DYNA

SOFTWARE TOOL FOR LEARNING THE GENERATION OF THE CARDIOID CURVE IN AN AUTOCAD ENVIRONMENT

This article presents a novel application which has been developed in Visual LISP for an AutoCAD environment, and which shows the generation of the cardioid curve intuitively and quickly in five different ways (using the conchoid of a circumference, pedal curve of a circumference, inverse of a parabola, orthoptic curve of a circumference, and epicycloid of a circumference). This cyclic curve has a large number of artistic and technical applications, among them the profile of some cams.

Este artículo presenta una novedosa aplicación desarrollada en Visual LISP para el entorno AutoCAD, que presenta de forma rápida e intuitiva la generación de la cardiode de cinco formas diferentes, siendo dicha curva cíclica, la que presenta una amplia gama de aplicaciones artísticas y técnicas, entre ellas, el perfil de algunas levas.

IDENTIFICATION OF FACTORS THAT AFFECT THE LOSS OF STUDENT STATUS USING A LOGIT SURVIVAL MODEL FOR DISCRETE TIME DATA

The phenomenon of loss of the student status due to low academic performance is a serious problem that affects the main universities of Colombia. Low performance is also related in a direct way to student dropout. This is why it is of fundamental importance to identify factors which can be associated with the student's loss of his/her status due to low academic performance. Based on information about academic performance collected at the National University of Colombia at Medellin, a survival analysis model for discrete time (based on the logit transformation in which the response variable under consideration was the probability for an individual of losing his/her student status for the first time in a determined time) was implemented. This model allowed us to identify and quantify the effect of socio-demographic variables related with the loss of the student status for the first time.

El fenómeno de la pérdida de calidad de estudiante por bajo rendimiento académico es un problema serio que afecta las principales universidades del país. El bajo rendimiento académico también está relacionado de manera directa con la deserción estudiantil. Por lo tanto es de fundamental importancia identificar factores que pueden estar asociados con la pérdida de calidad de estudiante debida a bajo rendimiento académico. Con base en información sobre rendimiento académico recopilada en la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín se implementó un modelo de análisis de supervivencia para tiempo discreto basado en la transformación logit donde la respuesta considerada fue la probabilidad que un individuo pierda la calidad de estudiante por primera vez en un tiempo determinado. Este modelo permitió identificar y cuantificar el efecto de variables de tipo socio-demográfico relacionadas con la pérdida de calidad de estudiante por primera vez.

PARAMETER SELECTION IN LEAST SQUARES-SUPPORT VECTOR MACHINES REGRESSION ORIENTED, USING GENERALIZED CROSS-VALIDATION

In this work, a new methodology for automatic selection of the free parameters in the least squares-support vector machines (LS-SVM) regression oriented algorithm is proposed. We employ a multidimensional generalized cross-validation analysis in the linear equation system of LS-SVM. Our approach does not require prior knowledge about the influence of the LS-SVM free parameters in the results. The methodology is tested on two artificial and two real-world data sets. According to the results, our methodology computes suitable regressions with competitive relative errors.

En este trabajo, se propone una metodología para la selección automática de los parámetros libres de la técnica de regresión basada en mínimos cuadrados máquinas de vectores de soporte (LS-SVM), a partir de un análisis de validación cruzada generalizada multidimensional sobre el conjunto de ecuaciones lineales de LS-SVM. La técnica desarrollada no requiere de un conocimiento a priori por parte del usuario acerca de la influencia de los parámetros libres en los resultados. Se realizan experimentos sobre dos bases de datos artificiales y dos bases de datos reales. De acuerdo a los resultados obtenidos, se concluye que el algoritmo desarrollado calcula regresiones apropiadas con errores relativos competentes.

DESIGN OF ASYMMETRICAL BOOST CONVERTERS BASED ON PHOTOVOLTAIC SYSTEMS REQUIREMENTS

An asymmetrical interleaved dual boost DC/DC switching converter is proposed to improve photovoltaic systems. Such a new step-up power converter provides a low input current ripple injected into the photovoltaic generator, and at the same time provides a low voltage ripple to the load. The developed converter is based on traditional interleaved boost converters interacting with voltage multiplier cells where the circuit symmetry has been broken, obtaining an inherent discontinuous conduction-operating mode that provides a high voltage conversion ratio in comparison to traditional solutions. Such low-ripple and high boosting conditions make this converter an ideal candidate for photovoltaic systems design, in particular for grid-connected applications. The converter circuitry is analyzed, and a design procedure is proposed in terms of typical photovoltaic systems requirements, providing simple but useful equations. Finally, the converter design is illustrated by means of a realistic design example and validated by using an experimental prototype.

Este artículo presenta un convertidor conmutado DC/DC elevador, entrelazado y asimétrico, propuesto para interactuar con sistemas fotovoltaicos. Este nuevo convertidor provee condiciones de bajo-rizado de corriente al generador fotovoltaico y de bajo-rizado de voltaje a la carga. Así mismo, el convertidor está basado en estructuras entrelazadas típicas interactuando con celdas multiplicadoras de voltaje, donde la simetría del circuito se rompe para obtener un convertidor que opera inherentemente en modo de conducción discontinuo que provee una razón de elevación de tensión superior a las soluciones tradicionales. Las características de bajo rizado y alta elevación hacen de este convertidor un candidato ideal para interactuar con sistemas fotovoltaicos, y en particular con sistemas conectados a la red eléctrica. El convertidor es analizado circuitalmente, y se propone un procedimiento de diseño basado en requerimientos típicos de los sistemas fotovoltaicos, presentando ecuaciones de diseño simples pero útiles. Finalmente, el diseño del convertidor se ilustra a través de un ejemplo de diseño realista, y se valida usando un prototipo experimental.

EMG-BASED SYSTEM FOR BASIC HAND MOVEMENT RECOGNITION

This paper presents a system for the automatic identification of six basic hand movements in healthy subjects based on a steady-state of electromyographic signals. The following basic hand motions were detected: opening, closing, flexion, extension, pronation, and supination, as well as the rest condition. A modular approach of pattern recognition with discrete wavelet transform, principal component analysis, and support vector machines was used to discriminate each movement. Identification was completed off-line every 256 ms with a hardware-software interface composed of a signal acquisition system with two electromyographic differential channels using Matlab® and LabVIEW® software. The system was trained and tested using five subjects of different gender, age, and physical complexion, with identification rates of up to 99.25 %.

Este artículo presenta un sistema que permite identificar de forma automática, en sujetos sanos, y haciendo uso de señales electromiográficas superficiales en estado estable, los siguientes movimientos básicos de la mano: apertura, cierre, flexión, extensión, pronación y supinación, incluyendo la condición de reposo. La discriminación de los diferentes movimientos se realiza a partir de una metodología modular de reconocimiento de patrones que incluye el uso de la transformada wavelet discreta, análisis de componentes principales y máquinas de soporte vectorial. La identificación fue realizada off-line cada 256 ms mediante una interfaz hardware-software conformada por un sistema de adquisición de señales de dos canales diferenciales y algoritmos programados en Matlab® y LabVIEW®. El sistema fue entrenado y evaluado para cinco sujetos de diferente género, edad y complexión física, obteniendo tasas de acierto de hasta el 99.25 %.

WATER QUALITY INDEX BASED ON FUZZY LOGIC APPLIED TO THE ABURRA RIVER BASIN IN THE JURISDICTION OF THE METROPOLITAN AREA

The inherent uncertainties, subjectivity, and engineering challenges in environmental problems are increasingly being worked upon computing methods based on artificial intelligence (AI), including computerized tools that allow an analyst to use approximate reasoning with incomplete and inaccurate information and with the support of an expert in the field. In order to evaluate the applicability of this tool, this paper presents the development of a new water quality index based on fuzzy logic called the "fuzzy water quality index" (FWQI). This index is compared to the NSF water quality index (NSFWQI) and with the water quality index (ARWQI) obtained for the project "Red Río Fase I" for the Medellin metropolitan area environmental authority. The new FWQI provided reasonable correlations and results in comparison to the other two reference indexes. Finally, the FWQI could be used as a decision maker in the water management of Aburra River.

Las incertidumbres, las subjetividades y los grandes retos ingenieriles en los problemas ambientales se trabajan cada vez más con el uso de métodos de cálculo basados en la Inteligencia Artificial (IA), incluyendo herramientas computarizadas que permiten usar razonamientos aproximados con información incompleta e inexacta y con el apoyo de expertos. Con el fin de evaluar la aplicabilidad de esta herramienta, este estudio propone la aplicación de un Índice de Calidad del Agua, basado en la Lógica Difusa denominado "Índice de Calidad de Agua Difuso" (FQWI), en el río Aburrá. EL FQWI se comparó con el Índice de Calidad de Agua NSF (NSFWQI y con el Índice de Calidad de Agua elaborado para el proyecto "Red Río Fase I" (ARWQI) ) para la autoridad ambiental del Área Metropolitana de Medellín. Este nuevo índice (FQWI) presentó resultados y correlaciones razonables, con relación a los otros índices propuestos. Finalmente, se espera que este nuevo índice FQWI pueda ser utilizado para la toma de decisiones en la gestión hídrica del río Aburrá.

KAOLIN QUALITY DETERMINATION THROUGH AN ALGORITHM BASED ON NON-PARAMETRIC FUZZY LOGIC

In this article we describe a new fuzzy supervised classification method that is a modification of the fuzzy pattern-matching multidensity classifier. The latter has been demonstrated to be one of the most effective classifiers for non-convex classes. Implementing a non-parametric density estimator in one stage of the parametric method, we developed a fuzzy non-parametric classifier that manages to avoid some of the problems associated with the parametric method. The method was applied to a mineralogy problem consistingof classifying kaolin samples according to different ceramic quality levels. Our results produced error percentages that were lower than those for the parametric method.

En este artículo se describe un método de clasificación supervisado que es una modificación del clasificador multidensidad de ajuste de patrones difuso. Se ha demostrado que este último es uno de los clasificadores más efectivos para clases no convexas. Implementando un estimador de densidad no paramétrico en una etapa del método paramétrico hemos desarrollado un clasificador no paramétrico difuso que evita algunos de los problemas asociados al método paramétrico. El método se ha aplicado a un problema de mineralurgía consistente en clasificar muestras de caolín de acuerdo con diferentes niveles de calidad cerámica. Nuestros resultados producen porcentajes de error que son inferiores a los obtenidos mediante el método paramétrico.

EVALUATION OF FRINGE PROJECTION AND LASER SCANNING FOR 3D RECONSTRUCTION OF DENTAL PIECES

The rapid prototyping and copying of real 3D objects play a key role in some industries. Both applications rely on the generation of appropriated computer aided manufacturing (CAM) files. These files represent a set of coordinates of an object and can be understood by a computer numerically controlled (CNC) machine. Non-contact techniques, like laser scanning and fringe projection, are among the possibilities for obtaining such CAM files. In this work, a comparison between the two aforementioned non-contact techniques is presented. The comparison is made based on their performance as candidates for generating CAM files of objects of high reflectivity and maximum lateral dimensions of the order of 15 mm The parameters tested are the quality of the 3D reconstruction, the processing time, and the possibility of these being implemented in industrial scenarios, among others. Under the scope of these parameters, it is concluded that laser scanning offers superior performance for the kind of objects here considered. The techniques are evaluated with dental pieces in order to validate these methodologies in the rapid prototyping and copying of teeth.

La generación rápida de prototipos y la copia de objetos 3D reales desempeñan un papel clave en algunas industrias. Ambas aplicaciones se basan en la producción de archivos apropiados de fabricación asistida por computadora (CAM). Estos archivos representan un conjunto de coordenadas del objeto y que pueden ser entendidos por máquinas de control numérico (CNC). Técnicas de no contacto, como el escaneo láser y la proyección de franjas, se cuentan entre las posibilidades de generar los archivos CAM. En este trabajo se presenta una comparación entre las dos mencionadas técnicas de no contacto, sobre la base de su desempeño como candidatos para la generación de archivos CAM de objetos con dimensiones laterales máximas del orden de 15 mm y alta reflectividad. Los parámetros de prueba son la calidad de la reconstrucción 3D, el tiempo de procesamiento, la posibilidad de ser aplicado en los escenarios industriales, entre otros. En el marco de aplicación de estos parámetros se concluye que el escaneo láser ofrece un rendimiento superior para el tipo de objetos aquí considerados. Las técnicas son evaluadas con piezas dentales para la validación de estas metodologías en la generación rápida de prototipos y copiado de dientes.

UNBALANCED MAGNETRON SPUTTERING SYSTEM FOR PRODUCING CORROSION RESISTANCE MULTILAYER COATINGS

In this work, an unbalanced magnetron sputtering system which allows for the production of corrosion resistance multilayer coatings is described. The major advantage of this system is that it combines features such as a multi-cathode setup, temperature control, control over the rotation of the sample holder, and the ability to change samples without breaking the vacuum. The system was tested with the production of Cr/CrN nanometric multilayers on AISI stainless steel 304 and silicon (100) substrates and the evaluation of its corrosion resistance. X-ray diffraction (XRD) was used in order to assess the crystalline microstructure and scanning electron microscopy (SEM) was used to characterize multilayer formation. The XRD results show (111) and (200) orientations for CrN multilayer films and the SEM results clearly show the formation of a multilayer structure. Corrosion resistance was evaluated through electrochemical studies and the results show that the Cr/CrN multilayer structure presents lower corrosion current and higher corrosion potential as compared to the stainless steel 304 substrate.

En este trabajo se describe un sistema de sputtering con magnetrón desbalanceado que permite producir recubrimientos en multicapa resistentes a la corrosión. La principal ventaja de este sistema es que combina características tales como una disposición multi-cátodo, control de temperatura, control sobre la rotación del portamuestras y capacidad de intercambiar muestras sin romper el vacío. El desempeño del sistema se verificó a través de la producción de multicapas nanométricas de Cr/CrN sobre acero inoxidable 304 y silicio (100) y la evaluación de su resistencia a la corrosión. Se utilizó difracción de rayos X (DRX) pare estudiar la microestructura cristalina, y microscopía electrónica de barrido (MEB) para caracterizar la formación de la multicapa. Los resultados de DRX muestran las orientaciones (111) y (200) para las multicapas de CrN y los resultados de MEB muestran claramente la formación de una estructura en multicapa. La resistencia a la corrosión se evaluó a través de estudios electroquímicos y los resultados muestran que la multicapa de Cr/CrN presenta menor corriente de corrosión y un potencial de corrosión más alto en comparación al sustrato de acero inoxidable 304.

CORROSION BEHAVIOR OF STEEL BAR EMBEDDED IN ALKALI-ACTIVATED SLAG CONCRETE SUBJECTED TO CARBONATION AND CHLORIDE ATTACK

This paper presents an experimental study on the corrosion resistance of a steel bar embedded in an alkali-activated slag (AAS) concrete in which it was exposed to an accelerated carbonation test (3% CO2, 65% relative humidity (RH), and 25 ºC) and then tested under complete immersion in 3.5 wt. % NaCl solution. Ordinary Portland cement (OPC) was also tested for comparative purposes and was exposed to identical experimental conditions. The monitoring of open-circuit potential, the linear polarization resistance technique, and the electrochemical impedance spectroscopy (EIS), were used to evaluate the corrosion behavior of the steel bar. Corrosion resistance of carbonated AAS and OPC concretes was tested at different times. We carried out an exposure test of a solution containing Cl ions with all series for 0, 3, 6, 9, and 12 months. Electrochemical measurements show that AAS concrete presents depassivation of the steel embedded in concrete where it is exposed to accelerated carbonation; after this period of time, corrosion resistance decreased due to the presence of chlorides at the steel/AAS interface.

Este trabajo presenta el estudio experimental de la resistencia a la corrosión de la barra de acero embebida en el concreto obtenido de la escoria siderúrgica activada alcalinamente (AAS) el concreto se expone a ensayos de carbonatación acelerada (3% de CO2, 65% de humedad relativa (HR), y 25 ºC) y una inmersión en solución de cloruro de sodio al 3,5%. El concreto Portland ordinario tipo I se utilizó con propósitos comparativos y fue expuesto a las mismas condiciones experimentales. La evaluación de la corrosión de las barras de acero se hizo mediante medidas de potencial de circuito abierto (OCP), resistencia a la polarización lineal (LPR) y espectroscopia de impedancias electroquímica (EIS). La resistencia a la corrosión de los concretos AAS y OPC se evaluaron a diferentes tiempos. Se llevó a cabo una prueba de exposición de una solución que contiene iones Cl con todas las muestras a los 0, 3, 6, 9 y 12 meses. Los ensayos electroquímicos muestran que el concreto AAS presenta despasivacion acero debido a la exposición a la carbonatación acelerada, después de este periodo de tiempo, posteriormente la resistencia a la corrosión decrece debido a la presencia del ion cloruro en la interfase acero / AAS.

CONTACT NOTCH STRESS ASSESSMENT WITHIN FRICTIONAL CONTACT JOINTS

Stress concentrations at the ends of a flat contact including frictional sliding are analyzed in this article by using the finite element (FE) method. The numerical studies are conducted with a shaft coupled to the hub by conical rings. The applied mesh refinement at the contact ends assures the reliability of the FE results, which show significantly higher stress peaks than those obtained from the conventional analytical solution recommended in the design guidelines of the frictional conical joints. These notch stresses result in low cycle fatigue (LCF) failures of the shaft-hub connection in service, since the yield point of the shaft material can be locally exceeded. The effect of clearances among the joint components and magnitudes of the friction coefficient on variations of the maximum stress in the contact are considered as well. The paper's findings and conclusions are applicable to the design and manufacturing process of the frictional conical joints with regard to assembly tolerances.

En el artículo se analizan, por medio del método del elemento finito (FE), las concentraciones de esfuerzo en los límites de zonas de contacto nominales que incluyen deslizamiento con fricción. Los elementos mecánicos para el análisis numérico se consideran como una flecha acoplada a un cubo de rueda por medio de aros cónicos deformables. El proceso de refinamiento de malla usado en el modelo discreto garantiza la confiabilidad de los resultados de FE, los cuales muestran un pico de esfuerzo considerablemente mayor al obtenido de la solución analítica, que usualmente se recomienda en guías de diseño de uniones con fricción. Esos picos de esfuerzo resultan en fallas por fatiga de bajos ciclos (LCF) durante el servicio de la unión flecha cubo, porque pueden rebasar el punto de cedencia del material en áreas particulares de la flecha. Además en el estudio se considera el efecto de claros y magnitudes de fricción, entre los componentes mecánicos, y su influencia en la variación del esfuerzo máximo de contacto. Los resultados y conclusiones obtenidos del artículo son aplicables a los procesos de diseño y manufactura de uniones cónicas con fricción, con relación a sus características y tolerancias de ensamble.

USING DISPERSION MEASURES FOR DETERMINING BLOCK-SIZE IN-MOTION ESTIMATION

Video compression techniques remove temporal redundancy among frames and enable high compression efficiency in coding systems. Reduction of temporal redundancy is achieved by motion compensation. In turn, motion compensation requires motion estimation. Block matching is perhaps the most reliable and robust technique for motion estimation in video coding. However, block matching is computational expensive. Different approaches have been proposed in order to improve block matching motion estimation accuracy and efficiency. In this paper a block-matching strategy for motion estimation is introduced. In the proposed approach the size of matching block is adapted according to the variability of the matching areas. That is, the block size is constrained by variations of the image intensity. The variability is assessed using two variability measures: the variance and the mean absolute deviation. Results of computer experiments aimed at validating the performance of the proposed approach are also reported.

Las técnicas de compresión de video disminuyen la redundancia temporal entre los fotogramas del video para realizar una compresión eficiente del mismo. Dicha reducción se logra mediante la compensación de movimiento, la cual está basada en la estimación de movimiento. Block matching es quizás la técnica más robusta y fiable para la estimación de movimiento, en compresión de video. Sin embargo, el block-matching es un proceso computacionalmente costoso. Diferentes enfoques han sido propuestos con el fin de mejorar la precisión y la eficiencia del block-matching. En este trabajo se presenta una estrategia de block-matching para la estimación de movimiento. En el enfoque propuesto el tamaño de los bloques se determina teniendo en cuenta las variaciones de las intensidades de la luz en las regiones de los fotogramas. Las variaciones de las intensidades de la luz se evalúa usando dos medidas de variabilidad: la varianza y la desviación media absoluta. Los resultados experimentales muestran un mejor desempeño de los algoritmos de block-matching usando el enfoque propuesto.

EFFECT OF SILICA FUME ADDITION ON THE CHLORIDE-RELATED TRANSPORT PROPERTIES OF HIGH-PERFORMANCE CONCRETE

Being the corrosion of steel reinforcement due to chloride penetration the major cause of durability problems in concrete, this paper summarizes the results of an experimental research carried out in order to investigate the influence of the silica fume (SF) content on some chloride-related transport properties. To achieve this, the compressive strength, the self-diffusion chloride penetration, the charge passed in a non-steady chloride migration test (ASTM C1202), and the AC resistivity were measured on concrete mixes of high-performance concrete. Four concrete mixes were cast incorporating 5, 10, and 15% of SF as an addition to ordinary Portland cement. The results showed that the silica fume in concrete causes an increase in strength and a reduction in chloride ion permeability; however, clear differences were found between the results of long diffusion and rapid electrical tests.

La corrosión del acero de refuerzo, debido a la penetración de cloruro es la principal causa de problemas de durabilidad en el concreto. De esta forma, este documento resume los resultados de un estudio experimental llevado a cabo con el fin de investigar la influencia del contenido de microsilice (SF) en los cloruros relacionados con algunas propiedades de transporte del concreto. Para ello, la resistencia a la compresión, la penetración de cloruros libres por difusión, la carga pasada bajo un ensayo de migración de cloruros no estacionario (ASTM C1202) y la resistividad AC, se midieron en las mezclas de concreto de alto desempeño. Cuatro mezclas de hormigón se hicieron incorporando 5, 10, y el 15% de SF, como adición al cemento Portland. Los resultados mostraron que el humo de sílice en el hormigón provoca un aumento en la resistencia y la reducción de la permeabilidad de iones de cloruro, sin embargo se encontraron diferencias claras entre los resultados de los ensayos difusión a largo plazo y las pruebas eléctricas aceleradas.

STRUCTURAL, MAGNETIC, MULTIFERROIC, AND ELECTRONIC PROPERTIES OF SR₂TIMNO₆ DOUBLE PEROVSKITE

We report structural analysis, magnetic ordering, ferroelectric behavior, and the electronic structure of SR2TIMNO6 complex perovskite. Samples were produced by the solid state reaction recipe. Crystallographic analysis was performed by Rietveld refinement of experimental X-ray diffraction patterns. Results show that this material crystallizes in a perovskite tetragonal structure which corresponds to the space group I4/mmm. We obtain a matching of 99% between structural properties predicted by the density functional theory and structural ordering, found from the Rietveld refinement method. From field cooling measurements of susceptibility as a function of temperature, we determine the occurrence of a magnetic ordering for a critical temperature of 44.8 K. From a fitting with the molecular field theory of ferrimagnetism, we establish that the ordering corresponds to a paramagnetic-ferrimagnetic transition, which is corroborated by the behavior of the inverse of susceptibility as a function of temperature. The Curie constant allowed for us to obtain an effective magnetic moment of 3.5 mB. The result of magnetization as a function of the applied field, measured at T = 40 K, shows a ferromagnetic-hysteretic behavior. The curve of polarization as a function of applied voltage evidences a ferroelectric character. It is shown experimentally that below 44.8 K this perovskite material evidences a multiferroic feature. Ab initio calculations of density of states and band structure for this manganite-like material were carried out by means of the density functional theory (DFT) and the linearized augmented plane waves method for both spin orientations. For calculations, the exchange and correlation potentials were included through the local density LDA+U approximation. The density of states study was carried out considering both up and down spin polarizations by the generalized gradient approximation (GGA). Results of total and partial density of states reveal the insulator character of this material with an effective magnetic moment of 3.3 mB.

En este trabajo reportamos el análisis estructural, ordenamiento magnético, carácter ferroeléctrico y estructura electrónica de la perovskite compleja SR2TIMNO6. Las muestras fueron producidas mediante reacción de estado sólido. El análisis cristalográfico fue realizado a través de refinamiento Rietveld de los patrones experimentales de rayos x. Los resultados muestran que este material cristaliza en una perovskita tetragonal correspondiente al grupo espacial I4/mmm. Hemos obtenido un acuerdo del 99% entre las propiedades estructurales predichas por la teoría del funcional de la densidad y el ordenamiento estructural determinado mediante refinamiento Rietveld. A través de medidas de susceptibilidad en función de la temperatura encontramos ordenamiento magnético para una temperatura crítica de 44.8 K. Por medio del ajuste con la teoría molecular de ferrimagnetismo establecimos que el ordenamiento magnético se relaciona con una transición paramagnético-ferrimagnético, la cual se corrobora por el comportamiento del inverso de la susceptibilidad en función de la temperatura. La constante de Curie permitió determinar un momento magnético efectivo de 3.5 mB. Medidas de magnetización en función del campo aplicado a T = 40 K, muestra un comportamiento histerético. La curva de polarización en función del campo eléctrico evidencia una característica ferroeléctrica. Experimentalmente se demuestra que el material se comporta como un multiferróico. Cálculos Ab initio de la densidad de estados fueron realizados por medio de la teoría de funcional densidad y del método ondas planas aumentadas linealizadas para orientaciones de espín arriba y abajo. Los cálculos de intercambio y potencial de correlación fueron incluidos a través de la aproximación de densidad local LDA+U. Los resultados de la densidad de estados muestran la característica aislante de este material con un momento magnético efectivo de 3.3mB.

ELECTRICITY GENERATION AND WIND POTENTIAL ASSESSMENT IN REGIONS OF COLOMBIA

In this work, mathematical modeling and simulation of electricity generation from wind was carried out in regions which are not connected to the national electrical system grid, and have an annual mean wind velocity higher than 4 m/s at an altitude of 10 m. Seven different types of power turbines between 6 and 2,750 kW were studied in order to analyze their technical and economic feasibility. The Gachaneca (Boyaca) and the Sesquicentenario (San Andres Island) stations have an energy potential of 5,106 and 3,823 MWh/year, respectively, using a 2,750 kW turbine at an altitude of 70 m. The production cost of kWh for the two regions was found to be less than US$0.10 for turbines with a capacity higher than 1.0 MW. The energy produced can satisfy the electricity needs of Colombian islands such as San Andres or Providencia.

En este trabajo, modelación y simulación matemática de la generación de electricidad a partir del viento fue realizado en regiones que no están conectadas al sistema eléctrico nacional, y tienen velocidad promedio anual mayor que 4 m/s a una altitud de 10 m. Siete diferente tipo de turbinas de potencia entre 6 y 2,750 kW fueron estudiadas para analizar su factibilidad técnica y económica. Las estaciones de Gachaneca (Boyacá) y Sesquicentenario (Isla de San Andrés) tienen un potencial de energía de 5,106 y 3,823 MWh/año, respectivamente, usando turbina de 2,750 kW a una altitud de 70 m. El costo de producción de kWh para dos regiones fue encontrado ser menor que US$0.10 para turbinas con capacidad mayor a 1.0 MW. La energía producida puede satisfacer las necesidades eléctricas de islas Colombianas, como la de San Andrés o Providencia.

THE NEED FOR CONGESTION PRICING IN MEDELLIN: AN ECONOMIC PERSPECTIVE

This paper presents a brief description of vehicular congestion in Medellin, Colombia, and discusses the need to implement congestion pricing (CP) from an economic point of view. It describes the license plate-based traffic restriction (Pico y Placa) in the city, showing that the measure is palliative, and that the implementation of CP is necessary. A cost-benefit analysis is presented to assess the effects of implementing a hypothetical CP strategy based on data from previous studies. The first-best solution for CP is presented, and considered as the optimal policy for deciding on the congestion rate that would maximize social welfare. The main finding is that the net benefit of implementation costs is positive. Therefore, the implementation of a CP strategy is recommended to improve the efficiency of road infrastructure use in the city based on economic principles. Finally, a set of recommendations for improving the city's mobility in the future are presented.

Se presenta una breve descripción de la congestión vehicular en Medellín, y la necesidad de implementar el sistema de peaje por congestión (PC) desde una óptica económica. Se describe la restricción a la circulación vehicular del "Pico y Placa," mostrando que la medida es paliativa y que es necesaria la implementación del PC. Se realiza un análisis costo-beneficio para valorar los efectos de implementar una estrategia en forma hipotética de PC basado en datos de investigaciones. La mejor solución debida al PC es presentada y considerada como lo óptimo para lograr encontrar la tasa de congestión que maximiza el bienestar social. El principal hallazgo es que el beneficio neto de la implementación es positivo. Por lo tanto, se recomienda la implementación del PC para mejorar la eficiencia en el uso de la infraestructura vial en la ciudad basado en principios económicos. Finalmente, se presentan algunas recomendaciones para mejorar la movilidad en la ciudad.

RECIPANEL: RECYCLED PAPER PANELS

In this paper, the manufacturing and the mechanical behaviour of recycled paper panels are studied. The main goal of this study is to make a prototype panel using recycled paper (newspaper) and white Portland cement. This panel, called Recipanel, must be inexpensive and possess good mechanical properties and commercial dimensions for use in building walls and ceilings. Recipanel is a non-structural panel based on recycled paper and fulfils Colombian regulations for non-structural panels. Recipanel has high mechanical properties.

En este artículo se estudia la fabricación y el comportamiento mecánico de paneles a base de papel reciclado. El objetivo principal del proyecto es producir un prototipo de panel que emplee elementos provenientes de residuos sólidos (papel periódico) y de un material conglomerante (cemento Portland blanco). El panel debe ser económico, debe tener buenas propiedades mecánicas y debe tener dimensiones comerciales para su uso en muros tabiques y en cielos falsos en la industria de la construcción. El Recipanel es un panel no estructural a base de papel reciclado. El Recipanel cumple las normas colombianas en lo relativo a los paneles de uso no estructural y presenta además unas excelentes características mecánicas.

EFFECT OF GLYCEROL ON THE ELECTRICAL PROPERTIES AND PHASE BEHAVIOR OF CASSAVA STARCH BIOPOLYMERS

Films of different concentrations of glycerol/starch (G/S) blends were prepared and analyzed by impedance spectroscopy (IS), differential scanning calorimeter (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The dc-conductivity of the films increases by increasing both the glycerol content and temperature. A power-law dispersive behavior of the frequency-dependent conductivity at high frequencies has been observed in all G/S films in the blend compositions prepared, similar to that observed in other solid ionic conductors and known as a "universal dynamic response." The electrical conductivity enhancement is consistent with the subtle changes in the -OH glycerol groups coordination with the starch chains introduced by increasing the glycerol content and temperature. A stable single phase is revealed under the electrical measurement conditions up to approximately 100 °C for all concentrations, but the stability can be maintained up to higher temperatures (∼150 °C) at glycerol concentrations below G/S = 0.4.

Se prepararon películas de diferentes concentraciones de glicerol/almidón (G/S) y se caracterizaron a través de espectroscopía de impedancia (IS), calorimetría diferencia de barrido (DSC) y termogravimetría (TGA). La conductividad dc de las películas incrementó con el incremento en el contenido de glicerol y la temperatura. La dependencia de la conductividad con la frecuencia mostró un comportamiento de ley de potencia a altas frecuencias para todas las películas, similar al que se observa en otros conductores iónicos sólidos, el cual es conocido como "respuesta universal." El incremento en la conductividad eléctrica es consistente con el aumento en grupos -OH a medida que se incrementa el contenido de glicerol y la temperatura. Para todas las concentraciones, y bajo las condiciones de las medidas eléctricas, se observó una fase estable hasta aproximadamente 100 °C; la estabilidad se mantiene hasta temperaturas del orden de 150 °C a concentraciones de glicerol por debajo de G/S = 0.4.

RIVERBANK FILTRATION: AN EFFICIENT AND ECONOMICAL DRINKING-WATER TREATMENT TECHNOLOGY

Riverbank filtration (RBF) is a water treatment technology that consists of extracting water from rivers by pumping wells located in the adjacent alluvial aquifer. During the underground passage, a series of physical, chemical, and biological processes take place, improving the quality of the surface water, substituting or reducing conventional drinking water treatment. Despite its extensive use in Europe and its emerging use in the United States, there are no scientific publications related to RBF use in Colombia, although apparently propitious settings exist. The main objective of this paper is to present a brief overview of the theoretical foundations of the technique, its benefits, and limitations.

La tecnología de filtración ribereña (FRB) consiste en extraer agua de corrientes superficiales mediante el bombeo de pozos ubicados en el acuífero aluvial adyacente al río. En el trayecto se presentan procesos físicos, químicos y biológicos que mejoran la calidad del agua superficial, sustituyendo o reduciendo los tratamientos convencionales de agua para consumo humano. A pesar de su extensivo uso en Europa y su reciente utilización en Estados Unidos, no existe ninguna publicación científica que dé cuenta de su uso en Colombia, a pesar de presentarse escenarios aparentemente propicios. El objetivo principal de este artículo es presentar una breve reseña sobre los fundamentos teóricos de la técnica, sus beneficios, y limitaciones.

SOCIAL GEOLOGY: A NEW PERSPECTIVE ON GEOLOGY

This paper proposes a new methodology aimed at characterizing and studying two key geological elements for the sustainable and ethical development of society: geological resources and geological risks. The main objective is to broaden concepts and therefore, to facilitate the development of geological studies and the establishment of guidelines that fit better with the social situation of our environment, as well as with territorial management and risk prevention.

Se propone una nueva metodología para caracterizar y estudiar los dos elementos geológicos claves en el desarrollo sostenible y ético de la sociedad: los recursos y los riesgos geológicos. El objetivo principal es ampliar conceptos que permitan realizar estudios geológicos y establecer directrices de gestión más adaptadas a la situación social de nuestro entorno, así como a la ordenación del territorio y a la prevención de riesgos.

QUALITY MANAGEMENT AND INTEGRATED TOTAL QUALITY IN SPANISH MINING: RESULTS OF AN EMPIRICAL STUDY

This paper presents the results of an empirical study conducted in Spain among mining companies that hold ISO 9001 certification. This study aimed at reflecting upon quality management in Spanish mining; and discovering whether the certification of a quality management system provides companies with a framework for integrating total quality management with other management systems, such as environmental management or occupational health and safety management.

En este artículo se presentan y analizan los resultados de un estudio empírico realizado en España entre empresas mineras certificadas ISO 9001. El objetivo perseguido es doble: en primer lugar, reflexionar sobre la situación de la gestión de calidad en la minería española; en segundo término, valorar en qué medida la posesión de un sistema de gestión de calidad constituye un pilar a partir del cual iniciar la andadura hacia la calidad total integrada con otros sistemas de gestión tan importantes en este sector industrial como el de la gestión ambiental o la gestión de la seguridad y salud

DRYING KINETICS OF TWO YAM (Dioscorea alata) VARIETIES

The aim of this research was the evaluation of the kinetics and the drying conditions, at laboratory scale, of two yam varieties (D. alata 9506-021 and 9506-027) from the germplasm bank of the University of Cordoba (Colombia). Two geometries (circular and square) were used for the study; the air temperature ranged from 40 to 70 °C and the air speed was 0.7 m s-1. The experimental data were fitted appropriately to Fick, Page, and Logarithmic models. Mass transfer of the yam slices was described by using Fick's diffusion model, which was the best fitted model. Drying occurred mainly in the decline phase. Arrhenius described properly the dependency of the moisture diffusivity with temperature. Among the temperature range evaluated, moisture diffusivities varied from 1.70 x 10-9 to 6.84 x 10-10 m2/s and 1.33 x 10-9 to 6.30 x 10-10 m2/s for the D. alata 9506-21 and 9506-27, respectively. The drying activation energy for D. alata 9506-21 and 9506-27 varied from 23.19 to 25.72, and 16.03 to 17.82 kJ/mol, respectively.

El objetivo de esta investigación fue la evaluación de la cinética y condiciones de secado, a escala de laboratorio, de dos variedades del ñame (D. alata 9506-021 y 9506-027) del banco de germoplasma de la Universidad de Córdoba (Colombia). Dos geometrías (circular y cuadrada) fueron utilizadas para el estudio; la temperatura del aire fue variada en un rango entre 40 a 70 °C y la velocidad de aire fue de 0.7 m.s-1. Los datos experimentales se ajustaron apropiadamente a los modelos de Fick, Page y Logarítmico. La transferencia de masa del ñame fue descrita usando el modelo de difusión de Fick's, que fue el modelo que mejor se ajustó. El secado ocurrido principalmente en la fase de decreciente. La relación de Arrhenius describió satisfactoriamente la dependencia de la difusividad de la humedad con la temperatura. Entre el rango de temperatura evaluado, las difusividades de la humedad variaron de 1.70 x 10-9 a 6.84 x 10-10 m2/s, y 1.33 x 10-9 a 6.30 x 10-10 m2/s para D. alata 9506-21 y 9506-27, respectivamente. La energía de activación para el secado de D. alata 9506-21 y 9506-27 varió de 23.19 a 25.72 y 16.03 a 17.82 kJ/mol, respectivamente.

THE STEAM ENGINES IN SUGARCANE PRODUCTION IN SPAIN: COMPARATIVE AwNALYSIS

El presente artículo muestra una investigación de historia de la tecnología aplicada para la obtención del azúcar de caña, realizando un estudio comparativo de las principales máquinas de vapor extendidas en España, como fueron la de tecnología escocesa Mirrlees-Watson y la de tecnología francesa Fives-Lille. Se ha expuesto brevemente el proceso de obtención del azúcar de caña, así como una breve descripción de las principales características de ambas dentro de su similitud, para finalizar exponiendo un análisis comparativo en términos de potencia mediante los métodos analítico y gráfico (diagrama dinámico de potencia). Como resultado de dicho estudio se pone de manifiesto la superioridad de la máquina de Mirrlees-Watson frente a la de Fives-Lille en cuanto a la potencia indicada total.

This paper presents a research of the history of the technology applied used for the production of sugarcane, making a comparative analysis of the main steam engines widespread in Spain, were of Scottish technology Mirrlees-Watson and French technology Fives Lille. It has been briefly outlined the process for obtaining sugarcane, and also a brief description of the main features of both in its similarity to finish exposing a comparative analysis in terms of power by analytical and graphical methods (dynamic power diagram ). As a result of this study, the superiority of the Mirrlees-Watson engine in front of the Fives-Lille in total to the power has been exposed.

ESTRUCTURED RESAMPLING OF CONTOURS OF HOLES IN FREE FORM OBJECTS 3D SURFACES USING BRESENHAM

La etapa de integración dentro del proceso de reconstrucción tridimensional de objetos de forma libre, requiere de la descripción, análisis y corrección de huecos en superficies 3D. Ciertas evaluaciones cuantitativas en este tema implican contar con conjuntos de datos espaciados de forma regular o contenidos en estructuras que garanticen dicha propiedad, por ejemplo voxels, octrees o mallas estructuradas. Lograr lo anterior requiere un proceso de re-muestreo de los puntos que conforman el contorno del hueco en la superficie 3D. En este trabajo se describe un método para obtener conjuntos estructurados de puntos, a partir de los datos de contornos de huecos en objetos de forma libre. El método inicia con el ajuste de una curva NURBS al conjunto inicial de puntos con el fin de asegurar la suavidad del contorno, de lo cual se obtiene un conjunto de puntos ajustados. Finalmente se utiliza el algoritmo de discretización de Bresenham para obtener el conjunto de puntos estructurados. Los resultados obtenidos muestran que el método desarrollado asegura que el conjunto final de puntos estructurados preserven la forma del contorno original con altos niveles de detalle.

Integration stage in the process of three-dimensional reconstruction of free-form objects requires the description, analysis and correction of holes in 3D surfaces. Some quantitative assessments in this issue involve having data regularly spaced or contained in structures to ensure that property, for example, voxels, octrees or structured grids. Achieving this requires a re-sampling of points that make up the contour of the hole in 3D surface. This paper describes a method to obtain structured sets of points from contour data of holes in free-form objects. The method begins with fitting a NURBS curve to the initial set of points in order to ensure the smoothness of the contour, thus obtaining an adjusted set of points. Finally, it is used the Bresenham discretization algorithm to obtain the set of structured points. Results show that the developed method ensures that the final set of structured points preserve original contour shape with high levels of detail.

OPTIMIZATION BASED CONTROL OF A DIRECT ROTARY DRYER

Este trabajo presenta el control de un secador rotatorio directo basado en optimización no lineal. Esta metodología permite auto-sintonizar dinámicamente un controlador PI o PID, mejorando claramente el control del proceso respecto de la sintonización clásica. El control del proceso se realiza a través de simulación computacional vía Matlab y su verificación a través de un proceso piloto, lo que permite apreciar la potencialidad de la sintonía dinámica que se propone. Los resultados, tiempo de respuesta y dinámica de control posibilitan que investigación futura pueda escalar esta propuesta desde el laboratorio a procesos industriales.

This paper presents the control of a direct rotary dryer based on nonlinear optimization. This methodology allows the dynamic self-tuning of PI or PID controller, clearly improving process control over the classic tuning approach. Process control is done through Matlab via computer simulation and verification through a pilot process, which allows us to appreciate the potential of the proposed dynamic tuning. The results, response time and dynamic control allow us to scale future research from the laboratory (pilot scale) to industrial processes.

REDUCTION OF VIBRATIONS IN A BUILDING USING MAGNETORHEOLOGICAL DAMPERS

Uno de los dispositivos de control semi-activo más prometedor es el amortiguador magnetoreológico (MR), el cual se compone de un cilindro hidráulico, bobinas magnéticas y un fluido estimulable, denominado fluido magnetoreológico, cuya principal particularidad es su habilidad para variar, de manera reversible, de un estado liquido lineal viscoso de libre flujo para un estado semi-sólido en apenas milisegundos, cuando es expuesto a un campo magnético. Esta peculiaridad hace de los amortiguadores MR una herramienta ideal para el control de sistemas estructurales, pues con ellos es posible administrar fuerzas de amortiguamiento de forma simple, rápida y segura a un costo relativamente bajo. En el presente trabajo se analiza la respuesta estructural de un edificio tipo pórtico de dos pisos controlado por un par de amortiguadores MR administrados por un regulador lineal cuadrático (LQR) asociado a un algoritmo de selección de señal de comando desarrollado en el controlador clipped optimal. Los resultados obtenidos mostraron reducciones superiores al 49% y 76%, respectivamente, de picos de respuesta y de valores RMS de respuesta.

One of the most promising device of semi-active control is the magnetorheological (MR) damper, which consists of a hydraulic cylinder, magnetic coils and a stimulate fluid called magnetorheological fluid, whose main feature is its ability to vary from a linear viscous liquid free-flowing state to a semi-solid state in just milliseconds when exposed to a magnetic field. This peculiarity makes the MR dampers an ideal tool for the control of structural systems, because with them it's possible manage damping forces in a simple, fast and secure way to a relatively low cost. This paper analyzes the structural response of a two-story building controlled by a pair of MR dampers operated by a linear quadratic regulator (LQR) associated with a algorithm developed to choose command signal of the clipped optimal controller. The results showed reductions higher than 49% and 76% of peak response and RMS values of response, respectively.

ASSESSMENT TO WIND POWER FOR ELECTRICITY GENERATION IN THE STATE OF VERACRUZ (MEXICO)

El objetivo de este artículo es la evaluación del recurso eólico para su posible utilización en la generación de energía eléctrica en el Estado de Veracruz, México. Para ello se llevaron a cabo mediciones de viento registradas cada 10 minutos a 50m de altura durante los años 2008 y 2009 en 16 estaciones anemométricas distribuidas dentro del Estado. Se encontró que existen regiones en donde la velocidad promedio del viento es 5.45 m/s, valor que se ajusta para producir energía eléctrica de 14,432 kW mientras la velocidad se mantenga en ese rango. Para evaluar la potencia eléctrica que puede entregar un dispositivo comercial, se utilizó un aerogenerador marca ACCIONA modelo AW 70/1500 Class I que según el fabricante tiene una capacidad 1500kW, el estudió arrojó que instalando un aerogenerador por cada zona estudiada se suministraría energía eléctrica a la red de 10,694 MWh/año, con lo cual se podrán ahorrar 9,933.1 de Toneladas Equivalentes de Petróleo (TEP), y una reducción anual bruta de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) equivalentes a 28,806.1 toneladas de CO2 (tCO2). Adicionalmente, se obtuvo la estacionalidad anual de la velocidad media del viento, esto se realizó para observar la variabilidad del viento con respecto a las estaciones del año en el Estado.

The aim of this paper is the wind power assessment for possible use in electric power generation in the State of Veracruz, Mexico. For this objective were used wind speed records every 10 minutes at 50m height during 2008 and 2009 in 16 anemometric stations within the State. It was found that there are regions with 5.45 m/s of average wind speed, value that fits to have a total produce of 14,432 kW. To evaluate the output power generation it was selected the wind turbine ACCIONA AW 70/1500 model with 1500 kW of capacity, it was found that installing a wind turbine in a zone assessed it could generate to the electric network supply 10,649 MWh/yr, which could save 9,993.1 of Tonne of Oil Equivalent (TOE) and a annual reduction of Greenhouse Gas equivalents 28,806.1 tons of CO2. In addition, it could be demonstrate the annual seasonally of the average wind speed, with the objective of watch de the variability of the wind through the year within the State.

REMOTE SENSING ANALYSIS OF BELMIRA'S PARAMO VEGEATATION WITH LANDSAT IMAGERY

El propósito de este trabajo es distinguir el bosque del páramo de Belmira de las otras coberturas del suelo. Se dispone para este fin de tres imágenes LANDSAT (1996, 2002 y 2003). La teledetección del bosque tiene en cuenta procesos de corrección, clasificación y validación. La corrección de las imágenes recurre al modelo COS(t) y a una función cuadrática de interpolación. La clasificación no supervisada se hace con la técnica de las medias móviles y la clasificación supervisada con la técnica de la máxima semejanza. La validación tiene en cuenta 70 observaciones de campo y se realiza tabulando los errores por acción o por omisión. El resultado consiste en un mapa para cada fecha con dos categorías de uso del suelo, bosque & no-bosque. La clasificación incurre en un error del 2% y la concordancia del mapa con las observaciones de campo es del 80%. Sin embargo, la presencia de nubes y sombras dificulta el proceso de teledetección del bosque.

The purpose of this study is to distinguish the forest of Belmira's Páramo from other land cover classes. Three LANDSAT images are available (1996, 2002 and 2003). Remote sensing analysis of the vegetation coverage includes image correction and classification and validation process. The COS(t) model and the quadratic interpolation function were used for image correction. The iterative self-organizing cluster analysis is considered for image non supervised classification and the maximum likelihood classifier is taken into account for image supervised classification. 70 GPS land observations and the error matrix analysis, were used for validation process. The Result is a map for each image, with two land cover categories: forest & non-forest. Classification error is 2% and map-land observations correspondence is 80%. However, the presence of clouds and shadows affect the remote sensing accuracy.

VERTICAL DISTRIBUTION OF TEMPERATURE AND SALINITY AT SANTA MARTA COASTAL AREA (COLOMBIA)

Fueron determinados los perfiles de temperatura, salinidad y densidad en el punto de descarga del emisario submarino de Santa Marta. Se encontraron tres masas de aguas. Los periodos de estratificación térmica coinciden con las dos épocas de lluvias en la región (entre abril y junio la primera y agosto y diciembre la segunda). El espesor de la termoclina puede alcanzar hasta 12 metros de espesor y gradientes térmicos de 0.67 °C/m.

Temperatura, salinity and density profiles were determined at Santa Marta submarine outfall dischargue point. Two water masses were found. The periods of thermal stratification coincide with two rainy stations (between April and June the first one and August and December the second one). The thermocline can reach up to 12 meters of thickness and thermal gradients of 0.67 °C/m.

COMPARATIVE ASSESSMENT OF RECHARGE ESTIMATION METHODS IN PLAIN ENVIRONMENTS. THE INTER-MOUNTAINOUS PLAIN (ARGENTINA) AS A CASE STUDY

La recarga de un acuífero puede ser entendida como un proceso en el cual una porción laprecipitación infiltra en el suelo, drena a través del perfil no saturado y pasa a formar parte del agua subterránea. La determinación y cuantificación de este parámetro es de vital importancia para la planificación y gestión de los recurso hídricos. El objetivo de este trabajo es estimar los valores de recarga al acuífero pampeano en un sector de la llanura interserrana bonaerense mediante la aplicación de 4 metodologías diferentes, usando para esto datos hidroclimatológicos, químicos e hidrogeológicos. Las valores de recarga encontradas varían entre 9 y 21% del total de la precipitación con un valor medio total de 14%. Se discute en este trabajo sobre las ventajas y desventajas de las diferentes metodologías y se comparan sus resultados.

Groundwater recharge can be understood as the process where rainwater infiltrates into the soil, travelling through the unsaturated zone and reaching the aquifer. Identification and quantification of this parameter is of vital importance for planning and managing water resources. The aim of this paper is to quantify the recharge rate in the Inter-mountainous Pampa Plain by using 4 different methods including hydrometeorological, chemical and hydrogeological data. The recharge values range from 9 to 21% of the total rainfall with a mean value of 14%. Major advantages, disadvantages and results of the different methodologies are discussed.