DYNA

Modelado tridimensional y análisis funcional de una invención histórica española del siglo XIX para la extracción del mineral: La Máquina Emilina

In this paper, we analyze in detail a Spanish historical nineteenth-century invention used for mineral extraction: the Emilina machine. In particular, three-dimensional modeling is performed using software parametric (CATIA v5) of each of the elements of the set. Also, after obtaining the 3D model, a functional analysis using techniques of Computer Aided Engineering has been performed, based on the analysis of the von Mises stress and displacement, ensuring that the highest stress concentrations occur in the principal axis, the radii of the pulleys, the upper cable of the main drum, the connection between the secondary shaft and the main drum and the wood support structure, and that the highest concentration of displacements on the steering wheel of the steam machine, in the main shaft on which it is coupled and in the pulleys.

En el artículo se analiza en detalle una invención histórica española del siglo XIX utilizada para la extracción del mineral: la máquina Emilina. En particular, se ha realizado el modelado tridimensional con ayuda de software paramétrico (CATIA v5), de cada uno de los elementos que componen el conjunto. Asimismo, una vez obtenido el modelo 3D, se ha realizado un análisis funcional mediante técnicas de Ingeniería Asistida por Ordenador, basadas en el análisis de la tensión de von Mises y de desplazamientos, comprobando que las mayores concentraciones de tensiones se producen en el eje principal, los radios de las poleas, el cable superior del tambor principal, la unión entre el eje secundario y el tambor principal, así como en la estructura soporte de madera, y que la mayor concentración de desplazamientos se encuentran en el volante de la máquina de vapor, el eje principal sobre el que va acoplado y las poleas.

Recubrimientos de aluminio por deposición quimíca de vapor en lecho fluidizado sobre aceros inoxidables austeniticos AISI 304 y AISI 316

Aluminum coatings were deposited on stainless steels AISI 304 and AISI 316 at a temperature range from 560 to 600°C by CVD-FBR, using a bed consisting of a 10% aluminum powder and 90% of bed inert (alumina) which was fluidized with Ar and an activator mixture of hydrochloric acid with hydrogen (HCl/H2). The coating without heat treatment includes the follow species: Al13Fe4, Fe2Al5, FeAl2 and Al5FeNi for both steels. In addition, the heat treatment causes the aluminum to diffuse into the substrate and the iron diffuse towards the surface of the coating, making the transformation of previous existing compounds to FeAl, Fe2Al5, FeAl2, Al0.99Fe0.99Ni0.02, AlNi and Fe2AlCr. Thermodynamic simulation was conducted with the Thermo-Calc software to obtain information of the possible composition and amount of deposited material, for selected conditions. The specimens coated and uncoated were exposed at 750 ºC in an atmosphere where the vapor was transported to the samples using a N2 flow of 40 ml/min plus 100% water vapor (H2O). The two uncoated substrates behaved differently, since the steel AISI 304 performed well and gained little weight (0.49 mg/cm²), compared to the steel AISI 316 that lost too much weight (25.4 mg/cm²). Coated steels gained little weight during thousand hours of exposure (0.26 mg/cm²) and support very well the corrosive attack compared to uncoated substrates.

Los revestimientos de aluminio fueron depositados sobre aceros inoxidables AISI 304 y AISI 316 en el rango de temperatura de 560 a 600 °C por deposición química de vapor en lecho fluidizado(CVD - FBR). Se utilizó un lecho que consistía en 10 % de aluminio en polvo y 90 % de lecho inerte (alúmina), el cual fue fluidizado con Ar y como gases activadores se utilizó una mezcla de ácido clorhídrico con hidrógeno (HCl/H2). En el recubrimiento sin tratamiento térmico están las siguientes especies: Al13Fe4, Fe2Al5, FeAl2 y Al5FeNi, las cuales están presentes para ambos aceros. Además, el tratamiento térmico provoca la difusa de aluminio hacia el sustrato y la difusa de hierro del sustrato hacia la superficie del recubrimiento, haciendo la transformación de los compuestos anteriores a FeAl, Fe2Al5, FeAl2, Al0.99Fe0.99Ni0.02, AlNi y el Fe2AlCr. Se realizó la simulación termodinámica con el software Thermo - Calc para obtener información de la posible composición y la cantidad de material depositado, para condiciones seleccionadas. Las muestras recubiertas y sin recubrir, se expusieron a 750 ºC en una atmósfera donde el vapor agua se transporta a las muestras usando un flujo de N2 de 40 ml/min, más 100 % vapor de agua (H2O). Los dos sustratos sin revestir se comportaron de manera diferente, ya que el acero AISI 304 soportó bien el ataque y ganó poco peso (0.49 mg/cm²), en comparación con el acero AISI 316 que perdió mucho peso (25.4 mg/cm²). Los aceros recubiertos ganaron poco de peso durante las mil horas de exposición (0.26 mg/cm²) y soportaron muy bien el ataque corrosivo en comparación con sustratos sin recubrimiento.

Modelado tridimensional de un pavimento bajo carga dual con elementos finitos

The model developed tries to predict the stresses and strains of the structure of the pavement in a more real way, doing a lineal elastic structural analysis in three dimensions with capacity to model loads of double axes, that which constitutes an advance regarding two-dimensional axisymmetrical models that only represent the state tense-deformational of the pavement under loads of simple axes. Earlier stages of this research showed two-dimensional models under different load scenarios, league between layers and nonlinear constitutive models, however the purpose is to move towards analysis methodology stress-strain state under standard loads. The model was implemented in the Algorã program and a comparison with the Elsym5 multilayer freeware was performed. The results warn the existence of shear stress concentrations that can be causing major flaws that are not considered in traditional design methods which could lead to the possibility of reassessed.

El modelo desarrollado busca predecir los esfuerzos y deformaciones de un pavimento de manera más real, realizando un análisis elástico tridimensional con solicitaciones de carga de ejes dobles, constituyéndose en un avance respecto de modelos axisimétricos bidimensionales que sólo representan el comportamiento bajo cargas de ejes sencillos. Etapas anteriores de esta investigación dan cuenta de modelos bidimensionales de carga simple bajo distintas hipótesis de liga entre capas y modelos constitutivos no lineales, no obstante, el propósito es avanzar en la metodología de análisis del estado tenso-deformacional ante cargas estándar. El modelo se implementó en el programa Algorã y se realizó una comparación con el programa multicapa de distribución libre Elsym5. Los resultados advierten la existencia de concentraciones de esfuerzos de corte en la capa asfáltica que pueden ser causantes de fallas importantes que no son tenidas en cuenta en los tradicionales métodos de diseño lo cual podría llevar a la posibilidad de revaluarlos.

Visualización del mecanismo de agregación de asfaltenos usando simulación de dinámica molecular

Asphaltene aggregation process was studied using molecular dynamics techniques. Four different structures were used. The first three molecules have a continental structure, with condensed aromatic cores, while the forth has an archipelago structure, with small groups of aromatic rings connected with saturated chains. The molecules were constructed in an atomistic framework, in which atoms are described individually. Interaction forces were calculated at 300 K and 200 atm; Van der Waals and electrostatic interactions were evaluated separately. For all four molecules the solubility parameter was calculated. It was found that Van der Waals interactions due to the presence of aromatic rings and electrostatic forces caused by the presence of heteroatoms such as oxygen, nitrogen and sulfur, are equally relevant in the aggregation of asphaltene molecules. For all molecules it was found asphaltene systems are more stable in aggregation state than in monomeric state. For continental structures, the presence of long ramifications obstructs the formation of asphaltene aggregates. For archipelago structures, the flexibility of the molecules enables the aggregation with other structures. The presence of heteroatoms creates a repulsive force that hinders the aggregation process. The molecular volume and the cohesive energy are also sensitive to the geometric configuration and the composition of the species, which affects the solubility parameter.

Se estudió el proceso de agregación de asfaltenos utilizando técnicas de dinámica molecular. Se utilizaron cuatro estructuras diferentes. Las primeras tres moléculas tienen una estructura continental, con núcleos aromáticos condensador, mientras que la cuarta posee una estructura tipo archipiélago, con pequeños grupos de anillos aromáticos conectados con cadenas saturadas. Las moléculas fueron construidas de manera atomística, en la cual cada átomo se describe individualmente. Se calcularon las fuerzas de interacción a 300 K y 200 atm; las fuerzas de Van der Waals y las interacciones electrostáticas fueron evaluadas separadamente. Se calculó el parámetro de solubilidad para las cuatro moléculas. Se encontró que las interacciones de Van der Waals asociadas a los anillos aromáticos y las fuerzas electrostáticas ocasionadas principalmente por la presencia de heteroátomos como oxígeno, azufre y nitrógeno, son igualmente relevantes en la agregación de moléculas de asfalteno. Para todas las moléculas se encontró que los sistemas de asfaltenos tienen menor energía en estado de agregación que en estado monomérico. Para las estructuras continentales, la presencia de largas cadenas obstruye el proceso de formación de agregados. Para las estructuras tipo archipiélago, la flexibilidad de las moléculas facilita la agregación con otras estructuras. La presencia de heteroátomos ocasiona una fuerza repulsiva que dificulta la agregación. El volumen molecular y la energía de cohesión también son sensibles a la configuración geométrica y la composición de las especies, lo cual afecta el parámetro de solubilidad.

Estimación de la demanda energética y de las emisiones vehiculares en el Valle de Aburrá durante el periodo 2000-2010, usando el modelo LEAP

This article shows a retrospective analysis of energy demand and atmospheric pollution by urban transport in Aburrá Valley, where Medellín is the main city. The study was carried out using LEAP model between 2000 and 2010, in order to generate information for defining strategies to help reduce air pollution in Aburrá Valley. The results show that despite the rapid increase of vehicles, the energy demand and CO2 emissions grew slowly, while criteria pollutant emissions decreased during the last decade. Also, the study shows that during the modeled period trucks were an important source of CO, NO X, SO X and PM2.5. Motorcycles (2-cycles) were also important contributors to VOC vehicular emissions.

Este artículo presenta un análisis retrospectivo de la demanda de energía y las emisiones atmosféricas generadas por el parque automotor del Valle de Aburrá, región que tiene a Medellín como municipio central. El estudio fue desarrollado usando el modelo LEAP y se llevó a cabo para el periodo comprendido entre los años 2000 y 2010, con el objetivo de generar información para la definición de estrategias que contribuyan a disminuir la contaminación atmosférica en la región. Los resultados mostraron que a pesar del crecimiento acelerado del parque automotor, la demanda de energía y emisiones de CO2 crecieron lentamente, mientras las emisiones de contaminantes criterio decrecieron durante la última década. Además, se encontró que los camiones hicieron una importante contribución a las emisiones de CO, NO X, SO X y PM2.5, mientras las emisiones de VOC de las motos 2T representaron una proporción considerable de las emisiones totales de dicho contaminante.

Uso del método Pechini en la obtención de nanopartículas semiconductoras a base de niobio

The (Nb2O5) niobium pentoxide compound was synthetized by Pechini method. The followed synthesis protocol is promising to obtain Nb2O5 nanoparticles, in orthorhombic phase. This phase was obtained in the samples calcined at 600°C for 2 hours and the submitted at 500°C for 22 hours in gas flow. For the phase determination and crystal structure was performed XRD. The BET method was used to obtain surface area measurements of the obtained oxide. Raman scattering was employed in order to analyze the nanostructures vibrational spectrum and FEG-SEM in order to study the morphology of the obtain oxides.

El Pentóxido de niobio (Nb2O5) ha sido sintetizado por el método Pechini. El protocolo de síntesis seguido resulta ser prometedor para obtener nanopartículas de Nb2O5, en la fase ortorrómbica. Esta fase, fue obtenida en la muestra tratada térmicamente a 600°C, durante 2 horas y en la muestra sometida a 500°C durante 22 horas en flujo de gases. Para la determinación de la fase y estructura cristalina se realizó DRX. El método BET se usó con el fin de obtener medidas del área superficial. Se empleó dispersión Raman con el fin de analizar el espectro vibracional de las nanoestructuras y MEB-FEG para estudiar la morfología de los óxidos obtenidos.

Trabajo colaborativo mediado por TIC en el aprendizaje de dinámica de sistemas

Although mathematical modeling is a general engineering skill, problem analysis and solution design conventional tools in systems engineering, such as use case diagrams, class diagrams and relational diagrams among others, are often not supported by a mathematical model or this is not made explicit during learning. This may affect the ability of the systems engineer for interdisciplinary work, whose participation in the requirements determination phase of the software development process can be reduced to be notified of the needs identified by the other actors, without a critical contribution of its party. This paper presents results of research that show the favorable effect of collaborative work mediated by information and communication technology ICT on System Dynamics mathematical modeling skills developing by Systems Engineering students.

Aunque el modelamiento matemático es una competencia general de ingeniería, los instrumentos de análisis de problemas y diseño de soluciones usuales en Ingeniería de Sistemas, tales como diagramas de casos de uso, diagramas de clases y diagramas relacionales entre otros, no suelen tener el sustento de un modelo matemático o este no se hace explícito durante el aprendizaje. Esto puede afectar la capacidad del ingeniero de sistemas para el trabajo interdisciplinario, y su participación en la fase de determinación de requerimientos en el proceso de desarrollo de software puede quedar reducida a notificarse de las necesidades identificadas por los demás actores, sin un aporte crítico de su parte. Este artículo presenta resultados de investigación que muestran el efecto favorable del trabajo colaborativo mediado por tecnologías de la información y la comunicación TIC, en el desarrollo de competencias de modelamiento matemático con Dinámica de Sistemas en estudiantes de Ingeniería de Sistemas.

Integración de tecnologías emergentes de captura de movimiento y videojuegos para la telerehabilitación de miembro superior: Una revisión sistemática

Integrating emerging technologies has shown to have the potential to improve access to rehabilitation services and the adherence for physical therapy when they are applied into telemedicine environments. This systematic review aims to explore telerehabilitation systems that use motion capture and video games for upper-limb rehabilitation purposes. Motion capture was focused on the information fusion from inertial sensors and other technologies. The search was limited to 2010-2013, from which 667 papers were obtained; afterwards, duplicate papers were removed, thus, reducing the sample to 57 papers with full text availability. Finally, only 3 of them were selected by approaching the subject of this study. We conclude that the fusion information from inertial sensors and other motion capture technologies appears to be a new tendency in remote monitoring of motor rehabilitation process. However, the combination of them with active video games in physiotherapy programs is only an emerging research area with promising results.

La integración de nuevas tecnologías ha mostrado tener el potencial de mejorar el acceso a servicios de rehabilitación y la adherencia de los pacientes a la terapia física cuando éstas son usadas en servicios bajo la modalidad de telemedicina. Esta revisión sistemática busca explorar sistemas de telerehabilitación que usan nuevas tecnologías de captura de movimiento y video juegos para rehabilitación de miembro superior, haciendo énfasis en la captura de movimiento que fusiona información de sensores inerciales y otras tecnologías. La búsqueda fue realizada entre 2010 y 2013, encontrando 667 artículos; que se redujeron a 57 artículos con texto completo, luego de un proceso de remoción de artículos repetidos. Finalmente, solo tres de ellos fueron seleccionados por abordar el tema de este estudio. Esta revisión nos permite concluir que se presenta una tendencia en usar la fusión de información proveniente de sensores inerciales y otras tecnologías de captura de movimiento para monitorear procesos de rehabilitación motora. Sin embargo, la integración de estas tecnologías con video juegos activos en programas de fisioterapia es apenas un campo emergente de investigación con resultados prometedores.

Análisis de contaminación de balsas mineras en Galicia usando modelos lineales espaciales generalizados

We statistically analysed the chemical components present in waste water from mines in Galicia (NW Spain). These elements pose a risk to public health and the environment, most particularly in the event of a failure in the containment structure of a pond or dam. The statistical processing of the data, which started with an analysis of the typical contaminants present in mining ponds and dams, pointed to the potential limitations of using non-spatial models for spatially structured data. Our results indicate the greater potential of the generalized linear spatial model over the generalized linear model for analysis of spatially structured data. We also show how a misspecification of the model for analysing spatial data can lead to misleading conclusions, which might lead, in turn, to poorly designed protective or corrective measures.

Se analizaron estadísticamente los componentes químicos presentes en las aguas residuales de minas en Galicia (noroeste de España). Estos elementos representan un riesgo para la salud pública y el medio ambiente, muy especialmente en el caso de un fallo en la estructura de contención de un estanque o represa. El procesamiento estadístico de los datos, que se inició con un análisis de los contaminantes típicos presentes en los estanques y presas mineras, señaló las potenciales limitaciones del uso de modelos no espaciales para datos espacialmente estructurados. Nuestros resultados indican el gran potencial del modelo lineal espacial generalizado respecto al modelo lineal generalizado para el análisis de datos espacialmente estructurados. También se muestra cómo una mala especificación del modelo en el análisis de datos espaciales puede conducir a conclusiones erróneas, lo que podría dar lugar, a su vez, a un mal diseño de las medidas de protección o correctivas.

Antena PIFA de banda ancha para aplicaciones en la banda alta de LTE

This paper introduces a broadband planar inverted-F antenna (PIFA) with U-Shaped capacitive feed technique for higher LTE band applications. The proposed antenna is based on a simple PIFA, where the capacitive feed plate, radiating plate and ground plate is modified into a U-Shaped such that the antenna can have wideband characteristics. With the use of the proposed feeding configuration, the antenna shows a very wide pattern and impedance bandwidth of about 81.6% for VSWR ≤ 2.0 from 1.66 GHz to 3.95 GHz which can cover the higher band of LTE (1.71GHz-3.8GHz), DCS 1800, DCS 1900, UCDMA, UMTS, IMT 2000, DMB, Wi-Fi, 2.4GHz, WiMAX (2.3-2.5 GHz), WiMAX (3.4-3.5 GHz) and Bluetooth applications.

Este artículo presenta una antena plana F invertida (PIFA) de banda ancha con la técnica de excitación capacitiva en U para aplicaciones en la banda alta de LTE. La antena propuesta se basa en una simple PIFA, donde las placas de excitación capacitiva, de radiación y de tierra se modifican a una geometría en U de tal manera que la antena puede poseer características de ancho de banda amplio. Mediante el uso de la configuración de excitación propuesta, la antena muestra un ancho de banda amplio de diagrama e impedancia del 81.6% para un VSWR ≤ 2.0 desde 1.66GHz a 3.95GHz la cual puede cubrir aplicaciones en la banda alta de LTE (1.71GHz-3.8GHz), DCS 1800, DCS 1900, UCDMA, UMTS, IMT 2000, DMB, Wi-Fi, 2.4GHz, WiMAX (2.3-2.5 GHz), WiMAX (3.4-3.5 GHz) y Bluetooth.

Aspectos cinéticos de la formación de arseniato férrico en lecho fijo mediante reacciones gas-sólido

The fixation of arsenic contained in gases produced during pyrometallurgical processes by using solid ferric oxide was studied in the range 873-1073 K under different oxygen potential and solid aggregates porosities. Arsenic fixation on solid iron oxides is described by the pore blocking model under the studied conditions. The solid product of the reaction has a molar volume 3 times larger than the solid reactant causing fast decreasing of the inter-granular spacing. The activation energies of arsenic fixation reaction are 34.96 and 35.46 kJ/mol for porosities of 0.88 and 0.74 respectively, and for porosity of 0.55 the activation energy was 26.88 kJ/mol. These values of activation energy show that intra-pellets diffusion has an effect only in samples with 0.55 porosity. Minor sintering of particles was detected. Industrial application of the concept demands a reaction system, which in is required better gas-solid contact for attaining larger conversions.

Se presentan los resultados para la fijación de arsénico contenido en una corriente gaseosa en el rango 873-1073 K, bajo diferentes presiones parciales de oxígeno en lechos de distinta porosidad. Se estudió la cinética de formación de arseniato férrico y se determinó que la reacción puede describirse por el modelo de bloqueo de poros, verificándose un aumento del volumen molar del producto formado limitando la difusión de arsénico gaseoso hasta la interfase de reacción. Las energías de activación de la reacción 0.25As4O6(g)+0.5O2(g)+0.5Fe2O3(s)=FeAsO4(s) fueron 34.96, 35.46 y 26.88 kJ/mol para las porosidades 0.88, 0.74 y 0.55, respectivamente. Estos valores de energía de activación muestran que la difusión intra-pellet juega un rol importante solo para porosidades de lecho bajas (e=0.55). Se evidenció un incipiente grado de sinterización de las partículas. Lograr contacto más íntimo gas-partícula para mayores retenciones de arsénico resulta clave para su aplicación en la industria pirometalúrgica del cobre.

Comportamiento geotécnico de un suelo residual tropical contaminado con solución de jabón

Tropical soils are soils that exhibit physical, chemical, mineralogical and mechanical characteristics that differ from those of temperate zone soils as a result of factors such as weather, humidity and other conditions of the tropics. These characteristics and the anthropogenic contamination of the environment are the subject of the present study, which aims to analyze a soil of tropical residual origin located in the municipality of Guarne - Antioquia (Colombia). Laboratory tests, some of which are more adequate to characterize this type of soil than classical methods (miniature compacted tropical classification, suction, the pinhole test, breakdown, the collapse index, X-ray diffraction, scanning electron microscopy) are performed on samples in their natural state and samples contaminated with a soap solution to establish the differences between the geotechnical characteristics of this soil under both conditions. Subsequently, the influence of the contaminant on the soil's properties is discussed.

Los suelos tropicales son aquellos que debido a factores como el clima, la humedad y otras condiciones propias del trópico, poseen características físicas, químicas, mineralógicas y mecánicas diferentes a los suelos de las zonas templadas. Dichas particularidades y la acción contaminante en el medio producida por el hombre, son la motivación del presente artículo, el cual pretende analizar un suelo de origen residual tropical ubicado en el municipio de Guarne - Antioquia (Colombia), mediante la realización de ensayos de laboratorio, algunos de los cuales son más adecuados para caracterizar este tipo de suelos (Clasificación Miniatura Compactado Tropical, Succión, Pinhole Test, Desagregación, Índice de Colapso, Difracción de rayos "X", Microscopía Electrónica de Barrido), a muestras tanto en estado natural como contaminadas con una solución jabonosa, para establecer las diferencias entre las características geotécnicas de dicho suelo en ambas condiciones y posteriormente, discutir la influencia que tiene el contaminante en sus propiedades.

Comportamiento elastoplástico de vigas rigidizadas longitudinalmente sometidas a carga concentrada y momento flector

This paper is aimed at studying the elastoplastic behavior of longitudinally stiffened girder webs subjected to patch loading and bending. The investigation is carried out by means of nonlinear finite element analysis to study the structural behavior of the girder components (flanges, web and stiffener) at ultimate limit state. Initial geometrical imperfections, plastic material behavior and large deflection effects are considered in the model. For the numerical model validation, the computer results from the simulations are compared with experimental results taken from the literature. A parametric study was carried out in order to investigate the influence of the applied bending moment and the relative location of the stiffener on the ultimate strength to patch loading.

Este artículo está enfocado en estudiar el comportamiento elastoplástico de vigas rigidizadas longitudinalmente en el alma y sujetas a combinaciones de carga concentrada y momento flector. La investigación se realiza mediante un análisis de elementos finitos no lineal para estudiar el comportamiento estructural de los diferentes componentes de la viga (aletas, alma y rigidizador) bajo el estado límite de carga. El modelo considera los efectos de imperfecciones geométricas iniciales, comportamiento plástico del material y grandes deflexiones. La validación del modelo numérico se hace mediante comparación directa de los resultados numéricos con valores experimentales disponibles en la literatura técnica. Finalmente, se realiza un estudio paramétrico con el objeto de investigar la influencia del momento flector y la localización del rigidizador en la resistencia última de la viga bajo cargas concentradas.

Optimización exergoeconómica de sistema tetra-combinado de trigeneración

This work aims at obtaining optimal configurations of trigeneration systems in order to satisfy required demands for electricity and thermal loads for heating and cooling, evaluating the impact of the electricity, steam and chilled water production costs. A trigeneration system produces electricity, heat and cooling effect using electricity or heat available. Emphasis is made on systems using absorption chillers, including one using a hybrid absorption ejecto-compression chiller, here called tetra-combined trigeneration system. The performance evaluation of systems is carried out by the application of exergy and exergoeconomic analysis of the proposed alternatives in order to determine exergy efficiency and exergy based costs on production of system utilities. The Genetic Algorithms method has been chosen for optimization to show the applicability of evolutionary techniques in trigeneration plants. The optimization shows important profits in the exergy based costs of products, by means of the exergetic efficiency maximization of the different trigeneration systems.

Se pretende obtener configuraciones óptimas de sistemas de trigeneración para satisfacer demandas de electricidad y cargas térmicas de calentamiento y enfriamiento, evaluando el impacto de los costos de producción de electricidad, vapor y agua fría. Un sistema de trigeneración produce electricidad, calor y enfriamiento usando esa electricidad o calor disponible. Se hace énfasis en sistemas que usan refrigeración por absorción, incluyendo uno que usa refrigeración hibrida de absorción eyecto-compresión, llamado sistema tetra-combinado de trigeneración. La evaluación del desempeño de los sistemas se lleva a cabo mediante el análisis exergético y exergoeconómico de las alternativas propuestas para determinar la eficiencia exergética y los costos exergéticos de la producción de las utilidades del sistema. Se usó el método de Algoritmos Genéticos para la optimización de las plantas de trigeneración. La optimización muestra beneficios importantes en los costos exergéticos de los productos por medio de la maximización de la eficiencia exergética de los diferentes sistemas.

Una viable alternativa para estudios de vectorcardiografía de manera inalámbrica asistida por computadora

The development of an analog device to wirelessly modulate and record twelve cardiac leads, PC assisted is reported. The system, which has been developed using low cost components, contains only one signal conditioning stage and one stage for amplitude modulation with FM transmission/reception. Also it contains an interface to select the cardiac leads remotely, which is based in the transmission/decoding of audible dual frequency tones. The device has been tested on a group of volunteers simultaneously using a registered trademark electrocardiograph, to assess the performance of the new device. Furthermore, the experimental results indicate that the device is a tool suitable to conduct studies of vector-cardiography with maximum uncertainties of 20 % in the cardiac axis orientation measurement.

Se presenta el desarrollo de un dispositivo analógico, para modular y registrar de manera inalámbrica las doce derivaciones cardiacas con una PC. El sistema que ha sido desarrollado con componentes de bajo costo, contiene una sola etapa de acondicionamiento de señales, una etapa de modulación de las señales en AM con transmisión/recepción en FM, más un medio de selección de las derivaciones de manera remota, basado en la transmisión/decodificación de tonos audibles de doble frecuencia. El dispositivo ha sido probado en un grupo de voluntarios de manera simultánea empleando un electrocardiógrafo de marca con el fin de evaluar su funcionamiento. Los resultados experimentales indican que el sistema es una herramienta capaz de conducir estudios de vector-cardiografía con una incertidumbre máxima del 20 % en la medición de la orientación del eje cardiaco

Análisis de la producción de hidrógeno por fermentación anaerobia de residuos orgánicos urbanos

The production of hydrogen by anaerobic fermentation of urban organic waste from fruits and vegetables was studied. Ten tests were carried out under an incomplete factorial experiment design with four factors and three levels. The factors were: acidification pH, acidification time, operational pH, and organic load. The response variables were: maximum hydrogen content (%) and maximum hydrogen production (L/day). The results were fitted to a quadratic polynomial model. In the case of the maximum hydrogen content, an R² and an R²adjusted of 0.9987 and 0.988 were obtained, respectively. For the maximum production, an R² and an R²adjusted of 0.9815 and 0.833 were obtained, respectively. Three mathematical techniques were used to obtain the maximum values in the response variables. Fuzzy logic showed the best fit between the experimental values and estimated values. In addition, it predicts a maximum hydrogen content of 58.5% and a maximum production of 63.4 L/day.

Se estudió la producción de hidrógeno por fermentación anaerobia de residuos orgánicos urbanos de frutas y verduras. Se realizaron 10 ensayos usando un diseño experimental factorial incompleto con cuatro factores y tres niveles. Los factores fueron pH de acidificación, tiempo de acidificación, pH de operación y carga orgánica. Las variables respuesta fueron contenido de hidrógeno máximo (%) y producción máxima de hidrógeno (L/día). Los resultados se ajustaron a un modelo polinomial cuadrático, para el contenido de hidrógeno se obtuvo un R² y un R²ajustado de 0.99 y 0.98 respectivamente. En la producción máxima de hidrógeno, se obtuvo un R² y un R²ajustado de 0.98 y 0.83 respectivamente. Tres técnicas matemáticas fueron usadas para obtener los valores máximos, siendo el modelo con lógica difusa el que presentó mejor ajuste entre los valores experimentales y los estimados, además pronostica un contenido de hidrógeno de 58.8% y una producción máxima de 63.4 L/día.

Identificación de etapas y materiales de mayor impacto en el ciclo de vida del calzado

The environmental impacts caused by human activity, affects all productive and commercial activities that support the day to day. The products of massive consume such as footwear drive large impacts according to the materials and processes used for their manufacture. This paper present a literature review with the main aim to identify which are the phases and materials that cause greater environmental impacts to the environment, focusing on leather shoes. The results demonstrate that different authors reach similar results in terms of phases and high impact materials. The results permit change the current way of action and to focus the main efforts of research on tanning process.

La repercusión de los impactos al medio ambiente ocasionado por la actividad humana, afecta a todas las actividades productivas y comerciales que sustentan el día a día. Los productos de consumo masivo como el calzado, provocan grandes impactos de acuerdo a los materiales y procesos usados para su fabricación. Este trabajo de revisión y análisis, tiene por objetivo conocer cuáles son las etapas y materiales que provocan mayores impactos al medio ambiente, centrado en el calzado de piel. Los resultados demuestran que distintos autores llegan a resultados similares en cuanto a etapas y materiales de mayor impacto. Lo cual permite tomar medidas para revertir esta situación, así como canalizar los esfuerzos de investigación en los procesos de curtido.

Estudio experimental para la aplicación de barreras de agua a las galerías españolas de pequeña sección transversal

The objective of this work is the implementation of passive water trough barriers to put in practice EN-14591-2:2007 standard, as well as an update of the continuing study of passive water barriers. The viability of water barriers in typical Spanish small cross section galleries was analyzed and full scale testing at "Barbara" experimental mine in Poland was carried out. Suggestions for proper implementation of standards in Spain are presented.

El objetivo de este trabajo es la implementación de barreras pasivas de agua para la puesta en práctica de la norma EN-14591-2: 2007, así como una actualización del estudio continuo de las barreras de agua pasivas. Se analizó la viabilidad de las barreras de agua en las galerías típicas españoles de pequeña sección transversal y se realizaron pruebas a gran escala en la mina experimental "Bárbara" en Polonia. Se presentan sugerencias para la correcta aplicación de las normas en España.

Diseño de mezclas en formulaciones industriales

In this paper, we focus on the practical aspects of the formulation of industrial mixtures efficiently. Proposing a working strategy that integrates the design of experiments and the PDCA cycle, from the point of view of the experimenter, rather than from theoretical perspective, develop to define the experimental plan, get the data and adjust a statistically significant and high practical significance model.

En este artículo nos hemos centrado en los aspectos prácticos de la formulación de mezclas industriales de forma eficiente, proponiendo una estrategia de trabajo que integra el diseño de experimentos y el ciclo PHVA, desde el punto de vista del experimentador más que desde una perspectiva teórica elaborada, para definir el plan experimental, obtener los datos y ajustar un modelo estadísticamente significativo y con alto significado práctico.

Localización de estaciones de servicio y su relación con las características operacionales de la red viaria

This research proposal applies geostatistical techniques to discover the relationship between the geographic locations of different gas stations and the operational characteristics offered by the transport network of the city of Manizales. This research is supported by basic information gathered for more than a year using GPS equipment (more than 18 million records). The time needed to get to gas stations is calculated as well as the spatial coverage in terms of population and area. Graphical results are obtained and these explain the time needed to get to a particular gas station. Quantitative comparisons are made among the different types of gas stations and the sectors of the city lacking gas stations coverage are established.

En esta investigación se aplican técnicas geoestadísticas con el fin de descubrir la relación existente entre la ubicación geográfica de las "Estaciones de Servicio" y las características operativas ofrecidas por la red de transporte de la ciudad de Manizales. La investigación se soporta en la toma de información primaria por un período superior a un año, con equipos GPS (más de 18 millones de datos). Se calculan los tiempos de desplazamiento que deben ser invertidos para alcanzar las estaciones de servicio, así como las coberturas espaciales en términos de población y área. Se obtienen resultados gráficos que explican el tiempo que se debe invertir para llegar a una determinada estación de servicio, así como comparaciones cuantitativas entre los diferentes tipos de estaciones de servicio estudiadas. Se establecen qué sectores de la ciudad presentan una deficiencia respecto a la cobertura de este tipo de nodos de actividad.

Modificación estructural de la tierra fuller regenerada y su aplicación en la adsorción de colorantes catiónicos y aniónicos

Fuller's earth is an inorganic material used in the electric industry for dielectric oil regeneration. After decontamination treatment, Fuller's earth is regenerated and reused. In this study, the removal capacity of regenerated Fuller for the treatment of water contaminated with dyes of different nature and in turn, how this capacity can be increased by structural modification of the material was evaluated. Thus, the regenerated Fuller earth without any modification reached 99% removal of methylene blue. However, for treatment of effluents contaminated with red 40, acid and thermal modification of material was required to obtain adsorption greater than 94% of the dye. In conclusion, regenerated Fuller earth adsorbent is suitable for treating effluents contaminated with cationic coloring materials. However, removal of anionic dyes is not efficient, the structural modification of the material to be necessary to enhance the removal of these type colorants.

La tierra Fuller es un material inorgánico usado en la industria eléctrica para la regeneración del aceite dieléctrico. Después de un tratamiento de descontaminación, la tierra Fuller se regenera y reutiliza. En este estudio se evaluó la capacidad de remoción de la tierra Fuller regenerada para el tratamiento de aguas contaminadas con colorantes de diferente naturaleza y a su vez, como esta capacidad puede ser aumentada mediante la modificación estructural del material. Así, la tierra Fuller regenerada sin ninguna modificación alcanzó remociones del 99% de azul de metileno. Sin embargo, para el tratamiento de efluentes contaminados con rojo 40 se requirió la modificación acida y térmica del material para obtener adsorciones superiores al 94% del colorante. En conclusión, la tierra Fuller regenerada es un material adsorbente adecuado para el tratamiento de efluentes contaminados con colorantes de naturaleza catiónica. No obstante, la remoción de colorantes aniónicos no es eficiente, siendo necesaria la modificación estructural del material para mejorar la remoción de este tipo de colorantes.

Sistema traductor de la lengua de señas colombiana a texto basado en FPGA

This paper presents the development of a system aimed to facilitate the communication and interaction of people with severe hearing impairment with other people. The system employs artificial vision techniques to the recognition of static signs of Colombian Sign Language (LSC). The system has four stages: Image capture, preprocessing, feature extraction and recognition. The image is captured by a digital camera TRDB-D5M for Altera's DE1 and DE2 development boards. In the preprocessing stage, the sign is extracted from the background of the image using the thresholding segmentation method; then, the segmented image is filtered using a morphological operation to remove the noise. The feature extraction stage is based on the creation of two vectors to characterize the shape of the hand used to make the sign. The recognition stage is made up a multilayer perceptron neural network (MLP), which functions as a classifier. The system was implemented in the Altera's Cyclone II FPGA EP2C70F896C6 device and does not require the use of gloves or visual markers for its proper operation. The results show that the system is able to recognize all the 23 signs of the LSC with a recognition rate of 98.15 %.

Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema diseñado para facilitar la comunicación e interacción de personas con discapacidad auditiva severa con las demás personas. El sistema emplea técnicas de visión artificial para el reconocimiento de las señas estáticas de la Lengua de Señas Colombiana (LSC). El sistema tiene cuatro etapas: Captura de la imagen, preprocesamiento, extracción de características y reconocimiento. La imagen es capturada mediante una cámara digital TRDB-D5M diseñada para tarjetas de desarrollo de DE1 y DE2 Altera. En la etapa de preprocesamiento, la seña es extraída del fondo de la imagen mediante el método de segmentación por umbral; posteriormente, la imagen segmentada es filtrada usando una operación morfológica para eliminar el ruido. La etapa de extracción de características está basada en la creación de dos vectores que caracterizan la forma de la mano mediante la que se realiza la seña. La etapa de reconocimiento está constituida por una red neuronal artificial perceptrón multicapa (MLP), la cual actúa como clasificador. El sistema fue implementado en el dispositivo FPGA Cyclone II EP2C70F896C6 y no requiere el uso de guantes o marcadores visuales para su correcto funcionamiento. Los resultados muestran que el sistema tiene la capacidad para reconocer todas las 23 señas estáticas de la LSC con una taza de reconocimiento del 98.15 %.

Optimización de parámetros de un modelo dinámico de alta frecuencia de lámparas HID mediante algoritmos genéticos

This work is carried out to optimize the basic parameters of a dynamic model of high-frequency high intensity discharge lamps, which includes the effect of the phenomenon of acoustic resonance on the electrical parameters of the lamps. Hybrid modeling techniques are used, taking as their starting point the energy balance equations inside the lamp. The optimization of parameters is carried out using techniques based on genetic algorithms, included in the global optimization toolbox of Matlab. The implementation of the model is performed in Matlab R2011a. The result is a dynamic model for HID lamps at high frequency, validated for a high-pressure sodium lamp.

En este trabajo se lleva a cabo la optimización de los parámetros fundamentales de un modelo dinámico de alta frecuencia para lámparas de descarga de alta intensidad, que incluye el efecto del fenómeno de la resonancia acústica sobre los parámetros eléctricos de las lámparas. Para el modelado se emplean técnicas híbridas, teniendo como punto de partida las ecuaciones de balance de energía en el interior de la lámpara. La optimización de los parámetros se realizó mediante técnicas basadas en Algoritmos Genéticos, incluidas en la caja de herramientas de optimización global de Matlab. La implementación del modelo se realiza con el software Matlab R2011a. Como resultado se obtiene un modelo dinámico para lámparas HID en alta frecuencia, validado para lámparas de alta presión de sodio.

Análisis de la susceptibilidad a la licuefacción y estudio de la rotura del depósito de residuos mineros "La Luciana" (España, 1960) basado en documentos históricos

On 17 August, 1960 the biggest disaster by death toll in Spain, related with a tailings dam fault, took place in Reocín (Santander). The tailings dam "La Luciana" failed causing the death of eighteen people. After the fault, the mining company carried out several geotechnical tests in the remaining materials of the tailings dam. The results are available to be consulted in the Reocín Mines Documentary Collection, from which we have obtained mechanical Cone Penetration Test (CPT) data near the fault area as well as diverse maps of the dam pre-failure and post-failure. The processing of such data through current analysis techniques has revealed the relationship between the fault of the tailings dam and static liquefaction phenomena.

El 17 de agosto de 1960 se produjo en Reocín (Cantabria) el mayor desastre en pérdidas de vidas humanas acaecido en España en relación con la rotura de una presa de residuos mineros. El depósito de residuos mineros "La Luciana" sufrió un fallo que derivó en costosos daños materiales y provocó la muerte a dieciocho personas. Tras la rotura, la compañía minera realizó diversos ensayos geotécnicos sobre los materiales remanentes del depósito. Los resultados obtenidos pudieron ser consultados en el Fondo Documental Mina de Reocín, obteniéndose datos de Ensayos de Penetración Estática (CPT) mecánicos del entorno de la zona de rotura, así como diversa cartografía del depósito anterior y posterior a la catástrofe. A la luz de los conocimientos actuales y el tratamiento de estos datos mediante nuevas técnicas, ha podido evidenciar la relación de la rotura del depósito con fenómenos de licuefacción estática.

Modelo matemático estocástico para el problema de ruteo de vehículos en la recolección de productos perecederos

In this paper a model for the vehicle routing problem with stochastic components of demand, service time and delivery time for perishable products is presented. The purpose of the paper is to present an alternative to the problem of collecting the flower industry, using a model that reflects the stochastic behavior in collecting flowers, required by companies in Colombia. The model incorporates three stochastic components and a restriction not reported earlier by other authors. The solution method includes clusters for collection points, route design, allocation to truck routes, Monte Carlo simulation and a regression model to obtain the equation of the total system cost and optimal point of replenishment.

En este artículo se presenta un modelo para el problema de ruteo de vehículos con componentes estocásticos en demanda, tiempos de entrega y servicios para productos perecederos. El propósito del trabajo es presentar una alternativa al problema de recogida del sector floricultor, mediante un modelo que refleja el comportamiento estocástico en el suministro de las flores, requeridas por las empresas productoras de ramos, en Colombia. El modelo incorpora tres componentes estocásticos a la función objetivo y una restricción no reportada antes en la literatura. El método de solución incluye la clusterización de puntos de recolección, diseño de rutas, asignación de camiones a rutas, simulación de Montecarlo y un modelo de regresión para la obtención de la ecuación del costo total del sistema y el punto óptimo de reabastecimiento.

Evaluación del desempeño ambiental bajo enfoque de cadena de abastecimiento verde

Among the environmental management approaches, the concept of Green Supply Chain Management (GSCM) has become one of the most important in recent years. The GSCM approach addresses all processes and activities that make up the supply chain echelons (procurement, manufacturing and delivery), also including design, purchasing, marketing and reverse logistics. Although the literature review identified the existence of a variety of environmental performance indicators framed the Pressure-State-Response approach, indicators applied under the GSCM approach were not found. Therefore, this paper presents a methodology for the construction of a multicriteria indicator to measure the environmental performance under the GSCM approach, based on 8 processes and 32 activities identified from the literature review. The indicator was applied in a group of 14 companies in the coffee region of Colombia. The results indicate a heterogeneous performance among the companies and a significant lag in some of the analyzed processes.

Entre los enfoques existentes de gestión ambiental, la gestión de cadenas de abastecimiento verde (Green Supply Chain Management, GSCM), se ha convertido en uno de los más relevantes en los últimos años. El enfoque GSCM aborda todos los procesos y actividades que componen la cadena de abastecimiento en los eslabones de aprovisionamiento, manufactura y entregas, incluyendo también el diseño, las compras, el marketing y la logística inversa. Aunque la revisión bibliográfica permitió identificar la existencia de una gran variedad de indicadores de desempeño ambiental que se enmarcan en el enfoque Presión-Estado-Respuesta, no se encontraron indicadores aplicados bajo un enfoque GSCM. Por tanto, el presente artículo expone una metodología para la construcción de un indicador de corte multicriterio que permite evaluar el desempeño ambiental desde el enfoque GSCM, con base en 8 procesos y 32 actividades detectadas en la revisión de literatura. El indicador fue aplicado en un grupo de 14 empresas de la región cafetera de Colombia. Los resultados indican un desempeño heterogéneo entre las compañías analizadas y un rezago importante en algunos procesos.

Planificador lotería para el núcleo de Linux

This paper describes the design and implementation of Lottery Scheduling, a proportional-share resource management algorithm, on the Linux kernel. A new lottery scheduling class was added to the kernel and was placed between the real-time and the fair scheduling class in the hierarchy of scheduler modules. This work evaluates the scheduler proposed on compute-intensive, I/O-intensive and mixed workloads. The results indicate that the process scheduler is probabilistically fair and prevents starvation. Another conclusion is that the overhead of the implementation is roughly linear in the number of runnable processes.

Este artículo describe el diseño e implementación del planificador Lotería en el núcleo de Linux, este planificador es un algoritmo de administración de proporción igual de recursos, Una nueva clase, el planificador Lotería (Lottery scheduler), fue adicionado al núcleo y ubicado entre la clase de tiempo-real y la clase de planificador completamente equitativo (Complete Fair scheduler-CFS) en la jerarquía de los módulos planificadores. Este trabajo evalúa el planificador propuesto en computación intensiva, entrada-salida intensiva y cargas de trabajo mixtas. Los resultados indican que el planificador de procesos es probabilísticamente equitativo y previene la inanición de procesos. Otra conclusión es que la sobrecarga de la implementación es aproximadamente lineal en el número de procesos que corren.

Análisis de seguridad de una muestra de redes WLAN en la ciudad de Tunja, Boyacá, Colombia

This paper presents results of a safety analysis of WLAN networks in the city of Tunja, Boyacá Colombia, it is based on a random sample distributed in all over the City. The study is a research result of the project "diagnosis of technology security, applied to a sample of organizations in the city of Tunja". It was funded by the University of Santo Tomas Sectional Tunja. The information collected and analyzed was obtained through the techniques warchalking and Wardriving, in a meaningful representation of wireless networks from public, private, educational institutions and households located geographically in different parts of the city. As a result of the research it was demonstrated different risk levels regarding certain technology configurations of devices of the public, private and residential sectors, finally some conclusions and recommendations were made to enhance the level of security through good practice to configurational level and use of these networks.

Éste documento presenta resultados de un análisis de seguridad de redes WLAN en la ciudad de Tunja Boyacá Colombia basado en una muestra aleatoria distribuida en toda la Ciudad. El estudio es resultado de investigación del proyecto "Diagnóstico de seguridad informática aplicado a una muestra de organizaciones de la ciudad de Tunja" financiado por la Universidad Santo Tomás Seccional Tunja. La información recolectada y analizada se obtuvo mediante las técnicas Warchalking y Wardriving en una representación significativa de redes inalámbricas de empresas públicas, privadas, entidades educativas y hogares ubicados geográficamente en diferentes sectores de la ciudad. Como resultado de la investigación se demostró diferentes niveles de riesgo con respecto a configuraciones de tecnología de algunos dispositivos de entidades públicas, privadas y sectores residenciales, por último se realizaron algunas recomendaciones y conclusiones que mejorarán el nivel de seguridad por medio de buenas prácticas a nivel de configuración y uso de estas redes.

Consolidación de carga como mecanismo de coordinación en cadenas de suministro de perecederos: Estudio de simulación

One of the most demanding needs of the primary sector is the development of methods, tools, models and techniques for the accurate and efficient management of perishables along the Supply Chain (SC), particularly focused on advanced logistics services (Third-Party Logistics 3PL) such as freight consolidation. This coordination strategy looks for the alignment of agents and processes around the efficient freight handling by minimizing costs and allowing the proper use of transportation capacity resources. The contribution of this paper relies on the analysis of benefits regarding freight consolidation strategies in the context of Agricultural Supply Chains (ASC) by using a simulation approach. The results of a discrete-event simulation with one commodity product evaluated in three different scenarios prove the benefits of this coordination strategy by reducing the number of annual shipments from 1732 to 725 in a city logistics context and increasing fleet utilization levels up to 71%.

Una de las necesidades más apremiantes del sector primario es el desarrollo de métodos, herramientas, modelos y técnicas para una gestión adecuada y eficiente de productos perecederos a lo largo de Cadenas de Suministro (SC), particularmente enfocados en los servicios logísticos especializados (Third-Party Logistics 3PL) como la consolidación de carga. Esta estrategia de coordinación busca la alineación de los agentes y procesos para la eficiente manipulación de carga, minimizando costos y permitiendo el uso adecuado de capacidades de medios de transporte. La contribución de este artículo se centra en el modelado y análisis de beneficios de las estrategias de consolidación de carga en el contexto de Cadenas de Suministro Agrícolas (ASC) a través de la simulación. Los resultados de la simulación de eventos discretos, evaluando un producto commodity en tres diferentes escenarios, prueba los beneficios de esta estrategia de coordinación al reducir el número anual de envíos de 1732 a 725 en un contexto de logística urbana e incrementando los niveles de utilización de la flota hasta el 71%.

Un algoritmo metaheurístico híbrido para el problema de localización y ruteo con restricciones de capacidad

This paper addresses the Capacitated Location-Routing Problem (CLRP) in which the aim is to determine the depots to be opened, the customers to be assigned to each open depot, and the routes to be performed to fulfill the demand of the customers. The objective is to minimize the sum of the cost of the open depots, of the used vehicle costs, and of the variable costs associated with the distance traveled by the performed routes. In this paper, a Granular Tabu Search (GTS) with different diversification strategies within a Iterated Local Search (ILS) is proposed to solve the CLRP. A shaking procedure is applied whenever the best solution found so far is not improved for a given number of iterations. Computational experiments on benchmark instances taken from the literature show that the proposed approach is able to obtain, within short computing times, high quality solutions illustrating its effectiveness.

Este artículo considera el problema de localización y ruteo con restricciones de capacidad (CLRP), en el cual la meta es determinar los depósitos a ser abiertos, los clientes a ser asignados a cada depósito abierto y las rutas a ser desarrolladas para satisfacer la demanda de los clientes. El objetivo es minimizar la suma de los costos fijos de los depósitos abiertos, el costo del uso de los vehículos, y los costos variables asociados con la distancia recorrida por las rutas. En este artículo, una búsqueda tabú granular (GTS) con diferentes estrategias de diversificación contenida en una búsqueda iterativa local (ILS) es propuesta para resolver el CLRP. Un procedimiento de perturbación es aplicado cuando la mejor solución encontrada no se puede mejorar por un número determinado de iteraciones. Experimentos computacionales sobre instancias de benchmarking tomadas de la literatura muestran que el algoritmo propuesto es capaz de obtener, con tiempos computacionales reducidos, soluciones de alta calidad mostrando su efectividad.