciones en la ocupación del suelo, aplicando un análisis avanzada de métricas espaciales. Esta considera una metodología en 4 etapas: i) búsqueda de métricas espaciales adecuadas con correlaciones mínimas; (ii) selección de una vecindad adecuada; (iii) selección de la técnica adecuada para la aplicación de las métricas espaciales; y (iv) análisis del nivel contribución de cada métrica espacial para una utilización conjunta. El caso de estudio incluye un conjunto inicial de 7 métricas espaciales de las cuales son seleccionadas 4 para la modelización. Los resultados muestran un desempeño superior tanto si se compara con una modelización sin métricas espaciales o utilizando las 7 métricas iniciales.

DESIGN CYCLE OF A ROBOT FOR LEARNING AND THE DEVELOPMENT OF CREATIVITY IN ENGENEERING

This paper attempts to show the main aspects which have given evolution to the development of a device belonging to a new pedagogic strategy called educational robotics. We present how starting from the basic design requirements expressed, and after applying a rigorous and methodological design process, the design specifications are obtained according to the different pedagogical, functional, esthetic, constructive, and economic aspects which this strategy proposes to implement.

Este artículo pretende mostrar los aspectos más relevantes en el desarrollo evolutivo del diseño de un dispositivo perteneciente a una nueva estrategia pedagógica denominada Robótica Educativa. Aquí se presenta cómo a partir de los requerimientos básicos de diseño expresados, y luego de aplicar un proceso riguroso y metodológico de diseño, se logra obtener las especificaciones de diseño acordes con los diferentes aspectos pedagógicos, funcionales, estéticos, constructivos y económicos que esta nueva estrategia de enseñanza propone implementar.

COSMODEL: AN INTERACTION MODEL FOR SOCIAL NETWORK GAMES

Social network games (videogames for online social networks), have become very popular among videogame developers. Nevertheless, the conceptual aids for designers and developers of this type of games are scarce, particularly the aids that focus on interaction between players. Due to this, CosModel is proposed as a model for the design of social network games. CosModel is made up of three interaction design views that aid in the construction of these games and focus on enhancing player interactions. One of these views features the use of a metaphor as a conceptual aid for the design of social network games. This paper presents the theoretical background that supports the model, the model's development procedure and structure, and a proposed process for its implementation.

Los juegos para redes sociales (videojuegos para redes sociales en línea), se han vuelto muy populares entre los desarrolladores de videojuegos. Sin embargo, los soportes conceptuales para los diseñadores de este tipo de juegos son escasos, en particular aquellos que se enfocan en la interacción entre jugadores. Debido a lo anterior, se propone CosModel como un modelo para el diseño de juegos para redes sociales. CosModel se compone de tres vistas de diseño de interacción que respaldan la construcción de estos juegos y se enfocan en potenciar las interacciones entre los jugadores. Una de estas vistas presenta el uso de una metáfora como ayuda conceptual para el diseño de juegos para redes sociales. Este artículo presenta el contexto teórico que apoya al modelo, el proceso de desarrollo del modelo y su estructura, y un proceso propuesto para su implementación.

ARTIFICIAL INTELLIGENCE PLANNING TECHNIQUES FOR ADAPTIVE VIRTUAL COURSE CONSTRUCTION

This paper aims at presenting a planning model for adapting the behavior of virtual courses based on artificial intelligence techniques, in particular using not only a multi-agent system approach, but also artificial intelligence planning methods. The design and implementation of the system by means of a pedagogical multi-agent approach and the definition of a framework to specify the adaptation strategy allow us to incorporate several pedagogical and technological approaches that are in accordance with the teamwork points of view, thus providing a very concrete implementation and installation. A novel pre-planner was included that allows transparency and neutrality within the proposed model and which also offers support to translate the virtual course elements within a planning problem specification. The final section exhibits the experimental platform SICAD+ (Sistema Inteligente de Cursos ADaptativos+, meaning Intelligent System for Adaptive Courses through a Multi-Agent System approach), which validates the model proposed.

El artículo tiene como objetivo proponer un modelo de planificación para la adaptación de cursos virtuales, basado en técnicas de inteligencia artificial, en particular usando el enfoque de sistema multi-agente (SMA) y métodos de planificación en inteligencia artificial. El diseño y la implementación por medio de un SMA pedagógico y la definición de un framework para especificar la estrategia de adaptación permiten incorporar diversos enfoques pedagógicos y tecnológicos, de acuerdo a los puntos de vista del equipo de trabajo, lo cual resulta en una implementación e instalación concreta. Se incorpora un novedoso pre-planificador que permite la transparencia y la neutralidad en el modelo propuesto y también ofrece soporte para traducir los elementos del curso a las especificaciones de un problema de planificación. La última sección muestra la plataforma experimental SICAD + (Sistema Inteligente de Cursos ADaptativos, a través de un enfoque multi-agente), que valida el modelo propuesto.

COMPARISON OF FREQUENCY RESPONSE AND NEURAL NETWORK TECHNIQUES FOR SYSTEM IDENTIFICATION OF AN ACTIVELY CONTROLLED STRUCTURE

System identification methodsare generally used to obtain the dynamic properties of structural systems. The dynamic properties are used for various purposes, such as model updating, structural health monitoring, and control synthesis. This paper presents the identification of an actively controlled structure with an active mass damper based on input-outputrelationships.The input signals include accelerations in the base of the structure and control force inputs while the output signals are the accelerations of the structure due to the inputs. In this paper, the system identification using frequency response functions iscompared with non-linear relationships obtained by using artificial neural networks (ANN) for bothasingle-input, single-output, and multiple-inputsingle-output (MISO) system. The results indicate that for the MISO structural system,the ANN technique providesa more accurate identification than identifications obtained with frequency responsemethods.

La identificación de sistemas es un método que puede ser utilizado para obtener las propiedades dinámicas de un sistema estructural integrado por sensores, actuadores yun algoritmo de control, sometido a diferentes tipos de excitación. Estas propiedades dinámicas son utilizadas en varios propósitos, tales como: Actualización de modelos, Monitoreo de salud estructural y Sistemas de control. En este artículo se presenta la identificación de una estructura con un sistema de control activo colocado en la parte superior por medio de la relación entre las señales de entrada (movimiento en la base y fuerza de control) y la señal de salida (respuesta de la estructura). Para esto se utiliza la respuesta en frecuencia con funciones de transferencia y se compara con las relaciones no lineales obtenidas mediante Redes Neuronales Artificiales (RNA) de una entrada-una salida (SISO) y de múltiples entradas-una salida (MISO). Finalmente, se demuestra que la identificación del sistema estructural MISO con RNA presenta una mejor aproximación al sistema real que las obtenidas con la matriz de transferencia conformada a partir de funciones de transferencia.

SAFEGUARD PLAN MANAGEMENT FOR HERITAGE BUILDINGS: DEVELOPMENT OF A SPATIAL INFORMATION SYSTEM

This paper explains the methodology and criteria used in the development of a new tool for the management of a safeguard plan for historic buildings in Avila, which is a Spanish World Heritage City. As a result of a first approximation, there are many requirements to take into account: completeness, interactivity, ease of use, modularity, and low costs. Due to the characteristics of the information (spatially located, heterogenic, and provided in different formats) we consider it indispensable to create a spatial information system that is qualified for organizing all available multimedia digital information (2-D images, panoramas, graphics, text documents, and music). While the main objective of this study is to provide a simple tool for the management of historic and artistic heritage in the form of a safeguard plan, the features of the tool created here open up new possibilities for other uses in the future.

Este artículo expone la metodología y los criterios adoptados para el desarrollo de una nueva herramienta para la gestión del Plan de Salvaguardia de los edificios históricos de Avila, ciudad española Patrimonio de la Humanidad. Como resultado de una primera aproximación hubo que tener en cuenta los siguientes requerimientos: compleción, interactividad, facilidad de uso, modularidad y bajo coste. Debido a las características de la información (espacialmente localizada, heterogenea y proporcionada en diversos formatos) consideramos indispensable la creación de un sistema de información espacial capaz de organizar todos los contenidos multimedia del Plan (imágenes 2D, imágenes panorámicas, gráficos, texto, documentos y música). Aunque el principal objetivo ha sido proporcionar una herramienta sencilla para la gestión del patrimonio histórico-artístico, los elementos de la herramienta creada abren nuevas posibilidades para otros usos en el futuro.

THE SELECTION OF A MODE OF URBAN TRANSPORTATION: INTEGRATING PSYCHOLOGICAL VARIABLES TO DISCRETE CHOICE MODELS

A study using revealed preference surveys and psychological testswas conducted. Key psychological variables of behavior involved in the choice of transportation mode in a population sample of the Metropolitan Area of the Valle de Aburrá were detected. The experiment used the random utility theory for discrete choice models and reasoned action in order to assess beliefs. This was used as a tool for analysis of the psychological variables using the sixteen personality factor questionnaire (16PF test). In addition to the revealed preference surveys,two other surveys were carried out: onewith socio-economic characteristics and the other with latent indicators. This methodology allows for an integration of discrete choice models and latent variables. The integration makes the model operational and quantifies the unobservable psychological variables. The most relevant result obtained was that anxiety affects the choice of urban transportation mode and showsthat physiological alterations, as well as problems in perception and beliefs, can affect the decision-making process.

Aplicando encuestas de preferencias reveladas y cuestionarios psicológicos se realizó un estudio detectando variables psicológicas claves de la conducta que intervienen en la elección de un modo de transporte en un grupo de habitantes del Área Metropolitana del Valle de Aburrá. Se tuvo en cuenta la teoría de la utilidad aleatoriapara los modelos de elección discreta y la acción razonada para evaluar las creencias y se utilice como herramienta de análisis de las variables psicológicas el cuestionario de factor de personalidad (16PF). Además de las encuestas de preferencias reveladas, se aplicaron otras dos encuestas: una de categorías socioeconómicas, y otra con indicadores latentes. Esta metodología permite una integración de modelos de elección discreta y de variables latentes, que lo hace operativo y cuantifica las variables psicológicas inobservables. El resultado más relevante que se obtuvo fue que la ansiedad incide en la elección de un modo de transporte urbano y se muestra que una alteración fisiológica, problemas en la percepción, y las creencias pueden afectar el proceso de toma de decisiones.

DEGREDATION PROPERTIES OF REINFORCED CONCRETE WALLS WITH OPENINGS

This paper compares the performance of four isolated reinforced concrete (RC) walls with openings: two prototype walls tested under quasi-static cyclic (QSC) loading, and two models tested under shaking table excitation. The variables studied were the web steel ratio, the type of web reinforcement, and the testing method. By means of the measured response, it was verified that loading history of the QSC testing ignores the foremost dynamic effects observed in structures subjected to earthquake loads. When dynamic and QSC responses were compared, it was apparent that stiffness and strength degradation properties depend on the loading rate, the strength mechanisms associated to the failure modes, number of cycles, and cumulative parameters such as ductility demand and energy dissipated. We deducted that data obtained from QSC tests cannot always be safely assumed to be a lower limit of the expected capacity. Stiffness and strength degradation models for RC walls with openings subjected to earthquake-type loading are also proposed.

En este artículo se compara el comportamiento de cuatro muros aislados de concreto reforzado (CR) con aberturas: dos muros prototipo ensayados bajo carga cuasi-estática cíclica (CEC) y dos muros ensayados bajo excitación de mesa vibratoria. Las variables estudiadas fueron la cuantía de acero en el alma, el tipo de acero de refuerzo en el alma y el método de ensaye. A partir de la respuesta medida se verificó que la historia de carga de los ensayos CEC ignora los efectos dinámicos fundamentales observados en estructuras sometidas a cargas sísmicas. Cuando las respuestas dinámicas y CEC cíclicas se compararon, se observó que las propiedades de degradación de rigidez y resistencia dependen de la velocidad de aplicación de carga, los mecanismos de resistencia asociados a los modos de falla, el número de ciclos y los parámetros acumulados de la demanda de ductilidad y energía disipada. Por lo tanto, los datos obtenidos a partir de ensayos CEC no siempre se pueden suponer de forma segura como un límite inferior de la capacidad esperada. En el artículo también se proponen modelos de degradación de rigidez y resistencia para muros de CR con aberturas sometidos a carga del tipo sísmica.

INFLUENCE OF RAINFALL INTENSITY ON INFILTRATION AND DEFORMATION OF UNSATURATED SOIL SLOPES

In order to improve the understanding of the influence of rainfall intensity on infiltration and deformation behavior of unsaturated soil slopes, numerical 2D analyses are carried out by a three-phase elasto-viscoplastic seepage-deformation coupled method. From the numerical results, it is shown that regardless of the saturated permeability of the soil slope, the increase in the pore water pressure (reduction in suction) during rainfall infiltration is localized close to the slope surface. In addition, the generation of the pore water pressure and the lateral displacement are mainly controlled by the ratio of the rainfall intensity to the saturated permeability of the soil.

Con el objeto de entender más claramente la influencia de la intensidad de la lluvia en el proceso de infiltración y deformación de taludes en suelos parcialmente saturados, se han realizado análisis numéricos en 2D usando un método trifásico acoplado que incluye un modelo elasto-viscoplástico. Los resultados numéricos muestran que independientemente de la permeabilidad saturada del talud, el incremento en la presión de poros (reducción de la succión) durante la infiltración de la lluvia se localiza cerca a la superficie del talud. Adicionalmente, los incrementos en la presión de poros y en los desplazamientos laterales son controlados pincipalmente por la relación entre la intensidad de la lluvia y la permeabilidad saturada del suelo.

AN INTEGRATED REMEDIATION SYSTEM USING SYNTHETIC AND NATURAL ZEOLITES FOR TREATMENT OF WASTEWATER AND CONTAMINATED SEDIMENTS

The major sources of water pollution can be classified as municipal, industrial, and agricultural. Different types of polluted aqueous effluents and sediments may be produced, which contain relatively high levels of heavy metals. During the 1990s, the large-scale development of constructed wetlands around the world drew much attention from public and environmental groups. The present study looks at the use of an integrated remediation system using zeolites for the treatment of wastewater and sediments. Zeolites have been widely studied in the past 10 years due to their attractive properties such as molecular-sieving, high cation exchange capacities, and their affinity for heavy metals. Coal industry by-products-based zeolites (faujasite type) have been tested as an effective and low-cost novel alternative for wastewater treatment, particularly their removing of heavy metals. On the other hand, a preliminary laboratory-scale experiment was conducted on the use of natural zeolites (clinoptilolite type) for the retention of heavy metals from canal sediments. Experimental work revealed promising results, which could be replicated on a bigger scale. Although this has been developed for canal sediments, the remediation strategy can be adapted to different waterways such as rivers. The development of the proposed remediation system in a specific experimental site as the major part of an innovation park can provide great benefits to a population living near contaminated effluents. It provides not only opportunities for the mitigation of environmental impact, improving water quality and landscape amenity, but also allows for several recreational opportunities.

Las principales fuentes de contaminación del agua pueden ser clasificadas como urbanas, industriales y agrícolas. Diferentes tipos de efluentes acuosos y sedimentos contaminados pueden ser producidos, los cuales contienen niveles relativamente altos de metales pesados. Durante la década de los 90s, el desarrollo a gran escala global de humedales construidos dirigió la atención de grupos públicos y ambientalistas. El presente estudio examina el uso de un sistema de remediación integrado usando zeolitas para el tratamiento de aguas residuales y sedimentos. Las zeolitas han sido ampliamente estudiadas en la última década debido a sus propiedades atractivas como tamizado molecular, alta capacidad de intercambio catiónico y afinidad por metales pesados. Zeolitas (tipo faujasita) sintetizadas a partir de sub-productos de la industria del carbón han sido probadas como una novedosa alternativa eficaz y de bajo costo para el tratamiento de aguas residuales, en particular en la eliminación de metales pesados. Por otra parte, una experimentación preliminar a escala de laboratorio se llevó a cabo sobre el uso de las zeolitas naturales (tipo clinoptilolita) para la eliminación de metales pesados de sedimentos de canal. El trabajo experimental revelo resultados prometedores, que podrían reproducirse en una mayor escala. Aunque esto se ha desarrollado para los sedimentos de canal, la estrategia de remediación se puede adaptar a diferentes cursos de agua tales como ríos. El desarrollo del sistema de remediación propuesto en un sitio experimental específico, representando la parte más importante de un parque de innovación, puede proporcionar grandes beneficios a la población que vive cerca de efluentes contaminados. Ofrece no sólo oportunidades para la mitigación del impacto ambiental, la mejora de la calidad del agua y la amenidad del paisaje, sino también varias oportunidades de recreación.

FIELD STUDY OF EXPERIMENTAL ANTIFOULING PAINT FORMULATIONS

This work presents the results of field testing of several experimental antifouling paints, which were exposed for up to 471 days to natural sea water in the Caribbean. The testing site was selected in order to obtain very critical conditions; therefore, static panels were immersed in water considered as having an intense biological activity. Paints formulations are based in natural rosin as binder, and cuprous oxide as biocide. Three different plasticizers and binder/plasticizers ratios were employed, obtaining 22 different formulations, which were classified in three different groups according to their biocide leaching rate. Besides this, three commercial products were tested for comparison. Some of the experimental formulations, including paints with low biocide release rate, show as good or better performance than the commercial ones. From the plasticizers employed (chlorinated rubber, vegetable oleic acid, and vegetable oil), it was found that the best results were obtained with formulations prepared with chlorinated rubber. It was also observed that physical chemical water properties might have an important effect on paint efficiency, particularly the presence of particulate matter in the water or important variations of water oxygen content.

En este trabajo se presentan los resultados de la evaluación en campo de varias pinturas anti-incrustantes desarrolladas experimentalmente, luego de ser expuestas por 471 días a condiciones naturales de agua de mar en el Caribe. El lugar de exposición fue seleccionado con el fin de obtener condiciones ambientales severas, para este propósito se sumergieron paneles estáticos en agua con alta actividad biológica. Se usaron tres diferentes plastificantes y diferentes relaciones plastificante/ligante, para finalmente obtener 22 diferentes formulaciones que fueron clasificadas en tres diferentes grupos de acuerdo a la velocidad de liberación del biocida. Para efectos de comparación, se emplearon tres productos comerciales. Algunas de las formulaciones desarrolladas mostraron igual o mejor desempeño que los productos comerciales. Los mejores resultados se encontraron cuando se usó caucho clorado como plastificante. Finalmente se encontró que las condiciones físico-químicas del agua tienen un efecto significativo en la eficiencia biocida de las pinturas, particularmente la presencia de material particulado y el contenido de oxígeno.

PRELIMINARY ANALYSIS OF BIOMASS POTENTIALLY USEFUL FOR PRODUCING BIODIESEL

Given that biodiesel is emerging as a viable solution for some energy and environmental problems, research on raw materials appropriate for its production is a matter of growing interest. In this study we present the results of research devoted to preliminary analysis on several vegetable (biomass) species potentially useful for producing biodiesel. The bioprospection zone is a region on the Colombian Pacific coast. The candidate species collected underwent different standardized ASTM tests in order for us to define properties that facilitate their evaluation. Some of the species underwent a transesterification process. Comparisons between the thermo-physical properties of the biofuels obtained and the properties of commercial diesel were carried out. Also, performance tests for these biofuels were conducted in compression ignition engines, particularly evaluating efficiency, fuel consumption, and potency at different RPMs.

Considerando que el biodiesel se está convirtiendo en una solución viable para algunos problemas energéticos y medioambientales, la investigación de materias primas para su producción es un tema de creciente interés. Este estudio presenta los resultados de una investigación dedicada al análisis preliminar de varias especies vegetales (biomasa), potencialmente útiles para producir biodiesel. La zona de bioprospección es una región de la costa pacifica colombiana. Las especies promisorias recolectadas fueron sometidas a diferentes pruebas normalizadas ASTM para definir propiedades que faciliten su evaluación. Algunas de las especies fueron sometidas a un proceso de transesterificación. Adicionalmente, se realiza una comparación entre las propiedades termo-físicas de los biodiesel y las propiedades del diesel comercial. Las pruebas de rendimiento de estos biocombustibles en los motores de encendido por compresión, particularmente la eficiencia, el consumo y la potencia a diferentes RPM del motor, se presentan en este trabajo.

PERFORMANCE AND EMISSIONS OF A HEAVY DUTY DIESEL ENGINE FUELLED WITH PALM OIL BIODIESEL AND PREMIUM DIESEL

Biodiesels are promoted as alternative fuels due their potential to reduce dependency on fossil fuels and carbon emissions. Research has been addressed in order to study the emissions of light duty vehicles. However, the particle matter and gaseous emissions emitted from heavy-duty diesel engines fueled with palm-biodiesel and premium diesel fuel have seldom been addressed. The objective of this study was to explore the performance and emission levels of a Cummins 4-stroke, 9.5 liter, 6-cylinder diesel engine with common rail fuel injection, and a cooled exhaust gas recirculation (EGR). The palm-biodiesel lowered maximum engine output by much as 10 %. The engine emissions data is compared to standards from 2004, and is determined to pass all standards for diesel fuel, but does not meet emissions standards for PM or NOx for palm-biodiesel

Biodiesel es promocionado como combustible alternativo para sustituir combustibles de origen fósil y reducir emisiones de carbono. Algunos estudios han sido llevados a cabo para estudiar las emisiones de vehículos diesel de baja potencia. Sin embargo, las emisiones sólidas y gaseosas emitidas por vehículos de trabajo operados con biodiesel de palma africana y diesel de bajo contenido de azufre (~ 15 ppm) han sido poco estudiadas. El objetivo de este estudio fue determinar el desempeño y emisiones de un motor Diesel Cummins, 4 tiempos, 9.5 litros, 6 cilindros con sistema de inyección common rail, y sistema de recirculación de gases. El motor desarrolló una menor potencia (10 %) cuando fue operado con biodiesel de palma africana. El motor cumplió con la norma ambiental 2004 cuando fue operado con combustible diesel, sin embargo, con biodiesel de palma africana las emisiones de material particulado y los óxidos de nitrógeno estuvieron fuera de norma.

PROMOTING EFFECT OF Mo ON Pd / g-Al₂O₃ SUPPORTED CATALYSTS IN THE OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF PROPANE

Bimetallic catalysts of Pd-Mo supported on g-Al2O3 were prepared to study the interaction of Pd-Mo in terms of their structural properties and their catalytic activity for the reaction of oxidative dehydrogenation of propane (ODHP). The catalysts contain distributions of Pd-Mo loads between 0 and 5 wt %, and were characterized by total surface area (TSA), total pore volume (TPV), active surface area (ASA), XRD, and TEM-EDS. The results indicate that the addition of Mo to catalysts of Pd/g-Al2O3 modifies its catalytic activity for the ODHP reaction. The influence of the load relationship Pd-Mo in the catalytic activity was determined. Monometallic catalysts were prepared for purposes of comparison.

Catalizadores bimetálicos de Paladio-Mo soportados en g - Al2O3 fueron preparados para estudiar la interacción bimetálica en términos de sus características estructurales y su actividad catalítica en la reacción de deshidrogenación oxidativa de propano (ODHP). Los catalizadores contienen distribuciones de las cargas Pd-Mo entre 0 y 5 % peso, y fueron caracterizados por superficie total, volumen total del poro, superficie activa, XRD y TEM-EDS. Los resultados indican que la adición de Mo a los catalizadores del Pd/g - Al2O3 modifica su actividad catalítica para la reacción ODHP. La influencia de la relación en porcentaje en peso de Pd-Mo en la actividad catalítica es evaluada. Catalizadores monometálicos fueron preparados para los propósitos de la comparación.

MODELING AND EXPERIMENTAL VALIDATION TO ESTIMATE THE ENERGY BALANCE FOR A POULTRY HOUSE WITH MISTING COOLING

The aim of this study was to develop and validate a simplified steady state mathematical model to predict temperature distribution in a commercial poultry house equipped with a negative pressure ventilation system and internal misting. The model was validated with data obtained experimentally during the summer. For external temperature conditions of 26, 27, and 29 °C, the best combinations of energy generated by misting (qmisting), ventilation rate (V), global heat loss coefficient for the roof (Ut), and global heat loss coefficient for the wall (Upar) were encountered to maintain the majority of the installation with temperatures within the optimal thermal comfort range for the birds (24 to 29 °C).

Este trabajo tuvo como objetivo desarrollar y validar un modelo matemático simplificado en estado permanente, para predecir la distribución de temperatura en un galpón avícola comercial, equipado con sistemas de ventilación de presión negativa y nebulización interna. El modelo fue validado a partir de datos experimentales obtenidos en condiciones de verano. Se encontró para condiciones con temperatura externas de 26, 27, e 29°C, las mejores combinaciones que debe tener el galpón, entre la energía generada por efecto de la nebulización (qmisting) y por la rata de ventilación (V), el coeficiente global de perdida de calor del techo (Ut) y el coeficiente global de perdida de calor de las paredes (Upar), que permitan mantener la mayor parte del galpón con temperaturas que se encuentren dentro de la faja de conforto térmico para las aves de que para temperaturas externas (24 a 29 °C).

INTEGRATED DYNAMIC MODEL OF THE ALKALINE DELIGNIFICATION PROCESS OF LIGNOCELLULOSIC BIOMASS

Although in the public literature there are several studies that describe models of alkaline delignification, they were originally developed for the paper industry, and do not include the effects of important operating variables such as temperature, hydroxide-ion concentration, solid to liquid weight ratio, particle size, biomass composition (hemicellulose, lignin fraction) and mixing. This lack of detailed models of the pretreatment stages prompted the current study that describes a model which includes the variables listed above and provides an important tool for predicting the degree of lignin removal in lignocellulosic materials such as sugarcane bagasse (Saccharum officinarum L). The model considers kinetic expressions available in the literature. The kinetic parameters were determined by fitting the model to experimental data obtained for that purpose in our lab. The experimental matrix considered eighteen, 24-h isothermal experiments in which bulk and residual delignification stages were observed to occur in a parallel manner. Carbohydrate removal and hydroxide consumption were related to lignin removal by effective stoichiometric coefficients that were calculated by fitting the experimental data. A mixing compartment network model that represented mixing inside the reactor was included into a temporal superstructure based on the similarity between plug flow reactors and ideal batch reactors to model a non-ideally mixed batch reactor. The kinetic model was validated with data obtained in this study.

A pesar que en la literatura existen varios estudios que describen modelos de deslignificación alcalina, estos fueron desarrollados originalmente para la industria de papel, y no incluyen los efectos de las variables de operación importantes tales como temperatura, concentración del hidróxido, relación sólido-líquido, tamaño de partícula, composición de la biomasa (fracciones de hemicelulosa y lignina) y mezclado. Esta carencia de modelos detallados de las etapas del pretratamiento incitó el presente estudio que describe un modelo que incluye las variables mencionadas y proporcione una importante herramienta para predecir el grado de remoción de lignina en materiales lignocelulósicos tales como bagazo de caña de azúcar (Saccharum officinarum L). El modelo considera expresiones cinéticas disponibles en la literatura. Los parámetros cinéticos fueron determinados por ajuste a los datos experimentales obtenidos en nuestro laboratorio. La matriz experimental consideró dieciocho experimentos isotérmicos de 24horas en los cuales se observó que las etapas de deslignificación principal (bulk) y residual ocurrieron en paralelo. La remoción de carbohidratos y consumo de hidróxido fueron relacionados con la remoción de lignina mediante coeficientes estequiométricos efectivos que fueron calculados por ajuste a los datos experimentales. Un modelo de compartimientos de mezclado que representa la mezcla dentro del reactor fue incluido en una superestructura temporal basada en la similaridad entre los reactores del flujo pistón y reactores ideales por lotes para modelar un reactor por lote de mezcla no ideal. El modelo cinético fue validado con los datos obtenidos en este estudio.

ETHANOL PRODUCTION FROM PAPER SLUDGE USING KLUYVEROMYCES MARXIANUS

Recycled paper sludge is a promising raw material for ethanol production. In this study, we first evaluated the effects of ethanol concentration, solids load, and cellulose crystallinity on the enzymatic hydrolysis of cellulose to produce reducing sugars. We then evaluated the production of ethanol by either saccharification and simultaneous fermentation (SSF) or separated hydrolysis and fermentation (SHF) using the yeast Kluyveromyces marxianus ATCC 36907. We found that cellulose hydrolysis decreased as ethanol concentrations increased; at 40 g/L ethanol, the reducing sugar production was decreased by 79 %. Hydrolysis also decreased as solids load increased; at 9 % of solids, the cellulose conversion was 76 % of the stoichiometric production. The ethanol yield and cellulose conversion rate were higher with SSF as opposed to SHF processes at 72 h of treatment.

El lodo de papel reciclado es una materia prima promisoria para la producción de etanol. En esta investigación, nosotros primero evaluamos el efecto de la concentración de etanol, la carga de sólidos y la cristalinidad de la celulosa sobre la hidrólisis enzimática de la celulosa. También se evaluó la producción de etanol con lodo de papel mediante el proceso de sacarificación y fermentación simultanea (SSF) e hidrólisis y fermentación separada (SHF) empleando la levadura Kluyveromyces marxianus ATCC 36907. El etanol presenta un efecto inhibitorio sobre la hidrólisis de la celulosa. Una concentración de etanol de 40 g/L genera una reducción del 79 % en la producción teórica de azúcares reductores. Al incrementar la concentración de sólidos se observa una reducción en la conversión de la celulosa a azúcares reductores obteniéndose un 76 % de conversión con 9 % de sólidos. Una mayor conversión y productividad en etanol fueron alcanzadas en el proceso SSF en relación al proceso SHF en 72 horas de tratamiento.

ELECTRICAL FURNACE FOR PRODUCING CARBIDE COATINGS USING THE THERMOREACTIVE DEPOSITION/DIFFUSION TECHNIQUE

In this work, the design of an electrical furnace for producing transition metal-based hard coatings using the thermo-reactive deposition and diffusion (TRD) technique is described. Performance of the system was tested through production of vanadium carbide (VC) and niobium carbide (NbC) coatings on steel AISI D2. X-ray diffraction (XRD) and optical microscopy techniques were used to study phase formation and microstructure, respectively. Hardness was determined by using Knoop microhardness measurements. XRD results showed the presence of VC and NbC, and as MEB results clearly show, the formation of regular thickness coatings. The results obtained allow for assessing that the designed and built furnace fulfills the requirements of the TRD technique for obtaining different types of hard coatings.

En este trabajo se describe el diseño de un horno eléctrico que permite obtener recubrimientos duros basados en metales de transición, utilizando la técnica de deposición por difusión termorreactiva (TRD). El desempeño del sistema construido se evaluó a través de la producción de recubrimientos de carburo de vanadio (VC) y carburo de niobio (NbC) sobre aceros AISI D2. Se utilizaron las técnicas de Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía óptica para estudiar la formación de fases y la microestructura de los recubrimientos, respectivamente. La dureza se determinó utilizando medidas de microdureza Knoop. Los resultados de DRX confirmaron la presencia de carburo de vanadio y carburo de niobio mientras los resultados de MEB mostraron claramente la formación de recubrimientos con espesor homogéneo. Los resultados obtenidos permitieron verificar que el horno diseñado y construido cumple con los requerimientos de la técnica TRD para obtener recubrimientos duros de diferentes clases.

MÖSSBAUER AND XRD ANALYSIS OF CORROSION PRODUCTS OF CARBONATED ALKALI-ACTIVATED SLAG REINFORCED CONCRETES

Steel bars embedded in an alkali-activated slag (AAS) concrete have been exposed (after curing for 28 days) to an accelerated carbonation chamber (3 % CO2, 65 % relative humidity (RH), and 25 ºC temperature) and to a laboratory environment (0.03 % CO2, 65 % RH, and 25 ºC). Ordinary Portland cement (OPC) was also tested for comparative purposes and exposed to identical experimental conditions. Corrosion products generated at the steel/concrete interface were characterized using Mössbauer spectrometry and the X-ray diffraction (XRD) technique. The main compounds were magnetite (Fe3O4), wuestite (FeO), and goethite (a-FeOOH). The morphology of corrosion products was analyzed using the scanning electron microscopy technique (SEM).

Barras de acero embebidas en el hormigón de escoria activada alcalinamente (AAS) fueron expuestas (después de los 28 días de curado) en una cámara de carbonatación acelerada (3% CO2, 65% de humedad relativa (HR) y 25 º C de temperatura) y un entorno de laboratorio (0,03% CO2, 65% HR y 25 º C). Cemento Portland (OPC), se probó también con fines comparativos y expuestos a las mismas condiciones experimentales. Los productos de corrosión generados en la interfase acero / concreto se caracterizaron utilizando espectrometría Mössbauer y la técnica de difracción de rayos X (DRX). Los principales componentes fueron la magnetita (Fe3O4), wuestite (FeO) y goethita (a-FeOOH). La morfología de los productos de corrosión se analizó mediante la técnica de microscopía electrónica de barrido (SEM).

MODELING OF AN OSCILLATORY FREELY-ROTATING CUTTING BRUSH FOR STREET SWEEPING

A dynamic model of a novel oscillatory cutting brush for street sweeping in free rotation is developed. The bristles are modelled as cantilever beams. The equation of motion is determined through the theory of forced transverse vibrations of beams, and the solution is based on the normal-mode method. A sinusoidal angular speed function and a novel function, named VAP, are studied. The model is validated through finite element analyses. The effects of brush parameters on brush dynamics are identified. Notably, for the VAP function, a condition similar to resonance tends to occur in the stronger plane for bending deflections, when the frequency of the brush is an odd fraction of a natural frequency of the bristle for that plane. The model can also be applied to study the dynamics of a small-deflection cantilever beam, when the transverse external force is a squared, sinusoidal, triangle, or VAP wave.

Se desarrolla un modelo matemático de un cepillo lateral oscilatorio para barrido de calles en rotación libre. Las cerdas se modelan como vigas empotradas. La ecuación de movimiento se obtiene mediante la teoría de vibraciones forzadas de vigas, y la solución se basa en el método de modo normal. Se estudia una función sinusoidal y una novedosa función, llamada VAP. El modelo se valida mediante análisis de elementos finitos. Se identifican los efectos de los parámetros del cepillo sobre su dinámica. Para la función VAP, una condición similar a resonancia tiende a ocurrir en el plano fuerte para las deflexiones, cuando la frecuencia del cepillo es una fracción impar de una frecuencia natural de la cerda en dicho plano. El modelo sirve para estudiar las deflexiones pequeñas de una viga empotrada, sometida a vibraciones producidas por una onda sinusoidal, cuadrada, triangular o VAP.

MOTOR CURRENT SIGNATURE ANALYSIS AND NEGATIVE SEQUENCE CURRENT BASED STATOR WINDING SHORT FAULT DETECTION IN AN INDUCTION MOTOR

In this paper, negative sequence analysis and motor current signature analysis (MCSA) based approaches are applied to perform short fault detection of a single phase winding in an induction motor. The fault detection is carried out using the negative sequence analysis and spectral analysis of current signals. An experimental analysis is presented, showing the advantages and drawbacks for each method implemented. Tests are performed in a 2 Hp induction motor dedicated to this type of study. Experimental results show variations in the fault indicator in both methods when the motor is running under different load conditions. Although the negative sequence current method demands simultaneous three phase current sensing, it presents better performance for short fault detection and provides a fault severity level estimation.

En este artículo se utilizan las técnicas MCSA y componentes secuenciales para la detección de cortocircuito de una fase del bobinado del estator de un motor de inducción. La detección de esta falla se realiza usando el análisis de corriente de secuencia negativa y del espectro de la señal de corriente. Se presenta un análisis experimental mostrando las ventajas y desventajas de cada método implementado. Se realizan pruebas en un banco de motores de inducción de 2 hp dedicado para este tipo de estudios. Los resultados experimentales muestran variaciones en el indicador de falla en ambos métodos cuando el motor está operando en diferentes condiciones de carga. Aunque la corriente secuencial negativa requiere el uso de sensores de corriente en las tres fases del motor, esta técnica presenta un mejor desempeño en la detección del cortocircuito del bobinado y proporciona un valor estimado de la severidad de la falla.

A METHODOLOGICAL MODEL TO ASSIST IN THE OPTIMIZATION AND RISK MANAGEMENT OF MINING INVESTMENT DECISIONS

Identifying, quantifying, and minimizing technical risks associated with investment decisions is a key challenge for mineral industry decision makers and investors. However, risk analysis in most bankable mine feasibility studies are based on the stochastic modelling of project Net Present Value (NPV)which, in most cases, fails to provide decision makers with a truly comprehensive analysis of risks associated with technical and management uncertainty and, as a result, are of little use for risk management and project optimization. This paper presents a value-chain risk management approach where project risk is evaluated for each step of the project lifecycle, from exploration to mine closure, and risk management is performed as a part of a stepwise value-added optimization process.

Identificar, cuantificar y minimizar el riesgo técnico asociado a las decisiones de inversión es un desafío clave para los directivos de la industria minera y los inversores. Sin embargo, en la mayor parte de los estudios de factibilidad bancables, el análisis de riesgo se basa en la modelización estocástica del Valor actual neto del proyecto (VAN) que, en la mayoría de los casos, no aporta a los tomadores de decisión una análisis completo de los riesgos derivados de la incertidumbre técnica y de gestión y por ello, resulta de escasa utilidad en el análisis de riesgo y la optimización del proyecto. Este articulo presenta un planteamiento de la gestión de riesgo basado en la cadena de valor, en el que el riesgo del proyecto se evalúa en cada etapa del ciclo de vida del proyecto, desde la exploración al cierre de la mina, y la gestión del riesgo forma parte de un proceso en etapas de valor agregado y optimización.

NATURAL RESOURCES SUSTAINABILITY: IRON ORE MINING

In the present article, a new tool to determine environmental sustainability, the energy impact index (EII) was developed to classify different iron mine projects according to two main parameters including energy consumption and CO2 emissions. The EII considers the characteristics of the mineral (such as the quality, size, hardness, iron ore grade, reducibility, mineral/waste rate, and type of deposit), mining processes (type of exploitation, ore processing, available technology), and transportation (distance to cover).

A través de este trabajo se desarrolla una nueva herramienta de sostenibilidad ambiental (Índice de Impacto Energético, IIE) para la clasificación de los diversos proyectos en minas de hierro, analizando dos parámetros principales: el consumo de energía y las consecuentes emisiones de CO2. El IIE tiene en cuenta diferentes propiedades del mineral (calidad, tamaño, dureza, ley, reducibilidad, ratio mineral/estéril y tipo de yacimiento), el proceso minero (método de explotación, mineralurgia o tecnología aplicada) y el transporte (considerando distancias recorridas).

EFFECT OF SEDIMENTARY AND METAMORPHIC AGGREGATE ON STATIC MODULUS OF ELASTICITY OF HIGH-STRENGTH CONCRETE

Taking into account the increasing use of high-strength concrete as a structural material in Colombia, this paper shows the results of research carried out to investigate the effect of different types of coarse aggregate on the static elastic modulus, the compressive strength, the concrete density, and the pulse velocity. To do this, concrete mixes were cast using three different water binder ratios (w/c) (0.36, 0.32, and 0.28). Ordinary Portland cement and pulverized silica fume (SF) were used as cementitiuos materials, while four types of coarse aggregates obtained from different sources near Bogota, Colombia were utilized to prepare the concrete samples. Results were analyzed statistically and these showed that the behavior of all the tests followed a normal frequency distribution. Correlations were found among the mixes. From the experimental data obtained in this study, it was concluded that the equations proposed in standard codes overestimated the modulus of elasticity of high-strength concrete, so empirical equations were obtained in order to predict the elastic modulus of elasticity in high-strength concrete.

Considerando la creciente utilización de hormigón de alta resistencia como material estructural, este artículo presenta los resultados de un trabajo experimental llevado a cabo con el fin de investigar el efecto de diferentes tipos de agregados gruesos sobre el módulo estático elástico, la resistencia a la compresión, la densidad del hormigón y la velocidad del pulso. Para lograr esto, se usaron diferentes relaciones agua cementante (a/c) (0.36, 0.32, y 0.28) y cuatro tipos de agregados diferentes, todos del área de influencia de Bogotá, Colombia. Como materiales cementantes se usaron cemento Portland y microsílice (SF). Los resultados experimentales fueron analizados estadísticamente, de donde se encontró que todos los ensayos se comportan siguiendo una distribución de frecuencia normal. De los datos experimentales obtenidos se concluyó que las ecuaciones propuestas en los códigos sobreestiman el módulo de elasticidad del hormigón de alta resistencia, por lo que se proponen ecuaciones empíricas como alternativa.

A NEW CLASSIFICATION OF GEOLOGICAL RESOURCES

The traditional definition of the geological resource term excludes all those elements or processes of the physical environment that show a scientific, didactic, or cultural interest, but do not offer, in principle, an economic potential. The so called cultural geo-resources have traditionally not been included within a classification that puts them in the same hierarchical and semantic ranking than the rest of the resources, and there has been no attempt to define a classification of these resources under a more didactic and modern perspective. Hence, in order to catalogue all those geological elements that show a cultural, patrimonial, scientific, or didactic interest as a resource, this paper proposes a new classification in which geo-resources stand in the same hierarchical and semantic ranking than the rest of the resources traditionally catalogued as such.

La definición clásica del término recurso excluye a todos aquellos elementos o procesos del medio físico que presentan un interés científico, didáctico o cultural y que como contrapartida no ofrecen en principio un potencial económico. Los llamados geo-recursos culturales no se han incluido hasta la fecha en una clasificación que los situé en el mismo rango jerárquico y semántico que el resto de los recursos, ni se ha intentado realizar una clasificación de los recursos bajo una perspectiva más didáctica y acorde con nuestros días. A partir de la idea de dar un reconocimiento de recurso a todos aquellos elementos geológicos que presentan un interés cultural, patrimonial, científico o didáctico se propone una nueva clasificación, en la que los llamados geo-recursos se sitúen en el mismo rango jerárquico y semántico que el resto de los recursos clásicamente definidos.