DYNA

Corrosion resistance of hybrid films applied on tin plate: Precursor solution acidified with nitric acid (pH=3)

Siloxane - poly (methylmethacrylate)-based materials are systems formed by a silicon network, to which chains of poly (methylmethacrylate) are linked by covalent bonds or by physical interactions. Their stability and adherence allow their application on substrates like tin plate in order to increase the corrosion resistance. The aim of this work is to coat tin plate with a hybrid film obtained from a sol consisting of alkoxide precursors: 3 - (trimethoxysilylpropyl) methacrylate (TMSM) and poly (methyl methacrylate) PMMA. Effect of tetraethoxysilane (TEOS) addition was evaluated. Morphology was evaluated by SEM and contact angle. Electrochemical behavior was evaluated by open circuit potential (OCP), potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Results showed that siloxane-PMMA film obtained with a higher addition of TEOS had higher thickness. However, intense densification caused by TEOS addition promoted crack formation, thereby compromising the corrosion resistance.

Los materiales híbridos a base de siloxano y PMMA se constituyen por una red de silicona, a la que están enlazadas cadenas de polimetilmetacrilato. Su estabilidad y adherencia permiten su aplicación en láminas de estaño para aumentar la resistencia a la corrosión. En este trabajo se recubrió una lámina de estaño con una película híbrida a partir de un sol que consta de los precursores alcóxidos: 3-trimetoxisililpropilmetacrilato (TMSM) y polimetilmetacrilado (PMMA). Se evaluó la influencia de la adición de tetraetoxisilano (TEOS). Se evaluó la morfología de los filmes por SEM y ángulo de contacto. Se evaluó el comportamiento electroquímico con medidas de potencial a circuito abierto, polarización potenciodinámica e impedancia electroquímica. Los resultados muestran que la película con mayor adición de TEOS tuvo mayor espesor; sin embargo, el TEOS intensificó la densificación. Así, se formaron grietas que comprometieron la resistencia a la corrosión.

Plane geometry drawing tutorial

A tutorial has been developed with the aim of making geometry drawing teaching easier. It arises as a helpful tool for lecturers and engineering undergraduate students, with the objective of giving support to theoretical and practical lessons in plane geometry drawing. This easy-to-use tutorial provides users with interactivity, practical videos, self-evaluation, fundamental lessons, and "step by step" teaching due to the different levels of conceptual complexity included in its contents.

Se ha desarrollado un tutorial para facilitar la docencia del dibujo geométrico. Con la idea de servir de apoyo a las explicaciones teóricas y prácticas de los conceptos correspondientes a los trazados geométricos planos necesarios en la ingeniería. Este tutorial es de fácil manejo y permite interactividad con el usuario, animaciones prácticas, autoevaluaciones, explicaciones amplias del temario y la enseñanza "paso a paso" de los conceptos gracias a los diferentes niveles de complejidad conceptual que incluye en su contenido.

Analytical model of signal generation for radio over fiber systems

This paper presents an analytical model that describes the elements involved in the signal generation feasible to be used in radio over fiber systems for the transport of information. In these systems, the radio frequency carriers are conveyed as optical subcarriers over an optical fiber link in a point-to-point or point-to-multipoint connectivity paradigm. The model is based on the definition of both the electrical field and power at the output of the optical modulator for baseband and radiofrequency modulated signals. By modeling the electrical field, it was found a trade-off between the modulation depths of both signals; as well as the their optimum value in order to assure a good signal quality in reception.

Este artículo presenta un modelo analítico que describe los elementos involucrados en la generación de señales proclives de ser usadas en sistemas de radio sobre fibra para el transporte de información. En estos sistemas las portadoras de radiofrecuencia se transportan como subportadoras de canal óptico sobre un enlace de fibra óptica en conexiones punto-punto o punto-multipunto. El presente modelo tiene como base fundamental la definición del campo eléctrico y potencia a la salida del modulador óptico que conjuga una señal modulada en banda base y una señal de radiofrecuencia en cualquier banda. Mediante modelado de la función de campo se encuentra que los índices de modulación presentan una fuerte dependencia entre si y se obtiene su valor óptimo a fin de garantizar una buena calidad para ambas señales en el receptor.

Recycling of agroindustrial solid wastes as additives in brick manufacturing for development of sustainable construction materials

Accumulation of unmanaged agroindustrial solid wastes especially in developing countries has resulted in an increased environmental concern. Recycling of such wastes as a sustainable construction material appears to be a viable solution not only to the pollution problem but also an economical option to design green buildings. This paper studies the application of several agroindustrial wastes in brick manufacturing, which include cocoa shell, sawdust, rice husk and sugarcane. First, the mineralogical and chemical composition of the wastes and clayey soil were determined. Next, bricks were fabricated with different quantities of waste (5%, 10% and 20%). The effect of adding these wastes on the technological behavior of the brick was assessed by compressive strength, flexural strength and durability tests. Based on the results obtained, the optimum amounts of agroindustrial waste to obtain bricks were mixing 10% of cocoa shell and 90% of clayey soil. These percentages produced bricks whose mechanical properties were suitable for use as secondary raw materials in the brick production.

La acumulación de residuos sólidos agroindustriales no administrados especialmente en los países en vías de desarrollo ha dado lugar a una creciente preocupación ambiental. El reciclaje de tales residuos como un material de construcción sostenible parece ser una solución viable no sólo al problema de la contaminación, sino también una opción económica para diseñar edificios verdes. El presente trabajo estudia la aplicación de varios residuos agroindustriales en la fabricación de ladrillos, que incluyen cáscara de cacao, aserrín, cáscara de arroz y caña de azúcar. En primer lugar, se determinó la composición mineralógica y química de los residuos y del suelo arcilloso. A continuación, los ladrillos se fabricaron con diferentes cantidades de residuos (5%, 10% y 20%). El efecto de la adición de estos residuos en el comportamiento tecnológico del ladrillo se evaluó mediante ensayos de resistencia a la compresión, resistencia a la flexión y durabilidad. Con base en los resultados obtenidos, las cantidades óptimas de residuos agroindustriales para obtener ladrillos fueron mezclando 10% de cáscara de cacao y 90% de suelo arcilloso. Estos porcentajes producen ladrillos cuyas propiedades mecánicas eran adecuadas para su uso como materias primas secundarias en la producción de ladrillos.

The use of gypsum mining by-product and lime on the engineering properties of compressed earth blocks

Disadvantages of compressed earth blocks are their poor mechanical properties and low resistance to water damage. Therefore, their use is vulnerable to deterioration and require care and maintenance, which depends on the degree of stabilization and compaction of the clay soil. Gypsum mining wastes and lime used as stabilization materials to improve the properties of these construction materials. The compressive and flexural strength, softening in water, drying shrinkage and unit weight determined. Strength values increased with both mining waste additions. Highest resistance against softening in water obtained with a 25% of mining waste. Drying shrinkage reduced with increasing mining waste content. Dry unit weight was not in the recommended standards. Results showed that gypsum mining wastes can be used as alternative materials to stabilize compressed earth blocks.

Las desventajas de los bloques de tierra comprimida son sus bajas propiedades mecánicas y resistencia al daño al agua. Por lo tanto, su uso es vulnerable al deterioro y requiere cuidado y mantenimiento, dependiendo del grado de estabilización y compactación del suelo arcilloso. Residuos de minería del yeso y cal se utilizaron como estabilizantes para mejorar las propiedades de estos materiales de construcción. Resistencia a compresión y flexión, ablandamiento en agua, retracción por secado y peso unitario se determinaron. La resistencia aumento con la adición de residuo de minería. La resistencia al ablandamiento en agua fue mayor con 25% de residuo de minería. La contracción por secado disminuyo con el aumento del contenido de residuo de minería. El peso unitario seco no estaba en los estándares recomendados. Los resultados mostraron que los residuos de minería del yeso pueden utilizarse como materiales alternativos en la estabilización de bloques de tierra comprimida.

Practical lessons learnt from the application of X-ray computed tomography to evaluate the internal structure of asphalt mixtures

X-ray Computed Tomography (X-ray CT) has allowed for the efficient non-destructive characterization of the internal structure of paving asphalt mixtures (AM), and has led to multiple practical lessons learnt based on the analysis of laboratory- and field-produced AM. This paper aims at summarizing these practical lessons, to facilitate their future application and further developments, in terms of: (i) fabrication of laboratory specimens, (ii) comparison of laboratory- and field-compacted mixtures, (iii) comparison of hot-mix asphalt and warm-mix asphalt mixtures, (iv) effects of additives, temperature, and compaction, (v) stone-on-stone contact, (vi) relationship between internal structure and performance, and (vii) modeling applications. These practical lessons are primarily gathered from the analysis of the air void distribution of laboratory-and field-produced AM, evaluated through X-ray CT, which has led to relevant inputs for the assessment of the response and performance of AM. X-ray CT enables computation of the AM internal structure with multiple practical applications and future opportunities to enhance the microstructure of AM and, consequently, optimize their performance.

La Tomografía Computarizada de rayos-X (TC-rX) ha permitido una eficiente caracterización no destructiva de mezclas asfálticas (MA) de pavimentación y ha generado múltiples lecciones prácticas aprendidas a partir del análisis de MA producidas en campo y laboratorio. El presente artículo tiene como objetivo resumir las lecciones prácticas aprendidas, con el fin de facilitar su aplicación futura y desarrollos posteriores, en términos de: (i) fabricación de especímenes de laboratorio, (ii) comparación de mezclas compactadas en campo y laboratorio, (iii) comparación entre mezclas asfálticas en caliente y mezclas tibias, (iv) efectos de aditivos, temperatura y compactación, (v) contacto agregado-agregado, (vi) relación entre la estructura interna y el desempeño, y (vii) aplicaciones de modelación. Estas lecciones prácticas se recopilaron principalmente a partir del análisis de la distribución de vacíos en MA producidas en campo y laboratorio, evaluadas a través de TC-rX, el cual generó información relevante para evaluar la respuesta y el desempeño de MA. La TC-rX hizo expedito el cálculo de la estructura interna de MA con múltiples aplicaciones prácticas y posibilidades futuras para mejorar la microestructura de MA y, consecuentemente, optimizar su desempeño.

Rail vehicle passing through a turnout: Influence of the track elasticity

In recent years, the different transport systems have been largely improved. However, some problems need to be still solved if railways want to be the transport of the future. Among others: the high cost of infrastructure and its maintenance, the requirements to assure low noise levels and low transmission of vibration. The turnouts, one of the most critical elements on the track, are studied in this paper. Mathematical models have been developed in order to analyse in detail a vehicle passing through a turnout. These models are used to implement multibody models, which reproduce the phenomena of the vehicle/turnout interaction. The research analyses the validity and accuracy of multibody tools and how they could allow improving the design process of turnouts. In particular the influence of the turnout geometry and track elasticity has been investigated and also how these parameters could be optimized.

En la actualidad, el transporte ferroviario en sus diversas formas se encuentra en pleno auge. Sin embargo, algunos problemas aún deben ser resueltos sí se desea que sea el transporte del futuro. Algunos de estos problemas son: el alto costo de la infraestructura y su mantenimiento, los requisitos para asegurar bajos niveles de ruido y baja transmisión de las vibraciones en las zonas. Los desvíos ferroviarios es uno de los elementos más críticos en la vía, y se estudian en este trabajo. Modelos matemáticos se han desarrollado con el fin de analizar en detalle un vehículo que por un desvío. Estos modelos se utilizan para implementar modelos multicuerpo, que reproducen los fenómenos de la interacción vehículo/desvío. La investigación analiza la validez y exactitud de herramientas multicuerpo y cómo podrían permitir mejorar el proceso de diseño de los desvíos. En particular, la influencia de la geometría de la participación y la elasticidad de la vía ha sido investigada y también cómo estos parámetros podrían ser optimizados.

Evolution of the passive harmonic filters optimization problem in industrial power systems

Several authors have treated the optimization of passive filters in electric distribution systems. Optimization methods like: sequential quadratic programming (SQP), simulated annealing (SA), differential evolution (DE), artificial neural networks (ANN), particle swarm optimization (PSO), genetic algorithm (GA), etc., have been employed for optimizing certain configurations of passive filters. These optimization methods have been employed to solve several formulations of the problem of the project of filters. These formulations can be classified in: formulations of one or several objectives. The objective of the present work is to show the evolution of the formulation of this problem in the lasts years respect to the objective functions and constraints used. This analysis shows how the formulations employed have been upgraded from single-objective to multi-objective formulations to achieve a better representation of this complex problem.

Varios autores han tratado la optimización de filtros pasivos en sistemas eléctricos de distribución. Métodos de optimización como: programación cuadrática secuencial (SQP), simulación del recocido (SA), evolución diferencial (DE), redes neuronales (ANN), calentamiento de partículas (PSO), algoritmo genético (GA), etc., han sido empleados para la optimización de ciertas configuraciones de filtros pasivos. Estos métodos de optimización se han empleado para resolver múltiples formulaciones del problema de diseño de estos filtros. Estas formulaciones pueden clasificarse en: formulaciones de uno o de varios objetivos. El objetivo del presente trabajo es mostrar la evolución que ha tenido la formulación de este problema en los últimos años en cuanto a funciones objetivo y restricciones se refiere. Este análisis muestra como se ha transitado de formulaciones mono-objetivo a formulaciones multi-objetivo para lograr una mejor representación de este complejo problema.

Restricting the use of cars by license plate numbers: A misguided urban transport policy

Several conurbations in Latin America have implemented policies to restrict the use of private cars by prohibiting those with a license plate number ending on some digit, which vary each day, from circulating on that weekday. These policies have been formulated as a "second best" option to congestion charging as the latter policy has been deemed politically unfeasible so far. The idea underlying license plate restrictions is very simple: by not allowing a proportion of the total number of vehicles to circulate on a given day, congestion levels and other externalities are expected to decrease, improving the quality of life for people. Based on a simple microeconomic analysis, supported by a review of the literature and by evidence collected in several cities where these restrictions have been implemented, it is concluded that the policy is apparently effective only in the very short-term, but ultimately it fails to achieve its objectives and usually leads to a worse outcome.

Varias ciudades latinoamericanas han implementado políticas restrictivas al uso de vehículos particulares consistentes en prohibir su circulación según el número de su patente o placa. La política ha sido planteada como una alternativa de segunda mejor, al cargo por congestión; este último consiste en el cobro directo de la externalidad a los usuarios de vías congestionadas, pero es considerado políticamente inviable en la actualidad en muchos casos. La idea detrás de la restricción según patente es muy simple: al restringir una proporción del parque automotor se disminuye los niveles de congestión y otras externalidades negativas, especialmente las ambientales, mejorando la calidad de vida de las personas. A través de un sencillo análisis microeconómico, apoyado en evidencia recogida en algunas ciudades donde se ha implementado esta política, se demuestra que sólo puede funcionar en el muy corto plazo y, finalmente, no logra el objetivo deseado en el largo plazo.

Active vibration control in building-like structures submitted to earthquakes using multiple positive position feedback and sliding modes

This work deals with the structural and dynamic analysis of a building-like structure consisting of a three-story building with one passive/active vibration absorber. The base of the structure is perturbed using a shaker, providing excitation forces and noisy excitations emulating ground transportation, underground railways and earthquakes, quite common in Mexico City. It is considered a realistic seismic record of 8.1Mw occurred at Mexico City, containing some resonant frequencies of the structure. The mechanical structure is modeled using Euler-Lagrange methodology and validated using experimental modal analysis techniques. The active control scheme is synthesized to actively attenuate the noise and vibration system response, caused by noisy excitation forces acting on the base, by employing Multiple Positive Position Feedback and Sliding Mode Control to improve the closed-loop system response and, simultaneously, attenuate three vibration modes. Simulation and experimental results describe the overall system performance.

Este trabajo considera el análisis estructural y dinámico de una estructura tipo edificio de tres pisos con un absorbedor de vibraciones pasivo/activo. La base de la estructura se perturba con un generador de vibraciones, proporcionando fuerzas de excitación y ruido emulando transporte terrestre, trenes subterráneos y sismos, comunes en la Ciudad de México. Se considera un registro sísmico real de magnitud 8.1Mw, conteniendo algunas frecuencias resonantes de la estructura. La estructura mecánica se modela con la metodología de Euler-Lagrange y se valida con técnicas de análisis modal experimental. El esquema de control activo se diseña para atenuar la respuesta vibratoria del sistema, ocasionada por las fuerzas armónicas que actúan en la base, empleando múltiple retroalimentación positiva de la posición y control por modos deslizantes para mejorar la robustez del sistema en lazo cerrado y atenuar tres modos de vibración. Resultados en simulación y experimentales describen el desempeño del sistema completo.

Analysis of customer satisfaction using surveys with open questions

In this paper the use of open-ended questionnaires to improve the evaluation of customer satisfaction according to ISO 9001 in small and medium-sized enterprises is analyzed. By obtaining more information in comparison to the closed questions questionnaire some limitations coming from the second one are removed. The open-ended questionnaire is analyzed by applying a semantic study to obtain the root of each word and remove the word that is not relevant for the information needs of the organization. This way the positive or negative trend for each response is identified. This study proofs that the use of open-ended questionnaires facilitates the fulfilment of the ISO 9001 standard. It allows the comparison between the data coming from the Customer Relationship Management System (CRM) and the data obtained through the questionnaire. Furthermore it opens new areas of research based in the use of semantic analysis in quality systems and marketing.

En este trabajo se analiza, cómo el uso de cuestionarios de preguntas abiertas permite a las pequeñas y medianas empresas, mejorar la evaluación del grado de satisfacción de clientes según la norma ISO 9001. Al obtener mayor información que con los cuestionarios de preguntas cerradas, se eliminan las limitaciones de estos últimos. Para conseguir este objetivo, se han analizado las preguntas abiertas mediante su estudio semántico, obteniendo previamente la raíz de cada palabra y eliminando las que no aportan información, detectando la tendencia positiva y negativa de cada una de las respuestas. Este estudio prueba que el uso de cuestionarios de preguntas abiertas, facilita cumplir con la norma ISO 9001 y permite su comparación con los datos del sistema de gestión de las relaciones con los clientes (CRM - del ingles Customer Relationship Management). Además abre nuevas líneas de investigación de la semántica en los sistemas de calidad y de marketing.

Analysis of the economic impact of environmental biosafety works projects in healthcare centres in Extremadura (Spain)

The aim of this paper is to analyze the results obtained in the methodological application of techniques aimed at the maintenance of environmental biosafety in works of reform and expansion of healthcare centres in Extremadura, Spain during 2004-2010, assessing the costs of its implementation and contrasting if the use of a BSA project in phase of works affects the probability of nosocomial infection and the conditions of health and safety. The average investment accounted for a cost of 5.5 /m² under construction in critical areas and 0.9 /m² in the rest works. The impact of biosafety on the work budget draft was a 1.07% at hospitals and a 0.57% at healthcare centers. In critical areas, the sectorization was an average investment of the 26.89%, while in other areas it was the 29.48%. The largest investment in classification corresponds to small venues in critical areas involving the 40.64%.

Se analizan los resultados obtenidos en la aplicación metodológica de técnicas destinadas al mantenimiento de la bioseguridad ambiental en obras de reforma y ampliación de centros sanitarios en Extremadura (España) durante 2004-2010, evaluando los costes derivados de su implantación y contrastando si la utilización de un proyecto de BSA en fase de obras afecta a la probabilidad de infección nosocomial y a las condiciones de seguridad y salud. La inversión media fue de 5,5 /m² en obras en zonas críticas y 0,9 /m² en el resto. La repercusión media del proyecto de bioseguridad sobre el presupuesto de obra, fue de un 1,07% en hospitales y de un 0,57% en Centros de Salud. En zonas críticas la sectorización supuso una inversión media del 26,89%, mientras que en el resto de zonas fue del 29,48%. La mayor inversión en sectorización corresponde a pequeñas actuaciones en zonas críticas (40,64%).

Assessing the performance of a differential evolution algorithm in structural damage detection by varying the objective function

Structural damage detection has become an important research topic in certain segments of the engineering community. These methodologies occasionally formulate an optimization problem by defining an objective function based on dynamic parameters, with metaheuristics used to find the solution. In this study, damage localization and quantification is performed by an Adaptive Differential Evolution algorithm, which solves the associated optimization problem. Furthermore, this paper looks at the proposed methodology's performance when using different functions based on natural frequencies, mode shapes, modal flexibilities, modal strain energies and the residual force vector. Simple and multiple damage scenarios are numerically imposed on truss structures to assess the performance of the proposed methodology. Results show that damage scenarios can be reliably determined by using the analyzed objective functions. However, the methodology does not perform well when the objective function based on natural frequencies and modal strain energies is employed.

Detección de daño estructural es actualmente un importante tema de investigación para diferentes comunidades en ingeniería. Algunas de las metodologías de detección de daño reportadas en la literatura formulan un problema de optimización mediante una función objetivo basada en la respuesta dinámica de la estructura y el uso de metaheurísticas para resolverlo. En este estudio, la localización y cuantificación del daño se realiza utilizando un algoritmo de evolución diferencial con parámetros adaptativos. El desempeño de la metodología propuesta es evaluado utilizando diversas funciones objetivo basadas en frecuencias naturales, formas modales, flexibilidad modal, energía de deformación modal y el vector de fuerza residual. Escenarios de daño simple y múltiple son simulados para estructuras de tipo armadura con el objetivo de determinar el desempeño de la metodología propuesta. Los resultados muestran que el algoritmo utilizado puede determinar confiablemente los escenarios buscados para varias de las funciones objetivo utilizadas. Sin embargo, no se obtuvo buenos resultados cuando se utilizó la función basada en frecuencias naturales y energía de deformación modal.

Efficient reconstruction of Raman spectroscopy imaging based on compressive sensing

Raman Spectroscopy Imaging requires long periods of time for the data acquisition and subsequent treatment of the spectral chemical images. Recently, Compressed Sensing (CS) technique has been used satisfactorily in Raman Spectroscopy Imaging, reducing the acquisition time by simultaneously sensing and compressing the underlying Raman spectral signals. The Coded Aperture Snapshot Spectral Imager (CASSI) is an optical architecture that applied effectively the CS technique in Raman Spectroscopy Imaging. The main optical element of CASSI system is a coded aperture, which can transmit or block the information from the underlying scene. The principal design variable in the coded apertures is the percentage of transmissive elements or transmittance. This paper describes the technique of CS in Raman Spectroscopy imaging by using the CASSI system and realizes the selection of the optimal transmittance values of the coded apertures to ensure an efficient recovery of Raman Images. Diverse simulations are performed to determine the Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) of the reconstructed Raman data cubes as a function of the transmittance of the coded apertures, the size of the underlying Raman data cubes and the number of projections expressed in terms of the compression ratio.

La Espectroscopia Raman de Imágenes requiere largos periodos de tiempo en la adquisición como en el tratamiento de datos para la construcción de imágenes químicas. Para reducir el tiempo se ha empleado la técnica de Sensado Compresivo (SC) gracias a la detección y compresión simultánea de las señales. El sistema de adquisición de imágenes basado en una apertura codificada (CASSI) es una arquitectura óptica que aplica de manera eficiente los conceptos de SC. El principal elemento del sistema CASSI es una apertura codificada, la cual puede ser vista como un filtro que transmite o bloquea información de una escena. El porcentaje de elementos transmisores es conocido como la transmitancia y esta es una variable de diseño. Este trabajo describe la técnica de SC aplicada a la Espectroscopia Raman de Imágenes empleando el sistema CASSI y realiza la selección de los valores óptimos de transmitancia que garantizan una eficiente reconstrucción de imágenes. Se realizaron diversas simulaciones para determinar la relación señal a ruido (PSNR) de la reconstrucción de un cubo de datos Raman como función de la transmitancia, el tamaño del cubo y el número de capturas expresadas en términos de la relación de compresión.

Apply multicriteria methods for critical alternative selection

The selection of critical alternatives has been an issue of great interest for both utilities and services, performing this process usually using monocriterial techniques. In practice there are problems it is necessary to apply more than one criterion for selection since this contributes to increasing the quality of decisions and increase the efficiency and effectiveness of the organization. Multicriteria techniques allow ordering alternatives or determine what is the best, however it is sometimes necessary to determine within this set which will be called criticism for its impact on organizational performance. In this paper we show two methods using multicriteria techniques, including ELECTRE II are possible to determine within an ordered set of alternatives which are considered critical. The application of these methods is illustrated on three examples.

La selección de alternativas críticas ha sido un problema de gran interés para las empresas productoras y de servicios, realizándose este proceso usualmente con el uso de técnicas monocriteriales. La aplicación de más de un criterio para la selección contribuye al incremento de la calidad de las decisiones y a elevar la eficiencia y la eficacia de la organización. Las técnicas multicriteriales permiten ordenar las alternativas o determinar cuál es la mejor, sin embargo en ocasiones es necesario determinar dentro de este conjunto las que serán denominadas críticas por su impacto en el desempeño de la organización. En el presente trabajo se muestran dos métodos que haciendo uso de técnicas multicriteriales, entre las que se encuentra ELECTRE II, permiten determinar dentro de un conjunto de alternativas ordenadas cuales serán consideradas como críticas. Se ilustra la aplicación de estos métodos en tres ejemplos prácticos.

Flatness-based fault tolerant control

This paper presents a Fault Tolerant control approach for nonlinear flat systems. Flatness property affords analytical redundancy and permit to compute the states and control inputs of the system. Residual signals are computed by comparing real measures and the computed signals obtained using the differentially flat equations. Multiplicative and additive faults can be handled indistinctly. The redundant signals obtained with the differentially flat equations are used to reconfigure the faulty system. Feasibility of this approach is verified for additive faults in a three tank system.

Este artículo presenta un método de control tolerante a fallas para sistemas no lineales planos. Las propiedades intrínsecas de los sistemas planos generan redundancia analítica y permiten calcular todos los estados y las entradas de control del sistema. Los residuos son calculados comparando las medidas reales provenientes de los sensores y las señales obtenidas gracias al conjunto de ecuaciones del sistema plano. Fallas multiplicativas y aditivas se pueden manejar de manera indistinta. Las señales redundantes obtenidas con las ecuaciones del sistema plano son usadas para reconfigurar el sistema con falla. La factibilidad del método propuesto es verificada para fallas aditivas en un sistema de tres tanques.

Dynamic wired-wireless architecture for WDM stacking access networks

This paper presents a dynamic architecture for convergent wired and wireless access networks in Time Division Multiplexing (TDM) based Passive Optical Network (PON) featuring wavelength stacking. Four wavelengths for wired services carrying 10 Gb/s traffic load, one shared extra reconfigurable wavelength and one wavelength common to all Optical Network Units (ONUs) for the transport of wireless services were launched into a 1:64 splitting ratio PON network. In the ONU, a tunable free spaced Fourier optics based filter selects one of the wavelengths conveying wired services and a tunable Fiber Bragg Grating (FBG) filters out the wavelength carrying the wireless services. In the uplink direction, subcarrier multiplexing (SCM) was used for the combined transport of the wired and wireless signals to the Central Office (CO).

Este artículo presenta una arquitectura dinámica para redes de acceso convergentes fijas e inalámbricas en red óptica pasiva (PON) basada en multiplexación en división de tiempo (TDM) bajo el paradigma de apilamiento de longitudes de onda. Cuatro longitudes de onda para servicios fijos transportando una carga de tráfico de 10 Gb/s, una longitud de onda reconfigurable extra y una longitud de onda común a todas las unidades de red óptica (ONU) para el transporte de servicios inalámbricos se enviaron a una PON con un relación de división de 1:64. En la ONU un filtro sintonizable basado en óptica de Fourier de espacio libre selecciona una de las longitudes de onda que transporta servicios fijos y un filtro basado en redes de difracción de Bragg (FBG) extrae la longitud de onda que transporta servicios inalámbricos. En el enlace de subida se utilizó multiplexación por división de subportadora (SCM) para el transporte combinado de señales en banda base e inalámbricas a la oficina central (CO).

Influence of osmotic pre-treatment on convective drying of yellow pitahaya

Cylinders of pitahayas were osmotically dehydrated in sucrose 55 % (w/w) during 45 minutes as a pretreatment of convective drying. Hot air drying was performed at 50, 60 and 70ºC. Drying kinetics of osmodehydrated samples was compared to untreated samples. Effective moisture diffusion coefficients were determined. Values of activation energy were 29.56 and 16.93 kJ mol-1 for pretreated samples and untreated samples, respectively. Mathematical modeling was applied to simulate the experimental drying curves of pitahayas. Results indicated that the Weibull model could be used to simulate experimental drying data. Furthermore, shrinkage of samples due to changes in volume was more pronounced for fruits dehydrated without pretreatment.

Cilindros de pitahayas fueron osmóticamente deshidratados en sacarosa 55 % (p/p) durante 45 minutos como un pre-tratamiento al secado convectivo. El secado por aire caliente se realizó a 50, 60 y 70ºC. Se comparó la cinética de secado de las muestras osmodeshidratadas con las muestras no tratadas. Se determinaron los coeficientes de difusión efectiva. Los valores de la energía de activación fueron 29.56 y 16.93 kJ mol-1 para las muestras pre-tratadas y para las no tratadas, respectivamente. Se aplicó modelado matemático para simular las curvas experimentales de secado de las pitahayas. Los resultados indicaron que el modelo de Weibull podría ser usado para simular los datos de secado experimental. Además, el encogimiento de las muestras debido a cambios en el volumen fue más pronunciado en las muestras sin pretratar

Evaluation of thermal behavior for an asymmetric greenhouse by means of dynamic simulations

In this paper is presented the design of an asymmetric greenhouse, with a simulation and evaluation of its microclimate by means of DesignBuilder®. Climatic and geographical conditions of the greenhouse location are processed with DesignBuilder®, which also allows to include the geometrical characteristics of the enclosure and its roofing, the properties of its building materials and a description of the climate control system. Three configurations of this asymmetric greenhouse are evaluated in order to analyze and compare their internal gains.

En este trabajo se lleva a cabo el diseño, simulación y evaluación del comportamiento del microclima de un invernadero asimétrico mediante el software DesignBuilder®, incorporando las condiciones climáticas y geográficas del lugar donde se pretende instalar el invernadero, sus características geométricas y las propiedades de los materiales del recinto y su techado, así como del sistema de control de climatización. Se evaluaron tres diferentes configuraciones para la envolvente del invernadero para comparar el comportamiento de sus ganancias internas.

A comparative study TiC/TiN and TiN/CN multilayers

We carried out a comparative study of TiC/TiN and TiN/CN multilayers using the linearized augmented plane wave (LAPW) scheme and density functional theory as implemented in the Wien2k code. Initially, we optimized the structural properties of the TiC/TiN and TiN/CN multilayers in the volume with NaCl structure, and the ground state energy, the bulk modulus, and the cohesive energy were determined. To determine the energy of formation, the total energy for TiN, TiC, and CN compounds was calculated. Finally, we determined the DOS (density of states) of the two multilayers. The analysis of the partial density of states reveals that multilayers has metallic behavior that can be explained by the strong p-d hybridization of N and Ti atoms.

En este trabajo se hace un estudio comparativo de las multicapas TiN/CN y TiC/TiN usando el esquema ondas plana aumentadas y linealizadas y la teoría del funcional de la densidad tal como se halla implementado en el código WIEN2k. Inicialmente, se optimizaron las propiedades estructurales de las multicapas TiN/CN y TiC/TiN en volumen en la estructura NaCl y se obtuvo la energía de estado base, el módulo de volumen y la energía de cohesión. Para obtener la energía de formación, se calcula la energía total para los compuestos TiN, TiC, CN. Finalmente, se obtiene la densidad de estados los dos multicapas. El análisis de la densidad de estados revela que las multicapas poseen un comportamiento metálico que puede ser explicado por la fuerte hibridación entre los orbitales p-d de los átomos de N y Ti.

Developing a fast cordless soldering iron via induction heating

This study aims to present the design of a new soldering iron for welding electronic components that work via AC magnetic fields. Moreover, the device has been designed to operate in cordless mode. The system comprises of a resonant inverter that is capable of generating an alternating magnetic field of 250 kHz in the center of a coil of 11 wires. The heating element is a cylindrical piece of ferromagnetic stainless steel with a concentric core of copper, which is maintained in contact with a standard and commercial tip. Additionally, we determined the power factor and the efficiency of the energy transfer with a maximum power consumption of 134 watts. The system represents a good tool suitable for the realization of development boards or electronic tasks.

Se presenta el desarrollo de un dispositivo para soldar componentes electrónicos, el cual funciona a base de campos magnéticos alternos. El dispositivo ha sido diseñado para trabajar sin cableado. El nuevo soldador se compone de un inversor resonante capaz de generar campos magnéticos alternos de 250 kHz en el centro de una bobina de 11 espiras. El elemento calefactor es una pequeña pieza cilíndrica de acero inoxidable magnético con un núcleo concéntrico de cobre, el cual se encuentra unido a una punta reemplazable para cautín comercial. Adicionalmente hemos determinado el factor de potencia y la eficiencia en la transferencia de energía con un máximo de consumo de potencia de 134 Watts. El dispositivo representa una buena herramienta adecuada para la realización de tarjetas impresas para circuitos o tareas de electrónica.

Selecting working fluids in an organic Rankine cycle for power generation from low temperature heat sources

This paper presents a thermodynamic study carried out on the use of low-temperature heat sources for power generation through a subcritical Rankine cycle with organic working fluids. An analysis of the state of the art of this technology shows the selection of the working fluid as an open research line, since until now there is no fluid that can meet all environmental and technical aspects to be considered in these cycles. Hence, we have developed a series of simulations that allow us to study the behavior of the Rankine cycle with different configurations and fluids (wet, dry and isentropic) which has led us to observe the influence on the overall cycle efficiency when we change the type of fluids used (refrigerants, hydrocarbons and water) as well as the conditions of temperature, pressure, flow, etc. With the work realized, the viability of this type of processes is demonstrated for the recovery of heat in industry and/or the use of renewable sources of low and medium temperature for the production of electricity.

Este trabajo presenta un estudio termodinámico realizado sobre el uso de fuentes de calor de baja temperatura para la generación de energía a través de un ciclo Rankine subcrítico con fluidos de trabajo orgánicos. Un análisis del estado del arte de esta tecnología muestra como línea de investigación abierta, la selección del fluido de trabajo, pues hasta ahora, no existe un fluido que satisfaga todos los aspectos medioambientales y técnicos a tener en cuenta en estos ciclos. Por ello, se ha desarrollado una serie de simulaciones que permiten estudiar el comportamiento del ciclo Rankine con diferentes configuraciones y fluidos (húmedo, seco e isoentrópico), permitiendo con ello observar de qué manera influyen cambios tanto en esos tipos de fluidos utilizados (refrigerantes, hidrocarburos y agua), como de condiciones de temperatura, presión, flujo, etc., sobre la eficiencia total del ciclo. Con el trabajo realizado se demuestra la viabilidad de este tipo de proceso en la recuperación de calores en la industria y/o aprovechamiento de fuentes renovables de baja y media temperatura para la producción de energía eléctrica.

Approach to biomimetic design. Learning and application

Learning biomimetic design methods can be difficult and involve a long period of time, previous experiences have shown that the application of biomimetics in industrial design and product development projects requires an adaptation to traditional methods through a simpler model and a learning system. There are various biomimetic design processes, adaptation, integration and application corresponds to objectives of each project. A learning method for the application of biomimetics in design projects, step by step or globally, is presented. The knowledge of biological principles and translating them into engineering principles underlie each method, learning is augmented by adding methods based on creativity and functional analysis to achieve innovative products thanks to a biomimetic approach.

El aprendizaje de los métodos de diseño biomimético puede resultar difícil e implicar un largo periodo de tiempo. Experiencias previas han demostrado que la aplicación de la biomimética en proyectos de diseño industrial y desarrollo de producto necesita de una adaptación a los métodos tradicionales por medio de un modelo más sencillo y a través de un sistema de aprendizaje. Existen diversos procesos de diseño biomimético, su adaptación, integración y aplicación se corresponde con objetivos propios de cada proyecto. Se presenta un modelo de aprendizaje de la biomimética para aplicación en proyectos de diseño, de sus partes y de manera global. El conocimiento de los principios biológicos y su traducción a los principios de ingeniería son la base de cada método, incrementando el aprendizaje con aquellos que se basan en técnicas creativas y de análisis funcional para conseguir innovación funcional de productos gracias al enfoque biomimético.

Structural control using magnetorheological dampers governed by predictive and dynamic inverse models

The present paper implements a novelty semi-active structural control design on a two-story building, with the aim of reducing vibrations caused by transient type loads. The analyzed structure corresponds to an experimental prototype that was fully characterized and modeled according to the diaphragm hypothesis. The controller used was based on the action of a pair of real magnetorheological (MR) dampers whose operation is emulated by the phenomenological model. These mechanisms are governed by a numerical system that is based on non-linear autoregressive model with exogenous inputs (NARX)-type artificial neural networks, which have the ability to determine the necessary optimal control forces and the voltages required for the development of these forces through a prediction model and an inverse model, which are pioneers in this kind of systems. The results obtained show that the control design based on neural networks that was developed in the present study is a reliable and efficient, achieving reductions of up to 69% for the peak response value.

En este artículo se implementa um novedoso proyecto de control estructural numérico en una edificación de dos pisos con el objetivo de reducir vibraciones debidas a cargas de tipo transiente. La estructura analizada corresponde a un prototipo experimental debidamente caracterizado y modelado de acuerdo con la hipótesis del diafragma. El controlador utilizado se basa en la acción de un par de amortiguadores magnetoreológicos (MR) reales cuyo funcionamiento es emulado a través del denominado modelo fenomenológico. Los disipadores son gobernados por un sistema numérico basado en redes neuronales artificiales del tipo NARX con la capacidad de determinar fuerzas óptimas de control y voltajes a través de un modelo de predicción y un modelo inverso, los cuales son de uso inédito en este tipo de sistemas. Los resultados obtenidos muestran que el proyecto de control basado en redes neuronales desarrollado en este trabajo es un controlador confiable y eficiente, consiguiendo reducciones de hasta 69% en los valores pico de respuesta.

Design of boundary combined footings of rectangular shape using a new model

This paper presents the design of boundary combined footings of rectangular shape using a new model to consider real soil pressure acting on the contact surface of the footing; such pressure is presented in terms of an axial load, moment around the "X" axis and moment around the "Y" axis to each column. The classic model considers an axial load and moment around the transverse axis applied in each column, and when the moments in two directions are taken into account, the maximum pressure throughout the contact surface of the footing is considered the same. The main part of this research is that the proposed model considers real soil pressure and the classic model takes into account the maximum pressure and uniform is considered. It is concluded that the proposed model is more suited to the real conditions and is more economical.

Este documento presenta el diseño de zapatas combinadas de lindero de forma rectangular utilizando un nuevo modelo para considerar la presión real del suelo que actúan en la superficie de contacto de la zapata, dicha presión se presenta en función de una carga axial, momento alrededor del eje "X" y momento alrededor del eje "Y" de cada columna. El modelo clásico considera una carga axial y un momento alrededor del eje transversal aplicada en cada columna, y cuando los momentos en dos direcciones son tomados en cuenta, la presión máxima en toda la superficie de contacto de la zapata se considera la misma. La parte principal de esta investigación es que el modelo propuesto considera la presión real del suelo y el modelo clásico toma en cuenta la presión máxima y la considera uniforme. Se concluye que el nuevo modelo es el más apropiado, ya que se apega más a las condiciones reales y es más económico.

Effect of additives on diffusion coefficient for cupric ions and kinematics viscosity in CuSO₄-H₂SO₄ solution at 60°C

The effect of levelling and grain-refining agents on the diffusion coefficient of cupric ion was studied. Tests were performed using synthetic solutions with Cu2+ concentration and acidity similar to those of a copper electro-refining industrial electrolyte by means of rotating disc electrode (RDE) technique. The diffusion coefficient was calculated according to Levich's expression from measurements of limiting current for different rotating speed of the RDE. Arrhenius dependence of the diffusion coefficient with temperature in the absence of additives was verified. In presence of additives, the variation of the limiting current is mainly attributed to changes in diffusion coefficient of cupric ion observed.

En este estudio se determinó el efecto de la adición de agentes inhibidores y/o afinadores de grano comúnmente utilizados en la electrorefinación industrial de cobre sobre el coeficiente de difusión de ión cúprico a composición de ácido, cobre y temperatura en el rango industrial promedio. El coeficiente de difusión del ión cúprico D Cu2+ se obtuvo de acuerdo a la expresión de Levich a través de mediciones de corriente límite sobre electrodo de disco rotatorio de acero inoxidable 316 L en soluciones sintéticas de composición 40 g/L de Cu2+ y 200 g/L de H2SO4 a 60°C con adición de cola, tiourea y cloruro a tres niveles de concentración y se compararon con el valor obtenido en soluciones en ausencia de estos aditivos. La incorporación de aditivos resulta en una leve disminución del coeficiente de difusión del Cu2+ siendo más significativa en presencia de iones cloruro.

Influence of silicon on wear behaviour of "Silal" cast irons

The tribological and mechanical properties of various cast irons with different contents of carbon and silicon are studied. The Brinell hardness or every cast iron was measured and their wear resistance was calculated according to ASTM G99 standard, "Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus. These results were related to microstructure, composition and casting processes of the cast irons. The best wear behaviour was experienced by the cast irons with spheroidal graphite and a ferrite matrix in their microstructure. At the same time, the cast irons with the lowest wear resistance are those that have flaky graphite and a purely ferrite matrix in their microstructure. In addition, various casting processes have been tested in order to determine their influence on the appearance of spheroidal graphite.

En este trabajo se ha evaluado la influencia del contenido de silicio en la resistencia frente al desgaste y en las propiedades mecánicas de diferentes fundiciones con alto contenido en silicio del tipo Silal. Para ello se ha variado el contenido en carbono y en silicio de las muestras, evaluando posteriormente la modificación en la dureza, determinada mediante la escala Brinell, y en el comportamiento tribológico, estudiado mediante ensayos de desgaste normalizados Pin-on-Disk. Todo ello se ha complementado con un estudio metalográfico para determinar la influencia de la microestructura en las propiedades analizadas. Se ha determinado que el mejor comportamiento al desgaste lo presentan aquellas aleaciones cuya composición y proceso de colada garantizan el grafito esferoidal frente a las que lo presentan con estructura laminar. Adicionalmente, se ha experimentado con diferentes procesos de colada para la fabricación de las fundiciones para determinar su influencia en la aparición del grafito esferoidal.

Effect of cationic polyelectrolytes addition in cement cohesion

Here is studied the variation in cohesion of cement main phase (C-S-H) as a result of cationic polyelectrolytes addition (quaternary amines spermine and norspermidine). Cohesion study was carried out by molecular simulation techniques (Monte Carlo) using a primitive model in a canonical ensemble (NVT). The proposed model takes into account the influence of ionic size of each particle and the addition of polyelectrolytes with different charge number and separation. The results obtained show that electrostatic interactions are responsible for the cohesion of the hardened cement. It was found that in absence of cationic polyelectrolytes, cohesion is lost when the C-S-H lamellae are at separations larger than 1 nm. Adding cationic polyelectrolytes generates a distribution of hydroxide ions around the polyelectrolyte charges, facilitates the distribution of calcium and sodium ions in the entire space between C-S-H surfaces; this allows the cohesive forces exist at greater distances of separation between the surfaces.

Se estudia la variación en la cohesión de la fase principal del cemento (C-S-H) por efecto de la adición de polielectrolitos catiónicos (aminas cuaternarias espermina y norespermidina). El estudio de la cohesión se realiza mediante técnicas de simulación molecular (Monte Carlo) usando un modelo primitivo en el ensamble Canónico (NVT). El modelo propuesto tiene en cuenta la influencia del tamaño iónico de cada partícula y la adición diferentes polielectrólitos. Los resultados muestran que las interacciones electroestáticas son las responsables de la cohesión del cemento. Sin polielectrolitos la cohesión se pierde cuando las láminas de C-S-H tienen separaciones mayores de 1 nm. Los polielectrolitos generan que los iones hidróxido se distribuyan alrededor de las cargas de estos, facilitando la distribución de los iones de calcio y de sodio en el espacio de separación entre las superficies del C-S-H, esto permite que las fuerzas de cohesión existan a mayores distancias de separación.

A new dynamic visualization technique for system dynamics simulations

This article addresses a main research question in System Dynamics, the correct understanding of the relationship between model structure and behavior, from a new perspective: the field of Information Visualization. We propose a new dynamic visualization technique that is different from the current static visualization techniques. The technique was applied to a classical case and tested through visual and interactive software built as proof of concept. The case illustrated the potential of the new technique to confront the problem by providing the user a visual experience in real time, so his/her understanding could be more direct and immediate. This visualization technique could be adapted and generalized to other simulation methodologies.

Se aborda un problema central de investigación en Dinámica de Sistemas, el de la correcta comprensión de la relación entre la estructura y el comportamiento de un modelo, a partir de un enfoque novedoso: el de Visualización de información. Se propone una nueva técnica de visualización que a diferencia de las existentes de naturaleza estática, ofrece un modo dinámico para representar resultados de simulación. Se aplica esta técnica para un modelo clásico mediante la creación de un software visual e interactivo como prueba de concepto. El caso ilustra el potencial de la técnica para atacar la problemática porque brinda al usuario una experiencia visual en tiempo real que facilita una comprensión más directa e inmediata. Esta técnica puede adaptarse y generalizarse para la visualización de datos de simulación obtenidos no solamente con Dinámica de Sistemas.

Scenarios of photovoltaic grid parity in Colombia

In this article, we determined the residential Photovoltaic Grid Parity in 11 Colombian cities, by comparing grid energy prices offered by the local companies and the photovoltaic microgeneration cost for an average household. In order to do that, we developed a financial model, which considers the initial investment, cost of battery replacement, efficiency loss of photovoltaic technology and discount rate, among other variables, to determine the solar technology investment feasibility. It was found, in the base scenario, that on 2014 most of the considered cities have reached grid parity, while three of them will reach it between 2015 and 2021. Other scenarios, which consider higher discount rate, higher initial investment and slower learning curves, show similar results, where most cities will reach the grid parity before of 2028.

En este artículo se determina la paridad de red fotovoltaica residencial para 11 ciudades colombianas, comparando los precios de la electricidad ofrecida por las compañías locales y el costo promedio de generación fotovoltaica para un hogar. Para ello, los autores desarrollan un modelo financiero que considera la inversión inicial, el costo del reemplazo de las baterías, la pérdida de eficiencia del sistema fotovoltaico y la tasa de descuento, entre otras variables, con el fin de determinar la viabilidad de la inversión en energía solar. Los resultados indican, para el escenario base, que en el año 2014 la mayoría de ciudades han logrado la paridad de red, mientras tres de ellas la alcanzarán entre 2015 y 2021.Otros escenarios, que consideran mayores tasas de descuento, mayor inversión inicial y curvas de aprendizaje más lentas, muestran resultados similares, en los cuales la mayoría de ciudades alcanza la paridad de red antes del 2028.