DYNA

Discrimination between the lognormal and Weibull distributions by using multiple linear regression

Abstract In reliability analysis, both the Weibull and the lognormal distributions are analyzed by using the observed data logarithms. While the Weibull data logarithm presents skewness, the lognormal data logarithm is symmetrical. This paper presents a method to discriminate between both distributions based on: 1) the coefficients of variation (CV), 2) the standard deviation of the data logarithms, 3) the percentile position of the mean of the data logarithm and 4) the cumulated logarithm dispersion before and after the mean. The efficiency of the proposed method is based on the fact that the ratio of the lognormal ( b1ln ) and Weibull ( b1w ) regression coefficients (slopes) b1ln/b1w efficiently represents the skew behavior. Thus, since the ratio of the lognormal ( Rln ) and Weibull ( Rw ) correlation coefficients Rln/Rw (for a fixed sample size) depends only on the b1ln/b1w ratio, then the multiple correlation coefficient R2 is used as the index to discriminate between both distributions. An application and the impact that a wrong selection has on R(t) are given also.

Resumen En el análisis de confiabilidad, las distribuciones Weibull y lognormal son ambas analizadas utilizando el logaritmo de los datos observados. Debido a que mientras el logaritmo de datos Weibull presenta sesgo, el logaritmo de datos lognormales es simétrico, entonces en este artículo basados en 1) los coeficientes de variación (CV), 2) en la desviación estándar del logaritmo de los datos, 3) en la posición del percentil de la media del logaritmo de los datos y 4) en dispersión acumulada del logaritmo antes y después de la media, un método para discriminar entre ambas distribuciones es presentado. La eficiencia del método propuesto está basado en el hecho de que el radio entre los coeficientes de regresión (pendientes) b1ln/b1w de la distribución lognormal ( b1ln ) y de la distribución Weibull ( b1w ), eficientemente representa el comportamiento del sesgo. De esta manera, dado que el radio de los coeficientes de correlación de la distribución lognormal ( Rln ) y de la distribución Weibull ( Rw ), (para un tamaño de muestra fijo), solo depende del radio b1ln/b1w , entonces el coeficiente de correlación múltiple R2 es utilizado como un índice para discriminar entre ambas distribuciones. Una aplicación y el impacto que una mala selección tiene sobre R(t) son también dadas.

Study of agglomeration and magnetic sedimentation of Glutathione@Fe ₃ O ₄ nanoparticles in water medium

Abstract The study of the efficiency of the magnetic separation of nanoparticles in environment is important for its implementation in the remediation of water bodies. In this work the sedimentation dynamics of Glutathione@MNPs were evaluated for water systems with addition of calcium, zinc and sodium ions in a concentration range of 0-40 mg/L in the presence and absence of a vertical magnetic field of 0.2 T. Also, critical coagulation concentrations (CCC) were determined based on the DLVO theory. Particles stability in the absence of metal ions higher than 8 weeks could be observed, whereas in the presence of these ions the stability was reduced to 8 weeks. Separation of the material from the aqueous phase higher than 90% was obtained both for the presence of ions and for the material after the addition of heavy metals such as Hg and Cr.

Resumen El estudio de la eficiencia de la separación magnética de nanopartículas del medio ambiente es importante para su implementación en la remediación de cuerpos de agua. En este trabajo se evaluó la dinámica de sedimentación de los Glutatión@MNPs en sistemas de agua con adición de iones de calcio, zinc y sodio en un rango de concentración de 0-40 mg/L en presencia y ausencia de un campo magnético vertical de 0,2 T. Las concentraciones críticas de coagulación (CCC) se determinaron basándose en la teoría de DLVO. Se observó estabilidad de la partícula mayor de 8 semanas en ausencia de iones metálicos, mientras que con la presencia de estos iones la estabilidad se redujo a 8 semanas. La separación del material de la fase acuosa superior al 90% se obtuvo tanto para la presencia de iones como para el material después de la adición de metales pesados tales como Hg y Cr.

Ab-initio analysis of magnetic, structural, electronic and thermodynamic properties of the Ba₂TiMnO₆ manganite

Abstract Perovskite-like materials, which include magnetic elements, have relevance because their technological perspectives of applications in the spintronics industry. In this work, the magnetic, structural, electronic and thermodynamic properties of the Ba2TiMnO6 of the perovskite-like manganite are investigated. Calculations are carried out through the Full-Potential Linear Augmented Plane Wave method (FP-LAPW) within the framework of the Density Functional Theory (DFT) with exchange and correlation effects in the Generalized Gradient (GGA) and Local Density (LDA) approximations, including spin polarization. From the minimization of energy as a function of volume using the Murnaghan’s state equation the equilibrium lattice parameter and cohesive properties of this compound were obtained. The study of the electronic structure was based in the analysis of the electronic density of states (DOS), and the band structure, showing that this compound evidences an effective magnetic moment of 3.0 µB. The pressure and temperature dependence of specific heat, entropy, thermal expansion coefficient, Debye temperature and Grüneisen parameter were calculated by DFT from the state equation using the quasi-harmonic model of Debye. A specific heat behavior CV≈CP was found at temperatures below T = 400 K, with Dulong-Petit limit values, which are quite higher than those, reported for simple perovskites.

Resumen Los materiales de tipo perovskita que incluyen elementos magnéticos son relevantes debido a sus perspectivas de aplicabilidad tecnológica en la industria de la espintrónica. En este trabajo fueron investigadas las propiedades magnéticas, estructurales, electrónicas y termodinámicas de la manganita de tipo perovskita Ba2TiMnO6. Los cálculos fueron realizados a través del método del potencial de ondas planas aumentadas y linealizadas (FP-LAPW), en el marco de la Teoría del Funcional Densidad (DFT), con efectos de intercambio y correlación en las aproximaciones de gradiente generalizado (GGA) y de densidad local (LDA), incluyendo polarización de espín. A partir de la minimización de la energía en función del volumen, usando la ecuación de estado de Murnaghan se obtuvieron los parámetros de equilibrio de la red las propiedades de cohesión de este compuesto. El estudio de la estructura electrónica se basó en el análisis de la densidad de estados (DOS) y la estructura de bandas, mostrando que este compuesto evidencia un momento magnético efectivo de 3.0 µB. la dependencia con la temperatura y la presión del calor específico, la entropía, el coeficiente de expansión térmica, la temperatura de Debye y el parámetro de Grüneisen fueron calculados mediante DFT a partir de la ecuación de estado, usando el modelo cuasi-armónico de Debye. Se encontró que el calor específico CV≈CP para temperaturas por debajo de T = 400 K, con un límite de Dulong-Petit relativamente mayor que el reportado para perovskitas simples.

A geometrical robust design using the Taguchi method: application to a fatigue analysis of a right angle bracket

Abstract The majority of components used in aeronautic, automotive or transport industries are subjected to fatigue loads. Those elements should be designed considering the fatigue life. In this paper the geometrical design of a right angle bracket has been simulated by FEM, considering the type of material, the applied load and the geometry of the pieces. The geometry of the right angle bracket has been optimized using the Taguchi’s robust optimization method. As far as the authors know, there are no publications dealing with the use of the Taguchi’s robust optimization method applied to the geometric design of industrial pieces having as output variable the Findley fatigue coefficient. This paper presents a method for determining the critical design parameters to extend the product life of components subject to fatigue loading. This pioneer idea is applicable to any other design or physical or mechanical application so it can be widely used as new methodology to fatigue robust design of mechanical parts and components.

Resumen La gran parte de los componentes usados en la industria aeronáutica, automovilista o del transporte están sometidos a cargas de fatiga. Esos componentes deberían ser diseñados considerando la vida a fatiga. En este artículo el diseño de una escuadra ha sido simulad por MEF teniendo en cuenta el tipo de material, cargas aplicadas y la geometría. La geometría de la escuadra se ha optimizado usando el método de optimización robusta de Taguchi. Hasta donde los autores han comprobado no hay ninguna publicación que emplee el método de optimización robusta de Taguchi aplicándolo al diseño geométrico de elementos industriales tomando como variable de salida el coeficiente de fatiga de Findley. Este artículo presenta un método para determinar los parámetros críticos en el diseño que afectan a la vida a fatiga del componente. Esta idea es pionera y aplicable a otros diseños o aplicaciones mecánicas que pueden emplear esta metodología para el diseño robusto a la fatiga de partes y componentes mecánicos.

Normalized difference vegetation index for rice management in El Espinal, Colombia

Abstract Aerial images and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) of the stage after panicle initiation were evaluated as tools that help large-scale rice monitoring and decision-making that favors crop profitability. NDVI was used to identify problems in the development and growth of FEDEARROZ-2000. FEDEARROZ-2000 is a variety of rice, which is resistant to the “hoja blanca” virus and direct “sogata” damage that affect fields in tropical America. The temporal dynamics of the NDVI for FEDEARROZ-2000 were estimated. An NDVI lower than 0.8 in the Stage of Rice Panicle Development (SRPD) was related to areas with levelling problems, differences in the vegetative stage, water stress, and spacing between plants. The NDVI for the SRPD had a significant positive correlation with yield, 1,000 grain weight and the number of panicles (Pearson's R≥0.86; probability value P ≤0.04). NDVI mapping at milky stage helped to identify production environments and to schedule the harvest areas.

Resumen Se evaluaron las imágenes aéreas y el NDVI como herramientas para la supervisión del arroz a gran escala. El índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) se utilizó para identificar problemas en el desarrollo de la variedad de arroz FEDEARROZ-2000, la cual es resistente al virus de la hoja blanca y al daño directo de la "sogata". Se estimó la dinámica temporal del NDVI para FEDEARROZ-2000. En la Etapa de Desarrollo de la Panícula del Arroz (EDPA), el NDVI inferior a 0,8 se relacionó con áreas con problemas de nivelación, estrés hídrico y diferencias en el estado de las plantas. El NDVI de la EDPA tuvo una correlación positiva significativa con las panículas/m2, el peso de los 1000 granos, y con el rendimiento (Coeficiente de correlación de Pearson R≥0.86; Probabilidad≤0.04). El NDVI en la etapa lechosa ayudó a identificar ambientes de producción y a programar áreas para la cosecha.

Effects of cutting parameters on surface roughness and hardness in milling of AISI 304 steel

Abstract This paper presents an experimental study in dry milling of austenitic AISI 304 stainless steel with hard alloy milling cutters, related to the influence of feed rate and cutting speed on surface roughness and hardness. The results show that machining caused a decrease in hardness of the workpiece with respect to the initial hardness, however, the feed rate and the cutting speed did not show any statistically significant effects on the established level of confidence. The lower surface roughness values were obtained for higher cutting speeds and for smaller feed rates, being the cutting speed the factor of greater contribution. The multiple regression model was computed and the requirements were tested to state that the variables are correlated. Finally, the most appropriate cutting parameters were determined using the contour plot.

Resumen Este trabajo presenta un estudio experimental, en el fresado en seco del acero inoxidable austenítico AISI 304 con fresas de aleación dura, relacionado con la influencia del avance y de la velocidad de corte sobre la rugosidad superficial y la dureza. Los resultados muestran que, el maquinado provocó una disminución de la dureza de la pieza con relación a la pieza inicial, no obstante, el avance y la velocidad de corte no representaron efectos estadísticamente significativos para el nivel de confianza establecido. Los menores valores de rugosidad superficial se obtuvieron para las mayores velocidades de corte y para los menores avances, siendo la velocidad de corte el factor de mayor contribución. El modelo de regresión múltiple fue calculado y se comprobaron los requisitos para plantear que las variables están correlacionadas. Finalmente, se determinaron los parámetros de corte más adecuados utilizando el gráfico de contorno.

Verification of the vibrational theoretical assignment of the DADP using isotopic labelling

Abstract This work deals with the comparison of the theoretical assignment of the DADP vibrational spectrum with the experimental displacements by isotopic labeling. For this, the DADP-C4 and DADP-C2 isotopomers were synthesized from acetone labeled isotopically in the methyl and the carbonyl carbon atoms, respectively. The acetone and DADP-isotopomer compounds were characterized using Raman and infrared spectroscopy. Theoretical assignments were taken from previous studies on the potential energy distribution of a vibrational mode, which provide an approach to the internal coordinates related to each band. The selective isotopic labeling allowed us to approach to the dependence of each band, because the energy of a molecular vibration also depends on the reciprocal mass of the atoms involved. In general, the results showed that some bands assigned experimentally do not coincide with the theoretical assignments by quantum mechanical simulations.

Resumen Este trabajo trata sobre la comparación de la asignación teórica del espectro vibracional de DADP con los desplazamientos experimentales por marcación isotópica. Para ello, se sintetizaron los isotopómeros DADP-C4 y DADP-C2, los cuales son isotopómeros parcialmente marcados. DADP-C4 y DADP-C2 fueron sintetizados a partir de acetona marcada isotópicamente en los átomos de carbonos del grupo metilo y carbonilo, respectivamente. La acetona y los compuestos isotopómeros de DADP fueron caracterizados usando espectroscopia Raman e Infrarroja. Las asignaciones teóricas fueron tomadas de estudios previos sobre la distribución de energía potencial de un modo vibracional, el cual proporciona una aproximación a las coordenadas internas relacionadas con cada banda vibracional. La marcación isotópica selectiva nos permitió acercarnos a la dependencia de cada banda, debido a que, la energía de una vibración molecular depende también de la masa recíproca de los átomos involucrados. En general, los resultados mostraron que algunas bandas asignadas experimentalmente no coinciden con las asignaciones teóricas mediante simulaciones mecánicas cuánticas.

Effect of the tryptone concentration on the calcium carbonate biomineralization mediated by Bacillus cereus

Abstract Five tryptone concentrations (0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8% and 1.0%) were evaluated on calcium carbonate biomineralization processes, using 0.5% of calcium acetate. A culture of Bacillus cereus, isolated from the gardens of The Universidad Pontificia Bolivariana (Medellin, Antioquia, Colombia) was used in all the assays. The experiments were monitored by pH measurements and mineralogical analyses of X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Scanning electronic microscopy (SEM). Vaterite was the predominant polymorph in the precipitates after 6 days of the process. However, a considerable proportion of calcite appeared (above 30%) when the tryptone concentration was 0.4% or below. Additionally, the other experiments had a similar precipitate formation (between 3.2-3.6 g/L) except the assay using 0.2% of tryptone, which presented a low calcium carbonate production (1.79 g/L). A tryptone concentration below 0.4% would limit the bacterial metabolism and CO2 formation, necessary for calcium carbonate production.

Resumen Se evaluaron cinco concentraciones de triptona (0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8% y 1.0%) en procesos de biomineralización de carbonato de calcio, utilizando acetato de calcio al 0.5%. Todos los ensayos se hicieron con una cepa de Bacillus cereus, aislada de los jardines de la Universidad Pontificia Bolivariana (Medellín, Antioquia, Colombia). Los experimentos fueron monitoreados con mediciones de pH y análisis mineralógicos de difracción de rayos X (XRD), espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) y microscopía electrónica de barrido (SEM). La vaterita fue el polimorfo predominante en los precipitados después de 6 días de proceso. Sin embargo, una proporción considerable de calcita (por encima de 30%) apareció cuando la concentración de triptona fue de 0.4% y menor. Adicionalmente, los experimentos tuvieron una formación de precipitados similar (entre 3.2 y 3.6 g/L), menos el ensayo con 0.2% de triptona, que presentó una baja producción de carbonato de calcio (1.79 g/L), indicando que una concentración de triptona menor a 0.4% limitaría el metabolismo bacteriano y la formación de CO2, necesaria para la producción de carbonato de calcio.

Development of a high performance batteries charger with low THD, high power factor, and high efficiency

Abstract This paper presents the design, simulation, and implementation of an off-board charger of medium and low capacity batteries that incorporates a power factor corrector, reaches a low THD current with the advantage of providing higher robustness against network frequency variations, and allows the implementation of three different charging strategies. On the one hand, this charger consists of a galvanic isolation stage, followed by a bridge rectifier connected to a Boost converter, which regulates the power factor and THD. On the other hand, a Buck converter cascaded with the Boost serves as a current or voltage source, depending on the operating charging strategy. Subsequently, results obtained in the testing phase are presented, placing great emphasis on obtaining a power factor of 0.978 and a THD of 5.7%, which are compared to standard IEC 61000-3-2. Finally, the efficiency of the prototype, which reaches a maximum of 91.1%, is evaluated; conclusions are therefore presented.

Resumen Este articulo presenta el diseño, simulación e implementación de un cargador off-board de baterías de mediana y baja capacidad que incorpora un corrector de factor de potencia, alcanza una baja distorsión armónica (THD) en corriente y permite la implementación de tres diferentes estrategias de carga. Este cargador está compuesto de una etapa de aislamiento galvánico, seguida por un puente rectificador el cual es conectado a un convertidor Boost quien regula el factor de potencia y el THD. Por otro lado, un convertidor Buck es conectado a la salida del convertidor Boost, actuando como una fuente de corriente o tensión, dependiendo de la estrategia de carga que se implemente. Posteriormente, se presentan los resultados haciendo énfasis en el valor de 0.978 para el factor de potencia y el de 5.7% para el THD, el cual es comparado con el estándar IEC 61000-3-2. Finalmente, se evalúa la eficiencia del prototipo encontrando un valor máximo de 91.1% y luego se presentan las conclusiones.

Elastic behavior of stiffened curved plates subjected to transverse loading

Abstract This paper presents a numerical study on the elastic behavior of stiffened curved plates subjected to transverse loading. The analyses are performed by means of linear static analysis using finite element modelling. Firstly, flat plates under transverse loading (uniform and non-uniform-trapezoidal) are modelled to validate the computational model against analytical solutions available in the literature. Secondly, the behavior of unstiffened curves plates under transverse loading is analyzed. Then, the influence of both, transversal and longitudinal stiffening in controlling the out-of-plane displacements and stresses distribution of the curve plates is demonstrated. Finally, a case-study concerning the response of a hydroelectric power plant intake gates subjected to a hydrostatic head is further investigated. The results show that the increase in gate stiffness is reflected in smaller deformations implying a better performance and system integrity.

Resumen Este trabajo presenta un estudio numérico del comportamiento elástico de placas curvas rigidizadas sometidas a carga transversal. Los análisis se realizaron mediante análisis estático lineal utilizando modelación por elementos finitos. Inicialmente, placas planas bajo carga transversal (uniforme y no uniforme-trapezoidal) se modelan para validar el modelo computacional frente a soluciones analíticas disponibles en la literatura. En segundo lugar, se analiza el comportamiento de las placas curvas no rigidizadas bajo carga transversal. Luego, se demuestra la influencia de la rigidez longitudinal y transversal en el control de la distribución de desplazamientos y tensiones fuera de plano de las placas curvas. Finalmente, la respuesta de una compuerta radial de una planta hidroeléctrica sometida a una cabeza hidrostática es investigada. Los resultados muestran que el aumento en la rigidez a la puerta se refleja en las deformaciones más pequeñas lo que implica un mejor rendimiento y la integridad del sistema.

Incorporation of aluminum oxide in the formulation of pastes for building materials

Abstract This work analyzes the influence of aluminum oxide with a particle size of less than 75 μm on the behavior in a clay, when it is mixed with this material at 10% by weight. It is observed how it influences the different stages of the manufacturing process and its effect on structural, mechanical and tribological properties. In previous works it has been used in different percentages increasing the mechanical resistance. For this work a composition was formulated using clay of high plasticity and making the conforming by the extrusion method. The results show the efficacy and efficiency of this material and its mechanism of action, showing increases in mechanical properties and a decrease in porosity. In addition to improving its tribological properties, granting to the products added value and the possibility to be suitable manufacture materials to be used in environments of intense pedestrian traffic or in industrial environments.

Resumen En este trabajo se analiza, la influencia que ejerce el óxido de aluminio con una granulometría menor a 75 µm sobre el comportamiento en una arcilla, al ser mezclada con este material al 10% en peso. Se observa cómo influye en las distintas etapas del proceso de fabricación, y su efecto en propiedades estructurales, mecánicas y tribológicas. En trabajos anteriores se ha utilizado en diferentes porcentajes incrementando la resistencia mecánica. Para este trabajo se formuló una composición utilizando una arcilla de elevada plasticidad y realizando el conformado por el método de extrusión. Los resultados muestran la eficacia y eficiencia de este material y su mecanismo de actuación, observándose incrementos en las propiedades mecánicas y una disminución de su porosidad, además de mejorar propiedades tribológicas, otorgándole a los productos valor agregado y la posibilidad fabricar materiales idóneos a ser usados en ambientes de intenso tráfico peatonal o en entornos industriales.

Risk analysis using meteorological weather factors in solar energy conversion systems

Abstract We propose a methodology for conducting simulations of operational scenarios for energy projects based on photovoltaic generation systems. It considers several documented facts about time series of weather, such as strong seasonality and structural breaks, which the previous literature has not explored in depth. Our proposal uses public weather time series, which are usually recorded by meteorological observatories. This makes our approach a suitable strategy for any firm interested in applying it to its own data and projects. This approach also allows the user to set an appropriate level of confidence for the scenarios depending on her interests.

Resumen Se propone una metodología para realizar simulaciones de escenarios de operación de sistemas solares fotovoltaicos. Esta aproximación tiene en cuenta características documentadas de las variables climáticas, como su estacionalidad y la presencia de quiebres estructurales, las cuales no han sido exploradas anteriormente con profundidad. La propuesta usa series de tiempo de datos de diferentes variables climáticas, las cuales son normalmente recolectadas por estaciones meteorológicas; esto le da utilidad a nuestra propuesta, ya que cualquier firma interesada pueda aplicar nuestro planteamiento a sus propios datos y proyectos. Este enfoque también les permite a los usuarios establecer un nivel de confianza adecuado para los escenarios de operación en los cuales se tenga interés.

Obtaining the electrical impedance phase using Wavelet transform and Fourier transform from transient signals. Part 2: practical assessment and validation

Abstract This article presents a practical assessment and validation of the new proposed approach based on the continuous wavelet transform (CWT) to obtain the electrical impedance phase from online transient signals for a real transformer. Besides the mathematical procedure presented in a previous paper, an electronic system was also designed and implemented, in order to inject superimposed controlled pulses to the power system (50/60 Hz) wave. The results show improved performance of the wavelet transform compared to that of the Fourier Transform, for transient signal analysis to be applied on a nonintrusive transformer monitoring approach. Particularly, this new approach proves useful in overcoming problems related to signal filtering and signal processing in an online frequency-response analysis of a transformer diagnosis.

Resumen Este artículo presenta la validación y evaluación práctica para la nueva propuesta presentada, basada en la Transformada Wavelet Contínua (CWT) para obtener la fase de la impedancia eléctrica de señales transitorias en línea de un transformador real. A parte del procedimiento matemático presentado en la parte 1, también se diseñó e implementó un sistema electrónico para inyectar pulsos controlados en la onda del sistema de potencia (50/60 Hz). Los resultados muestran un mejor rendimiento de la Transformada Wavelet en comparación con la transformada de Fourier, para el análisis de señales transitorias para ser aplicado en un enfoque de monitoreo de transformadores no intrusivo. En particular, este nuevo enfoque permite superar algunos problemas de filtrado y procesamiento de señales en el análisis de respuesta en frecuencia de un transformador en servicio.

Streptomyces clavuligerus strain selection for clavulanic acid biosynthesis: a study based on culture composition effects and statistical analysis

Abstract The clinical and industrial importance of clavulanic acid (CA) promotes the search for novel strategies to boost productivity at lower costs. In this contribution, the production of CA was evaluated in two reference strains of Streptomyces clavuligerus (Sc), ATCC27064 and DSM41826; the strains were tested in different culture media, using product yields and culture media costs as selection criteria. On average, Sc ATCC reached a concentration of CA 1.6-fold higher than Sc DSM, using the isolated soybean protein (ISP) culture medium. A central composite experimental design was used to optimize the medium, by studying the influence of ISP and K2HPO4 concentration on the production of CA. The maximum CA concentration obtained in this optimized medium was 56 mg·L-1, close to the theoretical optimum. Our results confirm that a culture medium containing a rich carbon source such as glycerol and/or starch provides the best conditions for CA production.

Resumen La importancia clínica e industrial del ácido clavulánico (AC) promueve la búsqueda de nuevas estrategias para aumentar su productividad a un menor costo. En esta contribución, se evaluó la producción de AC en dos cepas de referencia de Streptomyces clavuligerus (Sc), ATCC27064 y DSM41826; éstas se probaron en diferentes medios de cultivo; los rendimientos de producto y costo de los medios se usaron como criterios de selección. En promedio, Sc ATCC alcanzó una concentración de AC 1.6-veces mayor que Sc DSM, en el medio de proteína de soya (ISP). Se optimizó el medio con un diseño experimental central compuesto, estudiando la influencia del ISP y K2HPO4 sobre la producción de AC. La concentración máxima de AC obtenida en el medio optimizado (56mg·L-1) estuvo cerca del óptimo teórico. Nuestros resultados confirman que medios de cultivo con fuentes de carbono como glicerol y/o almidón proporcionan las mejores condiciones para la producción de AC.

Hydraulic conductivity in layered saturated soils assessed through a novel physical model

Abstract This paper introduces a novel physical model for measuring the hydraulic conductivity of granular materials in saturated conditions. An innovation in the location of the device’s piezometers allows the device to be used to assess the permeability of layered soils for both parallel and perpendicular flows. The model’s square section construction makes soil compaction easy. Design methodology took issues of construction, calibration and implementation into account. Permeability coefficients in directions parallel and perpendicular to soil stratification were measured, and Student’s t-test was performed for the relation of experimental results and existing numerical correlations. Analysis of the results shows that the physical model can replicate seepage in layered soils with parallel and perpendicular flows as occurs in field. Furthermore, it was found that it is possible to validate the experimental calibration data by use of statistical techniques.

Resumen Este documento presenta un modelo físico novedoso que permite medir la conductividad hidráulica en materiales granulares saturados. Una innovación en la ubicación de los piezómetros del dispositivo permite que este se use para evaluar la permeabilidad de los suelos estratificados tanto para flujos paralelos como perpendiculares. La construcción de la sección cuadrada del modelo facilita la compactación del suelo. La metodología de diseño tuvo en cuenta aspectos de construcción, calibración e implementación. Se midieron los coeficientes de permeabilidad en direcciones paralelas y perpendiculares a la estratificación del suelo. Además, se realizó la prueba-t de Student para la relación de los resultados experimentales y correlaciones numéricas existentes. El análisis de resultados muestra que el modelo físico puede replicar el fenómeno de filtración de agua a través de suelos granulares estratificados como sucede en campo. Por otra parte, se encontró que es posible validar el procedimiento de calibración experimental mediante técnicas estadísticas.

Impact of changing location and power of a PV system in electrical distribution networks, integrating MATLAB and OpenDSS

Resumen Este artículo presenta el impacto eléctrico de conectar un sistema fotovoltaico (FV) sin almacenamiento a la red de distribución IEEE de 13 nodos, mediante la integración de MATLAB y OpenDSS utilizando un vector de irradiancia fluctuante como entrada para el sistema fotovoltaico. La capacidad de la fuente primaria se reduce a un valor en el que el sistema requiere agregar módulos fotovoltaicos para proporcionar una fuente confiable de electricidad. Los módulos fotovoltaicos se colocan tanto en el nodo fuente como en los nodos afectados por caídas de tensión. Luego, la fuente fotovoltaica se incrementa progresivamente para evaluar las variaciones de tensión al combinar fuentes fotovoltaicas y convencionales. Los resultados mostraron cómo una reducción en la generación afecta los niveles de tensión del sistema y cómo la inclusión de módulos fotovoltaicos ubicados en nodos específicos tiende a recuperar el sistema.

Abstract This paper presents the electrical impact of connecting a photovoltaic (PV) system without storage to the electric distribution network 13-bus IEEE test case, integrating MATLAB and OpenDSS using a fluctuated vector of irradiance as an input for the PV system. The capacity of the primary source is reduced to a value where the system requires to add PV modules to provide a reliable source of power. PV modules are placed in both source bus and buses affected by voltage drops. Then, PV source is progressively increased to evaluate the voltage variations when combining PV and conventional sources. The results showed how a reduction in the generation affects the voltage levels of the system and how the inclusion of PV modules located in specific nodes tend to recover the system.

Crack filling in concrete by addition of Bacillus subtilis spores - Preliminary study

Abstract This study aimed to analyze the performance of two concrete mixtures with the addition of B. subtilis spores regarding their capacity of filling cracks during the curing time, evaluating whether the addition can influence the compressive strength of the concrete. For so, six concrete mixtures were studied divided in two mix compositions: 1:1:2 and 1:2:3 (cement: sand: gravel) with w/c of 0.33 and 0.45, respectively. For each composition were added concentrations of 0, 0.3x108 or 1.2x108 of B. subtilis spores/mL. The results showed that all the samples with spores addition presented crystals precipitation, possibly calcium carbonate, that visually filled the cracks. However, more studies of microstructural analysis should be conducted to prove that the cracks were closed. The compressive strength presented satisfactory results, because the addition of 1.2x108 spores/mL did not present significant differences in compressive strength at probability level of 5%, when compared to the reference concrete.

Resumen Este estudio tiene como objetivo analizar el desempeño de dos composiciones de hormigón con adición de esporas de B. sutilis con relación a su capacidad de relleno de fisuras durante el periodo de cura, evaluando la influencia de la adición en la resistencia a compresión. Para ello han sido estudiadas seis composiciones de hormigón, divididas en dos dosificaciones: 1:1:2 y 1:2:3 (cemento: árido fino: grava) en peso, con relación a/c de 0,33 y 0,45. Para cada una de las mezclas se utilizaran concentraciones de 0, 0.3x108 or 1.2x108 de esporas de B. sutilis/mL. Los resultados obtenidos han demostrado que todas las muestras con adición de esporas presentaron precipitación de cristales, posiblemente carbonato de calcio, que fue visualizado en las fisuras. Más estudios microestructurales deberán ser realizados para comprobar que de hecho ocurrió el relleno de las fisuras. La resistencia a compresión presentó resultados satisfactorios, pues no hubo diferencias significativas en relación al hormigón de referencia, a nivel de 5% de probabilidad.

Thermal conductivities estimation in orthotropic materials making use of global optimization algorithms

Abstract There are situations where the knowledge of thermodynamic properties such as thermal conductivity for the present case is required. In some of them an additional requirement appears, as the measurement has to be made along the three perpendicular space axes. In the present article, three thermal conductivities that appear in orthotropic materials were predicted by solving an inverse heat transfer problem. This inverse problem was solved using the Cuckoo algorithm, the deterministic Levenberg-Marquardt, and with the new hybrid of these two. It was found that these three strategies produce excellent results when compared to each other. Nevertheless, the hybrid algorithm proved to be more efficient than its precursors in solving the present problem. The hybrid algorithm consumed in average less computing time compared to the metaheuristic algorithm and extended the search range in comparison to the deterministic one, always maintaining precision in its results.

Resumen Existen situaciones en donde se requiere el conocimiento de propiedades termodinámicas como la conductividad térmica para el presente caso. En algunas de ellas aparece una exigencia adicional, al tener que hacerse la medición a lo largo de los tres ejes espaciales perpendiculares. En el presente artículo, se propone predecir estas tres conductividades térmicas que aparecen en materiales ortotrópicos, mediante la solución de un problema inverso de transferencia de calor. El problema inverso se resolvió mediante el algoritmo Cuckoo, el determinístico de Levenberg-Marquardt, y con el nuevo híbrido entre estos dos. Se encontró que estas tres estrategias producen excelentes resultados al compararse entre ellas. Sin embargo, el algoritmo híbrido resultó ser más eficiente que sus precursores al resolver el presente problema. El algoritmo híbrido consumió en promedio menos tiempo de cómputo en comparación con el algoritmo metaheurístico y amplió el rango de búsqueda en comparación con el determinístico, manteniendo siempre precisión en sus resultados.

Obtention and characterization of lithium superionic conductors using the glass-ceramic method

Abstract This paper proposes the glass-ceramics method for obtaining lithium ion (Li+) solid electrolytes. This technique provides high chemical and microstructural homogeneity as well as low porosity. Glass samples were subjected to either single or double heat treatments, between 700 °C and 1000 °C, in order to obtain the glass-ceramics. Differential Scanning Calorimetry - DSC - results evidenced the possibility of fabricating these ceramics from glass in the system Li2O·Al2O3·TiO2·P2O5. Samples observed by Scanning Electron Microscopy - SEM - showed a finely grained microstructure which was homogeneously distributed and non-porous. X-ray Diffraction - XRD - patterns showed the formation of the high conducting phase LiTi2(PO4)3. A high ionic conductivity, in the order of 10-3 S/cm at 1000 °C, was measured by Impedance Spectroscopy - IS. It suggests that the synthesis method used in this research is useful for fabricating lithium ion glass-ceramics and opens up a new alternative for manufacturing different electrical ceramics.

Resumen Este artículo propone la ruta vitrocerámica para obtener electrolitos sólidos por ion litio (Li+). Esta técnica provee alta homogeneidad química y microestructural, así como baja porosidad. Muestras vítreas fueron sometidas a tratamientos térmicos, simples y dobles, entre 700 °C y 1000 °C, para obtener las vitrocerámicas. Resultados de calorimetría diferencial de barrido - DSC - evidenciaron la posibilidad de fabricar estas cerámicas a partir de vidrios del sistema Li2O·Al2O3·TiO2·P2O5. Muestras observadas por microscopía electrónica de barrido - SEM - mostraron una microestructura de granos finos, homogéneamente distribuidos y sin porosidad. Patrones de difracción de rayos-x - XRD - permitieron verificar la formación de la fase altamente conductora LiTi2(PO4)3. Una conductividad iónica alta, del orden de 10-3 S/cm a 1000 °C, fue medida utilizando espectroscopía de impedancia - IS. Lo anterior sugiere que el método de síntesis, utilizado en este trabajo, es útil para fabricar vitrocerámicas de ion litio y abre una nueva alternativa para fabricar diferentes cerámicas eléctricas.

Hydrogen production in a novel configuration of UASB reactor under different hydraulic retention time

Abstract The aim of this work was to evaluate the production of hydrogen in a conventional and hybrid Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactors by modifying the hydraulic retention time (HRT). Both reactors operated continuously close to 135 days, with organic loading rate (OLR) of 11.26 kgCOD.m-3.d-1 at 12, 8 and 4 h. In the hybrid reactor, Biopack® rings with polyurethane foam at its center were used. The results showed that the UASB hybrid reactor achieved a stable and continuous production of over 60% of hydrogen gas at each HRT, related to carbon dioxide reduction until the end of the operation. The ANOVA and TUKEY tests, with a 95% reliability level, showed that there was a significant difference between the HRT evaluated, observing that the highest hydrogen production was obtained with 4 h of HRT. In the conventional UASB reactor, there was no stability during the operation time.

Resumen El objetivo de este estudio fue evaluar la producción de hidrógeno en un reactor anaerobio de manto de lodos y flujo ascendente (UASB) convencional y otro híbrido, modificando el tiempo de retención hidráulica (TRH). Los dos reactores operaron cerca de 135 días continuamente, con una carga orgánica volumétrica de 11.26 kgDQO.m-3.d-1 y valores TRH de 12, 8 y 4 h. En el reactor híbrido se utilizaron anillos de marca Biopack, adicionando espuma de poliuretano en su centro. Los resultados mostraron que la producción de hidrógeno en el reactor UASB híbrido fue estable y superior al 60% en cada uno de los TRH, relacionada con la reducción de dióxido de carbono hasta el final de la operación. Las pruebas de ANOVA y TUKEY mostraron que existen diferencias significativas entre los TRH evaluados, con un nivel de confiabilidad del 95%, observando que la mayor producción de hidrógeno fue obtenida con un TRH de 4 h. En el reactor UASB convencional no se detectó estabilidad en la producción de hidrógeno durante el tiempo de operación.

Flash flotation of free coarse gold using dithiophosphate and dithiocarbamate as a replacement for traditional amalgamation

Abstract This article develops the flash flotation as an alternative method to gravitational separation and amalgamation in order to achieve a greater recovery of coarse native gold through selective hydrophobicity. This method is directly applicated in the discharge of the mills and / or classifiers to recover free and coarse gold; which size is superior than approximately 150 micrometers. Physicochemical characterization of the free gold surfaces was carried out by the measurements of contact angle, Z potential (ZPC) and atomic force microscopy (AFM). The reagent was determined by specific conditions (basic pH, no requirements of an activator and a flotation time of the order of 2 minutes) achieving a superior recovery than 90%. In this case, the isoamyl dialkyl dithiophosphate collector (AERO 3501®) was the reagent which basically got the best results.

Resumen En el presente trabajo se desarrolla la flotación flash como un método alternativo a la separación gravitacional y la amalgamación con el fin de alcanzar una mayor recuperación de oro nativo grueso a través de la hidrofobicidad selectiva. Esta puede ser usada directamente en la descarga de los molinos y/o clasificadores para recuperar oro libre y grueso, cuyo tamaño sea mayor a 150 micrómetros aproximadamente. Se realizó una caracterización fisicoquímica de las superficies de oro libre a partir de las mediciones de ángulo de contacto, potencial Z (ZPC) y microscopia de fuerza atómica (AFM), y se determinó el reactivo que bajo ciertas condiciones (pH básico, sin requerimientos de un activador y un tiempo de flotación del orden de 2 minutos) logró una recuperación mayor al 90%. En este caso, el colector dialquil ditiofosfato isoamilico (AERO 3501®) fue el reactivo que presentó los mejores resultados.

Model of nonlinear behavior applied to prediction of settlement in deep foundations

Abstract Prediction of pile settlement is considered as a highly complex task by geotechnical engineering researchers and professionals, owing to the diversity of prediction methods and also to the difficulty to use predictive models that represent the nonlinear behavior of the soil. In this sense, this work assesses two methods for nonlinear prediction of the settlement of a 23-m long, 31-cm diameter instrumented root pile tested via slow maintained load (SML) test. The local subsoil is composed of colluvional silty-sandy, lateritic clay with a collapsible surface layer (6.5 m), followed by silty clayey sandy soil (diabase residue) down to 20 m. The results showed that the models of nonlinear behavior were in appropriate agreement with the experimentally obtained results. It was also noted that, for small displacements of the top (5.1 mm), the tip load increased continuously from its reaction to the final stage of the test.

Resumen La predicción de los asentamientos de pilotes es considerada una tarea compleja para los investigadores y profesionales de la ingeniería geotécnica, lo anterior, teniendo en cuenta la diversidad de métodos de previsión y la dificultad de emplear modelos de previsión que representen el comportamiento no lineal del suelo. De esta manera, en este trabajo se evalúan dos métodos de previsión no lineal del asentamiento de un pilote raíz instrumentado, de 23 m largo y 31 cm de diámetro, a través de una prueba de carga estática lenta (SML). El subsuelo del área de estudio está compuesto por arcilla limo-arenosa coluvial, laterítica y colapsable en el estrato superficial (6,5 m), seguido por un estrato de limo arcillo-arenoso (residual) hasta una profundidad de 20 m. Los resultados mostraron que los modelos de comportamiento no lineal concuerdan correctamente con los resultados experimentales. También se verificó que fueron necesarios pequeños desplazamientos de la parte superior del pilote (5,1 mm), para la saturación de la fricción lateral, y que la reacción de la punta presentó un aumento continuo hasta la etapa final del ensayo.

Evaluation of the lubricating power of sweet almond oil without additives

Abstract The lubricity of sweet almond oil (Prunus amygdalus var. Dulcis) was evaluated through Anti Wear (AW) properties and Extreme Pressure (EP) performance in a four-ball tribometer. The results were compared to those obtained with two mineral oils of contrasting viscosity, namely technical white mineral oil and delta 360 plasticizer, neither of them containing additives. Sweet almond oil was found to have greater lubricity than the mineral oils, as the spheres it lubricated had lower average wear track diameter and friction coefficient. In addition, sweet almond oil showed better performance under extreme pressure conditions and a greater weld point than mineral oils. Finally, an FT-IR spectroscopic analysis allowed determining that under the conditions of the current assays almond oil does not oxidize.

Resumen En esta investigación se evaluó el poder lubricante del aceite de almendras dulces (Prunus amygdalus var. dulcis) mediante ensayos de desgaste preventivo (AW) y presión extrema (EP) en un tribómetro cuatro bolas. Los resultados obtenidos, se compararon con el comportamiento de dos aceites minerales de diferente viscosidad, blanco técnico y plastificante delta 360, sin aditivos. Se determinó que el aceite de almendras dulces posee mayor poder lubricante con respecto a los aceites minerales. Las esferas lubricadas con aceite de almendras presentaron menor diámetro promedio de la huella de desgaste y menor coeficiente de fricción. Además, el aceite de almendras dulces presentó mejor desempeño en condiciones de extrema presión, mostrando un punto de soldadura mayor que los aceites minerales. Finalmente, mediante el análisis por espectroscopia FT-IR, se determinó que en las condiciones en las que se realizaron los ensayos el aceite de almendras no se oxida.

Application of double filtration with granular activated carbon for Atrazine reduction on water treatment processes

Abstract Atrazine is one of the most often used herbicides in the world. It reaches the surface water body by runoff, direct application or airborne dispersal. Conventional water treatment methods do not efficiently remove these types of pollutants, whereas granular activated carbon (GAC) adsorption is an adequate technique for the removal of organic compounds from water. In this work, the Atrazine reduction of water doped with two concentrations of Atrazine, was evaluated during the conventional treatment process (coagulation, flocculation, sedimentation and sand and anthracite filtration), followed by double filtration with two adsorbent granular media (vegetal and mineral GAC), which resulted in an efficient reduction of UV254 (86%) and Atrazine (99%).

Resumen La Atrazina es uno de los herbicidas de mayor aplicación en el mundo, ingresa a los cuerpos de agua superficial por escorrentía, aplicación directa o dispersión aérea. Los métodos de tratamiento convencional de agua no remueven eficientemente este tipo de contaminantes, mientras que la adsorción con Carbón Activado Granular (CAG), es una técnica apropiada para la remoción de compuestos orgánicos del agua. En este trabajo, se evaluó la reducción de Atrazina de un agua dopada con dos concentraciones Atrazina, durante el proceso de tratamiento convencional (coagulación, floculación, sedimentación y filtración con arena y antracita) seguido de una doble filtración con dos medios adsorbentes granulares (CAG de origen Vegetal y Mineral), la cual permitió obtener una eficiente reducción de UV254 (86%) y Atrazina (99%).

Experimental characterization, modeling and compensation of hysteresis in force sensing resistors

Abstract Force Sensing Resistors (FSRs) exhibit considerable amounts of hysteresis and repeatability error inhibiting their usage in applications that require high-accurate force readings. This paper presents the hysteresis characterization and modeling of the Tekscan A201-1 FSR employing the Preisach Operator (PO) function. In order to compensate for hysteresis during sensor operation, the inverse PO was numerically found on the basis of the Closest Match Algorithm (CMA). A test bench, capable of handling sixteen sensors simultaneously, was built, which allowed the characterization and later testing of the CMA. Grip force profiles were applied to the sensors during testing and the experimental results showed a considerable reduction in the force estimation error compared with the linear regression method proposed by the manufacturer. These results enable a wider use of FSRs in applications with tight accuracy requirements. Finally, a generalized sensor model for hysteresis compensation that simplifies the obtaining of PO parameters is presented.

Resumen Los Sensores de Fuerza Resistivos (FSRs) despliegan cantidades considerables de histéresis y de error de repetitividad que inhiben su uso en aplicaciones que requieren lecturas de fuerza de alta precisión. En este trabajo se presenta la caracterización y modelado de histéresis del sensor de presión Tekscan A201-1 empleando la función Operador de Preisach (OP). Con el fin de compensar la histéresis durante el funcionamiento del sensor, el OP inverso se halló numéricamente sobre la base del algoritmo de coincidencia más cercana (CMA). Se construyó un banco de pruebas, capaz de manejar dieciséis sensores simultáneamente, lo que permitió la caracterización y posterior prueba del CMA. Los perfiles de fuerza de agarre se aplicaron a los sensores durante la prueba y los resultados experimentales mostraron una reducción considerable del error de estimación de la fuerza en comparación con el método de regresión lineal propuesto por el fabricante. Estos resultados abren el camino para un uso más amplio de los FSRs en aplicaciones con exigentes requisitos de precisión. Finalmente, un modelo de sensor generalizado para compensación de histéresis que simplifica la obtención de los parámetros PO, es presentado.

Comparison of three IRP-based models to reduce logistics costs and greenhouse gas emissions

Abstract Goods distribution processes must reconcile the economic interests of the companies, which seek higher levels of profitability through costs reduction and service level improvements, with the negative impacts to society and environment, such as chemical pollution and the generation of vehicular congestion and accidents. This paper presents the comparison of three models that analyze the logistics costs associated with the distribution of goods and the greenhouse gas emissions generated by such processes. These models use the Vehicle Routing Problem (IRP) as the basis for optimizing the logistics activities, from which, through multi-objective approaches the CO2 emissions are analyzed. As the main result of the article, it can be observed that the multiobjective models allow finding an adequate combination between logistics costs and emissions, which is attractive to companies and society.

Resumen Los procesos de distribución de mercancías deben conciliar los intereses económicos de las empresas, que buscan mayores niveles de rentabilidad a través de disminución de los costos y mejoras del nivel de servicio, con los impactos negativos que se producen a la sociedad y al medio ambiente, como es el caso de la contaminación química y problemas de calidad de vida, como la generación de congestión vehicular y accidentes. En este artículo se presenta la comparación de tres modelos que analizan los costos logísticos asociados a la distribución de mercancías y las emisiones de gases efecto invernado que generan dichos procesos. Estos modelos utilizan el Problema de Ruteo de Vehículos (IRP) como base para optimizar las actividades logísticas, a partir del cual, mediante enfoques multiobjetivo, es posible analizar también las emisiones de gases contaminantes como el CO2. Como principal resultado de la investigación que deriva este artículo, se observa que los modelos multiobjetivo permiten encontrar una combinación adecuada entre los costos logísticos y las emisiones de CO2, que sea atractivo para empresas y la sociedad.

Highway designs: effects of heavy vehicles stability

Abstract From the perspective of heavy vehicles stability, some criteria of stability should be adhered to highway designs. In particular, the relationship between minimum radius, superelevation, slope angle, side friction, and design speed should be re-evaluated. In this regard, the static rollover threshold (SRT) is one of the most important factors used to define the stability of vehicles. This factor is highly dependent on the maximum lateral acceleration ( a y ) of a vehicle until it reaches the rollover threshold. This acceleration in turn is dependent on the vehicle speed and the radius of curvature. Taking into account the stability of vehicles, in this study the highways design is evaluated and compared with the classic design criterion. This study also suggests that in order to ensure driving safety, the State Highway Agencies should make a reevaluation of existing speed limits and the design of highway curves.

Resumen Desde la perspectiva de estabilidad de los vehículos pesados, se deben adherir algunos criterios de estabilidad al diseño de carreteras. En particular, la relación entre el radio mínimo, el peralte, el ángulo de pendiente longitudinal, la fricción lateral y la velocidad de diseño deberían reevaluarse. En este sentido, el umbral de vuelco estático (SRT) es uno de los factores más importantes utilizados para definir la estabilidad de los vehículos. Este factor depende en gran medida de la aceleración lateral máxima ( 𝑎 𝑦 ) cuando un vehículo alcanza el umbral de vuelco, esta aceleración a su vez depende de la velocidad del vehículo y del radio de curvatura. Teniendo en cuenta la estabilidad de los vehículos, en este estudio el diseño de carreteras se evalúa y se compara con el criterio de diseño clásico de vías. Este estudio también sugiere que para garantizar la seguridad de conducción, las agencias de carreteras estatales deberían hacer una revaluación de los límites de velocidad existentes y el diseño de curvas de carretera.

An analysis of the socioenvironmental problems created by the construction of road tunnels in Colombia: case study

Abstract One of the most important challenges facing road engineering in Colombia is overcoming the geographical configuration of the central region of Antioquia. Its very nature has made the construction of road tunnels the primary option for improving transport infrastructure, despite the fact that communities located in the scope of the projects have reported being negatively affected by them. The main objective was to carry out a critical analysis of the management implemented during the execution of the Fernando Gómez Martínez Tunnel project. This was achieved using ex-post evaluation methodology-based models, whereby the main results are based on deficiencies in management from the planning and execution stages of the project, together with weaknesses in the process of licensing, monitoring and control by the environmental authority.

Resumen Dentro de los desafíos más importantes que enfrenta la ingeniería de vías en Colombia, se tiene el de sortear la configuración geográfica de la región central de Antioquia, lo que ha convertido a la construcción de túneles viales, en la principal opción para mejorar la infraestructura de transporte, a pesar de traer asociadas denuncias de afectación por parte de las comunidades asentadas en el área de influencia de los proyectos que incluyen obras subterráneas. El objetivo principal fue realizar un análisis crítico de la gestión realizada durante la ejecución del proyecto Túnel Fernando Gómez Martínez, basado en matrices diseñadas bajo la metodología de evaluación Ex post, cuyo resultado principal se basa en deficiencias en la gestión desde las etapas de planeación y ejecución del proyecto, sumadas a debilidades en el proceso de licenciamiento, seguimiento y control por parte de la autoridad ambiental.

Microalgae biorefineries: applications and emerging technologies

Abstract Microalgae transform CO2 into a broad portfolio of biomolecules, and thus should be considered as a valuable biotechnological platform. Despite several research programs and global efforts to establish a sustainable microalgae-based industry, most applications have not transcended academic boundaries. This limitation raises from the high transformation costs when target products are biofuels or fertilizers. Microalgae biorefinery emerges as an alternative to improve economic competitiveness, as Under such a model scope, the process inputs come from industrial waste, while biomass exploitation prioritizes the highest value molecules followed by extraction of less valuable compounds. This review describes a wide range of microalgae exploitation schemes focused on new uses of its constituents, while discussing emerging technologies designed to improve production and efficiencies as well.

Resumen Las microalgas transforman el CO2 en un amplio portafolio de biomoléculas, por lo cual, son consideradas una valiosa plataforma biotecnológica. A pesar de múltiples programas de investigación y esfuerzos globales para establecer una industria sostenible basada en microalgas, la mayoría de las aplicaciones potenciales no han trascendido las fronteras académicas. Esta limitación se debe a los altos costos en la transformación del producto principalmente cuando se obtiene compuestos económicos como biocombustibles y fertilizantes. La biorefinería de microalgas surge como alternativa para incrementar la competitividad económica. En este modelo, los insumos del proceso provienen de residuos industriales, mientras que la explotación de la biomasa inicia con las moléculas de alto valor y finaliza con los compuestos menos valiosos. En esta revisión se describe un amplio abanico de esquemas de explotación de microalgas enfocado en nuevos usos de sus constituyentes. Además, se exploran las tecnologías emergentes destinadas a aprovechar esta biomasa de una manera más versátil y eficiente.

Evaluation of turbidity and dissolved organic matter removal through double filtration technology with activated carbon

Abstract The decrease of physicochemical and microbiological quality of surface supply source for human consumption, requires specific complementary treatments to ensure the supply of safe drinking water. This study evaluated the double filtration technology with two types of Granular Activated Carbon (GAC: vegetable-coconut and mineral-bituminous shells, respectively), to determine its influence in reducing turbidity and mainly dissolved organic matter (UV254). We used filtered water from a Conventional Water Treatment Plant (WTP) and the second filtration stage were made using continuous flow gravity columns at laboratory-scale with different percentages of GAC:sand (100:0, 80:20, 50:50, 30:70, and 0:100). While the sand filter presented the best turbidity removal efficiency, the CAG filters were more efficient at UV254 removal, being most efficient the filters with greater percentage of GAC. The results demonstrate that the use of double filtration technology with GAC can be an efficient alternative for the removal of organic matter to obtain safe drinking water.

Resumen La reducción de la calidad fisicoquímica y microbiológica de las fuentes superficiales de suministro para consumo humano, requiere utilizar tratamientos complementarios para garantizar el suministro de agua segura. En este estudio se evaluó la doble filtración con carbón activado granular (CAG: vegetal- cáscara de coco y mineral-bituminoso), para evaluar la reducción de turbiedad y materia orgánica disuelta (UV254). Se empleó agua filtrada de una Planta de Tratamiento Convencional-PTAP; la segunda filtración se realizó en columnas de laboratorio de flujo continuo a gravedad, con porcentajes CAG:arena 100:0, 80:20, 50:50, 30:70, 0:100. Mientras el filtro de arena fue más eficiente en remoción de turbiedad, las configuraciones con CAG lo fueron en la remoción de UV254, siendo más eficientes los filtros con mayor porcentaje de CAG. Los resultados demuestran que la doble filtración empleando CAG, puede ser una alternativa eficiente para la remoción de materia orgánica y la producción de un agua potable segura.

Construction of a short circuit frequency map to define GMAW-S parameters during WPSs development

Abstract A short circuit frequency map was constructed for GMAW-S using a carbon steel filler metal class AWS ER70S-6 and 75%Ar-25%CO2 shielding gas. This kind of map is proposed as a tool for selecting GMAW-S currents and voltages that enable welds with higher stability and quality. The map was constructed by analyzing current and voltage signals recorded during welding applications at 5000 samples/second. Adequate operation regions were defined over the map based on visual inspection results of bead-on-plate welds and the establishment of instability boundaries. Some examples were analyzed by locating two common parameters for industrial welding qualification (current and voltage) and drawing the limits established by AWS D1.1:2015 code for these essential variables (±7% PQR voltage and ±10% PQR amperage) on the frequency map. The results show that sometimes these limits may contain regions with poor stability related to electrode stubbing against the base metal and lack of arc re-ignition.

Resumen Se construyó un mapa de frecuencias para GMAW-S usando un aporte clase AWS ER70S-6 y gas de protección 75%Ar-25%CO2. Este tipo de mapa es una herramienta para seleccionar corrientes y voltajes de soldeo con proceso GMAW-S con mayor estabilidad. El mapa se construyó analizando señales de voltaje y amperaje registradas durante la aplicación de soldaduras a 5000 muestras por segundo. Se definieron regiones de operación sobre los mapas basados en resultados de inspección visual de soldaduras sobre platina y ubicando los límites de inestabilidad. Se analizaron dos ejemplos de parámetros de calificación de soldaduras usados industrialmente (corriente y voltaje) dibujando los límites establecidos por el código AWS D1.1:2015 para estas variables esenciales (±7% en voltaje y ±10% en amperaje del PQR) en el mapa de frecuencias. Se mostró como estos límites pueden contener regiones de baja estabilidad asociada al “stubbing” contra el metal base y al no reinicio del arco.

Analysis of the European tourist mines and caves to design a monitoring system

Abstract A database of tourist mines and caves has been created to investigate the requirements of an integrated monitoring system with the aim of ensuring the safety of visitors and preserving the environment of the activities. It contains the main features of each site, in particular the physical, geological and technical information. The results unfold the main characteristics of these sites and give an insight of the parameters to be monitored: number of visitors, temperature, noise, gas concentrations, ground movements, among other factors. All these features are crucial for the safety of tourists and guides, as well as for the preservation of biodiversity and geodiversity. This information will be used to create a system capable of controlling the entire underground activity, such as the one tested in the two case studies.

Resumen Se ha creado una base de datos de cuevas y minas turísticas para investigar los requerimientos necesarios para implementar un sistema integrado de monitorización capaz de mantener las condiciones de seguridad de los visitantes y el ambiente adecuado de la actividad. Dicho sistema controla las principales características físicas, geológicas y de información del sitio. Los resultados detallan las principales condiciones de las cuevas y minas turísticas, mostrando los parámetros importantes a controlar: Número de visitantes, temperatura, ruido, concentraciones de gas y movimientos del terreno, entre otros. Todos estos parámetros son fundamentales para mantener la seguridad de los turistas y guías, así como para preservar la biodiversidad y formaciones geológicas particulares de cada sitio. La información incluida en este estudio se usará para obtener un producto similar al mostrado en los casos de estudio.

Characterization of postures to analyze people’s emotions using Kinect technology

Abstract This article synthesizes the research undertaken into the use of classification techniques that characterize people's positions, the objective being to identify emotions (astonishment, anger, happiness and sadness). We used a three-phase exploratory research methodology, which resulted in technological appropriation and a model that classified people’s emotions (in standing position) using the Kinect Skeletal Tracking algorithm, which is a free software. We proposed a feature vector for pattern recognition using classification techniques such as SVM, KNN, and Bayesian Networks for 17,882 pieces of data that were obtained in a 14-person training sample. As a result, we found that that the KNN algorithm has a maximum effectiveness of 89.0466%, which surpasses the other selected algorithms.

Resumen El presente artículo sintetiza la investigación realizada en el uso de técnicas de clasificación para un proceso de caracterización de posturas de personas que tiene como objetivo la identificación de emociones (Asombro, Enfado, Felicidad y Tristeza). En este proyecto de investigación fue necesario utilizar una metodología de investigación exploratoria en tres fases donde el resultado es una apropiación tecnológica y un modelo de clasificación de emociones en personas en posición de pie, usando el algoritmo de Skeletal Tracking de Kinect basado en software libre. Se propuso un vector de características para el reconocimiento de patrones usando técnicas de clasificación como SVM, KNN y Redes Bayesianas en 17.882 datos obtenidos en una muestra de entrenamiento de 14 personas. Como resultado se evidenció que el algoritmo KNN tiene una efectividad máxima del 89.0466% superando a los demás algoritmos seleccionados.

Local polynomial approximation and intersection of confidence intervals for removing noise of lightning electric field measurements

Abstract Lightning electric field (LEF) measurements are aperiodic signals characterized by inherent noise of different sources, i.e., it is not possible to register a noise-free signal. In the last decade, the denoising of LEF measurements has been achieved using some time-frequency representations such as short-time Fourier transform (STFT), wavelet transform (WT) and fractional Fourier transform (FRFT) without definitive results. In this paper, a denoising process applied on LEF measurements using the Local Polynomial Approximation (LPA) is proposed. The window size selection is made by combining the LPA with the intersection of confidence intervals (ICI) algorithm. Furthermore, a cross-validation criterion is used to select the optimal value of the threshold parameter in the LPA-ICI denoising method. It is shown that for different signal-to-noise ratio (SNR) values, the proposed method significantly reduces the noise present in the recorded signals. Finally, a discussion about the processed signatures in terms of some lightning electric field temporal features is performed.

Resumen Las mediciones de campo eléctrico producido por rayos (LEF) son señales aperiódicas caracterizadas por ruido inherente de diferentes fuentes, es decir, no es posible registrar una señal libre de ruido. En la última década, se ha logrado filtrar mediciones de LEF utilizando algunas representaciones tiempo-frecuencia tales como la transformación de Fourier de corto tiempo (STFT), la transformación wavelet (WT) y la transformación de Fourier fraccionaria (FRFT) sin resultados definitivos. En este trabajo, se propone un proceso de eliminación de ruido aplicado a mediciones de LEF usando la aproximación polinomial local (LPA). La selección del tamaño de la ventana se realiza combinando la LPA con el algoritmo de intersección de intervalos de confianza (ICI). Además, un criterio de validación cruzada se utiliza para seleccionar el valor óptimo del umbral en el método de reducción de ruido LPA-ICI. Se muestra que para diferentes valores de relación señal-a-ruido (SNR), el método propuesto reduce significativamente el ruido presente en las señales registradas. Finalmente, se realiza una discusión sobre las señales procesadas en términos de algunas características temporales del campo eléctrico.

Methodology for determining the mean and extreme sea level regimes (astronomical and meteorological tides) considering scarce records in microtidal zones: colombian Caribbean case

Abstract Synthetic sea level (SL) records of the Cartagena Bay and the Urabá Gulf, from 1991 to 2010, were obtained through this methodology. Simulated series were adjusted against different probability functions (e.g. Log-Normal, Normal, Weibull, Gumbel). Normal and Gumbel distributions provided the best fit for mean and extreme regimes, respectively. Within the Cartagena Bay, there were no significant differences in the mean regime; whereas for the Urabá Gulf its magnitude increased as much as twice southward. Moreover, the extreme regime exhibited the largest values in the southern sector of the Urabá Gulf. This methodology might be implemented in areas where sea level records are scarce or poorly reliable. Thus, it may valuable for planning and building port and coastal infrastructure, as well as for implementing risk reduction measures.

Resumen Se calibraron y modelaron series sintéticas del nivel del mar (NM) con una extensión temporal de 20 años (1991-2010) en la Bahía de Cartagena y el Golfo de Urabá. Las series simuladas fueron ajustadas a diferentes funciones de probabilidad obteniendo los mejores ajustes con las funciones de distribución Normal y de Gumbel para los regímenes medios y extremos respectivamente. Dentro y fuera de la bahía de Cartagena no existen variaciones representativas en el régimen medio, mientras que en el Golfo de Urabá la magnitud aumenta al doble en la parte sur. Además, el régimen extremo presenta magnitudes superiores en la parte sur del Golfo en relación a las demás zonas estudiadas. Esta metodología podría implementarse en áreas donde los registros del nivel del mar son escasos o poco confiables. Por lo tanto, puede ser valiosa para planificar y construir infraestructuras portuarias y costeras, o implementar medidas de reducción de riesgos.

Development of an information system for teleoperated physical rehab care service via Internet. Pilot case: patients with mild knee injury who live in geographically vulnerable zones

Abstract In recent years, new technologies have been implemented for treating and rehabilitating of diseases, such as distance medicine, known as telemedicine. With the participation of an interdisciplinary group of researchers from Universidad del Valle and health professionals, a pilot project was established to test a teleoperated care system with a prototype designed for the rehabilitation of patients with mild knee injury in the of public health network ESE Ladera in Cali, Colombia, to provide physical rehabilitation services from the urban health center to patients living in rural areas of Cali. In order to comprehensively evaluate the functioning of this teleoperated physical rehabilitation system comprenhensively, an information system (IS) was designed that includes a set of indicators that assess the health care system from a mechanical, economic, clinical and social points of view.

Resumen En los últimos años, se han implementado nuevas tecnologías para el tratamiento y la rehabilitación de enfermedades, como la medicina a distancia, conocida como telemedicina. Con la participación de un grupo interdisciplinario de investigadores de la Universidad del Valle y profesionales de la salud, se estableció un proyecto piloto para probar un sistema de atención teleoperado con un prototipo diseñado para la rehabilitación de pacientes con lesión leve de rodilla, en la red de salud pública ESE Ladera en Cali, Colombia, para proporcionar servicios de rehabilitación física desde el centro de salud urbano a pacientes que viven en áreas rurales de Cali. Con el fin de evaluar de manera integral el funcionamiento de este sistema de rehabilitación física teleoperado, se diseñó un sistema de información (SI) que incluye un conjunto de indicadores que evalúa el sistema de atención de la salud desde un punto de vista mecánico, económico, clínico y social.

Design and implementation of a photolithography system to fabricate microdevices from thin films

Resumen Este artículo presenta el diseño e implementación de un sistema de fotolitografía para fabricar microdispositivos basados en películas delgadas. El sistema trabaja con una fuente ultravioleta (UV) de 380nm y permite obtener microestructuras de 10-200 µm. La implementación se hizo con el proceso de diseño y desarrollo de productos, donde se determinó las especificaciones técnicas, generación, selección y prueba de conceptos de los módulos de equipo del sistema. Se implementó un spincoater con rango de operación de 500-6000 rpm y una fuente de radiación UV basada en LEDs UV, con potencia de radiación de 1-20mW/cm2 y tiempo de exposición de 1-60s. Se obtuvo micropuentes (mPs) de 30-105µm sobre películas delgadas de cobre. Con microscopía óptica y procesamiento digital de imágenes, se determinó que el error relativo porcentual en sus áreas es menor al 4% y la variabilidad en sus anchos es menor a dos veces la desviación estándar.

Abstract This article presents the design and implementation of a photolithography system to manufacture microdevices based on thin films. The system works with ultraviolet (UV) source of 380nm and allows to obtain 10-200 μm microstructures. The implementation was made with the product design and development process, where the technical specifications, generation, selection and proof of concepts of the system equipment modules were determined. A spincoater with an operating range of 500-6000 rpm and UV radiation source, based on LEDs, with ranges in power of 1-20mW/cm2 and time of exposure 1-60s, were implemented. With optical microscopy and digital image processing, it was determined that the percentage relative error in their areas is less than 4% and the variability in their widths is less than two times the standard deviation.

Mitigation potential of active transport projects: trip attraction and CO₂ avoidance indicators in colombian cities

Resumen El contexto global de cambio climático y los recientes compromisos internacionales del país en reducción de emisiones de gases efecto invernadero, son una oportunidad para incentivar proyectos en movilidad sostenible. En este estudio se estimaron indicadores de atracción de viajes y emisiones de dióxido de carbono (CO2) evitadas para medidas relacionadas con la promoción del uso de la bicicleta a nivel urbano. Los indicadores obtenidos se aplicaron en distintos escenarios para dos ciudades colombianas. De las medidas evaluadas, la construcción de ciclorrutas y bicicarriles es la que mayor atracción de viajes genera con 455 viajes/km de infraestructura-día. El potencial de reducción de emisiones de CO2 cambia significativamente entre las medidas estudiadas y con el tamaño de la ciudad, los resultados para este indicador estuvieron entre los 92 gCO2/viaje hasta 810 gCO2/viaje. Estos indicadores representan una herramienta simple y flexible para contar con una aproximación al potencial de mitigación del cambio climático de proyectos en transporte activo en el contexto de ciudades de América Latina. En particular cuando se requiera una evaluación ex-ante como requisito inicial para acceder a fondos de financiación.

Abstract The global context on climate change and Colombia’s recent international commitments to reduce greenhouse gas emissions, are an opportunity to encourage projects in sustainable mobility. In this study, indicators associated to trips attraction and carbon dioxide (CO2) avoidance were estimated for measures related to bicycle use. Such indicators were then applied in different scenarios for two Colombian cities. For the assessed measures, the construction of dedicated bike-paths is the one with a greater trip-attraction indicator (455 trips / km of infrastructure-day). The CO2 emissions reduction potential significantly changes among the studied measures and with the size of the city, the results for this indicator ranged between 92 gCO2/trip up to 810 gCO2/trip. These indicators represent a simple and flexible tool to have a first approximation to the mitigation potential of active transport projects in the context of Latin America cities. For instance, when an ex-ante evaluation is needed as an initial requirement for access to climate change finance funds.

Shear modulus of mining tailings from resonant column tests

Resumen En este artículo se presentan los resultados de setenta y dos ensayos de columna resonante desarrollados en dos tipos de materiales provenientes de los depósitos de estériles de las minas de Riotinto (Huelva-España). La metodología de ensayo incorporó diferentes condiciones de presión efectiva de consolidación y nivel de excitación torsional. El equipo utilizado para la ejecución de las pruebas fue una columna resonante de base fija y extremo superior libre. Las presiones efectivas de consolidación se establecieron dentro de un rango variable entre 50 - 300 kPa y las excitaciones torsionales fueron iguales a 0.025, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4 y 0.8 V. Se encontró que dichas combinaciones de ensayo conducen a deformaciones angulares que varían entre 0.003% y 0.148%. Los resultados indican que es posible establecer funciones empíricas sencillas del módulo de rigidez como una función de la deformación angular y de la presión efectiva de consolidación.

Abstract This article presents the results of seventy-two resonant column tests performed in two types of materials from the waste deposits of the Riotinto mines (Huelva - Spain). Methodology test included different conditions of effective consolidation pressure and torsional excitation level. The equipment used was a fixed-free resonant-column system. The effective consolidation pressures were established within a range between 50 - 300 kPa and the torsional excitations were equal to 0.025, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4 and 0.8 V. It was found that such test combinations lead to angular deformations between 0.003% and 0.148%. The results indicate that it is possible to establish simple empirical functions of the stiffness module as a function of the angular deformation and the effective consolidation pressure.

Assessment strategies for the integral management of waste electrical and electronic equipment-WEEE

Resumen Este artículo presenta un modelo para la evaluación de estrategias en la gestión de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE). Estos residuos representan un riesgo para la salud pública y para el medio ambiente, por los compuestos de tipo peligroso que los constituyen y el aumento de su generación. En Colombia existe desde 2013 la ley 1672 lineamientos para la adopción de una política que mejore la gestión de los RAEE. Esta Ley propone objetivos gestión pública, de los cuales en este artículo se evaluaron tres de ellos (Reducción en la generación, incentivo al aprovechamiento, promover la participación integrada). Para esta evaluación, se construyó un modelo utilizando la metodología de Dinámica de Sistemas, la cual permitió establecer la estructura del sistema socio-ambiental de generación y manejo de los RAEE. Así mismo, fueron definidos dos escenarios de evaluación, el primero es el estado inicial o natural que corresponde al sistema sin ninguna estrategia y el segundo es el sistema con la implementación de las estrategias, las cuales se dividieron en dos grupos. Uno es Estrategias de economía circular, educación ambiental y fomento de empleo, y el otro grupo contiene las estrategias de responsabilidad extendida del productor, estímulos de la ciudadanía y tarifa de recolección. Las simulaciones del modelo y comparaciones los escenarios, mostraron que el primer grupo de estrategias disminuyeron la tasa de generación de RAEE. De igual manera, permitieron evaluar segundo grupo de estrategias sobre la tasa de disposición. De igual manera El modelo propuesto para la gestión de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos es útil, para la evaluación de estrategias de gestión de residuos en distintos escenarios.

Abstract This paper presents a model for the evaluation of strategies in the management of Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE). Waste represents a risk to public health and the environment, the dangerous type compounds that constitute them and the increase of their generation. In Colombia, there is a law of 1672 guidelines for the adoption of a policy that improves the management of WEEE. This Law proposes public management objectives, of which in this article three of them were evaluated (Reduction in generation, incentive to use, promote integrated participation). For this evaluation, a model was built using the Dynamics of Systems methodology, which allowed the establishment of the socio-environmental system structure for the generation and management of WEEE. Likewise, the evaluation scenarios were defined, the first is the initial or natural state that corresponds to the system without any strategy and the second is the system with the implementation of the strategies, which were divided into two groups. One is Economic Circular Strategies, Environmental Education and Job Promotion, and the other group contains the producer's extended liability strategies, citizenship incentives and the collection rate. Model simulations and scenario comparisons showed that the first group of strategies decreased in the generation rate of WEEE. Likewise, they allowed a second group of strategies on disposition rate. Likewise, the proposed model for the management of Waste Electrical and Electronic Equipment is useful for the evaluation of waste management strategies in different scenarios.

Bioactivity analysis of the AZ31 Mg alloy coated by PEO (Plasma Electrolytic oxidation)

Resumen El Magnesio es un material que presenta propiedades favorables para su selección como biomaterial; sin embargo, su aplicación se ve restringida por la rápida corrosión. En esta investigación se evaluó la modificación superficial de magnesio AZ31 mediante PEO y su efecto sobre las propiedades protectoras y bioactivas. La microestructura, composición de la fase y la distribución de los elementos en el recubrimiento fue caracterizada mediante MEB, DRX y EDX. La estabilidad química, la resistencia a la corrosión, la bioactividad y las propiedades electrónicas se evaluaron usando EIE y Mott-Schottky en solución de fluido corporal simulado. El análisis de DRX y EDX índico la presencia de MgO, MgSiO4 en los recubrimientos. Un análisis de la sección transversal presento un recubrimiento compacto cerca al sustrato seguido por un estrato poroso en la superficie. Del análisis de EIE se mostró que el tratamiento incrementa la protección del sustrato en un medio fisiológico simulado.

Abstract Magnesium is a material that presents favorable properties for its selection as biomaterial; however, its application is restricted by the rapid corrosion. In this research was evaluated the surface modification of magnesium AZ31 by PEO and its effect on the protective and bioactive properties. The microstructure, phase composition and distribution of elements in the coating were characterized by SEM, XRD and EDX. Chemical stability, corrosion resistance, the bioactivity and electronic properties were evaluated using EIS and Mott-Schottky in simulated body fluid. The analysis of XRD and EDX indicated the presence of MgO, MgSiO4 in the coatings. The cross section analysis present a compact layer close to the substrate followed by an outer porous layer. EIS analysis showed that treatment increased the substrate protection in a simulated physiological medium.

Manufacture of oxy-acetylene thermally sprayed coatings on refractory substrates from unconventional feedstock material

Resumen Se seleccionaron, caracterizaron, procesaron y depositaron sobre ladrillos refractarios, dos residuos industriales provenientes de procesos de la industria petroquímica y termoeléctrica, así como un mineral de cromita. La composición química y las fases cristalográficas de cada uno de estos polvos fueron determinadas mediante Fluorescencia y Difracción de Rayos X, mientras que la morfología y tamaño de partícula fueron analizados mediante Microscopía Electrónica de Barrido. Estos polvos fueron depositados mediante proyección térmica oxiacetilénica sobre ladrillos refractarios silico-aluminosos y concretos de alta alúmina de bajo cemento, cuyas referencias comerciales de la empresa Erecos S.A.S. son ER-40 y CBC-50 respectivamente. Los parámetros utilizados para la elaboración de los recubrimientos fueron optimizados a partir de recubrimientos elaborados previamente y de los resultados de simulaciones realizadas con el software Jets&poudres. De los recubrimientos obtenidos el que presentó mayor homogeneidad en su estructura fue el elaborado con el mineral de cromita, los demás evidenciaron gran cantidad de partículas sin fundir y mayor porosidad. Sin embargo, por la composición química, su buena adherencia y las fases presentes en los recubrimientos todos son potenciales candidatos para ser usados como medio protector contra el deterioro de refractarios expuestos a altas temperaturas.

Abstract A chromite mineral and two industrial residues produced in the petrochemical and thermoelectric industries, were selected, characterized, processed and deposited on refractory bricks. By means of X-ray fluorescence and X-ray diffraction the chemical composition and crystallographic phases of raw materials were analyzed, morphology and particle size was determinate using Scanning Electron Microscopy. The materials were deposit by oxyacetylene thermal spray on silica-alumina refractory bricks and high alumina low cement concrete, commercial references ER-40 and CBC-50 from ERECOS S.A.S.. The parameters used for the coating deposition were optimized based on preliminary test and simulations using the Jets&powders software. The chromite mineral coating displayed greater structure homogeneity than the other two coatings; the last ones presented partially melted particles and high porosity. However, based on the chemical composition, the response to adhesion test and the crystallographic phases present in the coatings, all of them are potential candidates to be used as protective barriers against corrosive effects on refractories.

Evaluation of the genotoxic and mutagenic effect in human lymphocytes exposed to modified carbon nanotubes

Resumen Objetivo: evaluar efecto genotóxico y mutagénico en linfocitos humanos expuestos a nanotubos de carbono (NTC) prístinos y dopados con Nitrógeno. Métodos: linfocitos humanos fueron expuestos a NTC dopados y prístinos (0.08, 0.09, 0.1mg/mL), se evaluó alteraciones cromosómicas e intercambio de cromátidas hermanas (ICH). Resultados: se presentaron rupturas cromatídicas y cromosómicas en linfocitos expuestos a 0.1mg/mL y 0.08mg/mL de NTC prístinos. NTC dopados, indujeron cromosomas dicéntricos y anillos cromosómicos. Se presentó diferencia significativa en el porcentaje de ICH de células tratadas con NTC dopados versus control negativo y NTC prístinos (p<0.0001). Conclusión: la concentración más alta de NTC prístinos indujo daños cromatídicos y cromosómicos; aunque el porcentaje de la población con daño fue inferior al 10%, se consideran perjudiciales para las células. Linfocitos tratados con NTC dopados presentaron menores porcentajes de AC y altos valores en ICH, lo que muestra mayor reparación de material genético con estos compuestos.

Abstract Objective: evaluate the genotoxic and mutagenic effect in human lymphocytes exposed to pristine and N-doped carbon nanotubes. Methods: Methods: human lymphocytes were exposed to pristine and N-doped carbon nanotubes (NTC) (0.08, 0.09, 0.1mg/mL). Sister chromatid exchange (SCE) and chromosomal alterations (CA) tests were evaluated. Results: chromatid breaks and chromosomal breaks (double strand breaks) were identified in lymphocytes exposed to 0.1 and 0.08 mg/mL of the pristine CNT. N-doped CNT, induced dicentric chromosomes and chromosomal rings. There was significant difference in the percentage of SCE of cells treated with doped NTC versus negative control and pristine NTC (p<0.0001). Conclusion: the highest concentration of pristine CNTs induced the most chromatid and chromosomal damage. Although the percentage was less than 10%, such degree of damage is considered harmful to cells. Lymphocytes treated with N-doped CNT presented lower percentages of CA and high percentage of SCE, which shows a greater repair of genetic material with these compounds.

Freight vehicle condition monitoring through the availability

Resumen La aplicación de enfoques de toma de decisión basados en el monitoreo de la degradación de los sistemas a situaciones reales presenta un grupo de barreras tales como la complejidad de los métodos, la disponibilidad de datos, tecnología y personal capacitado. En este trabajo se propone una vía para el monitoreo del estado del vehículo de transporte de cargas a través de la disponibilidad. Para ello se introduce la condición límite de uso racional de los vehículos y se presenta la expresión de la disponibilidad límite vinculada a los resultados económicos de la operación del vehículo, lo que posibilita valorar la conveniencia de la operación del mismo. La aplicación de la propuesta a una flota ilustra sus posibilidades en condiciones reales, obteniéndose un grado de acuerdo “Casi perfecto” entre los resultados del análisis de la disponibilidad y el resultado económico de la operación del vehículo.

Abstract The application of decision making approaches based on systems degradation monitoring in real situations are difficult. Among those difficulties are methods complexity and data, technology and capable personnel availability. In this paper, a way for monitoring freight vehicle condition through availability assessment is proposed. In order to do that, the rational use limit condition of freight vehicles is proposed and a mathematical model of the availability threshold linked with operation economic results is presented. The latest makes possible to value the vehicle operation convenience. The application of the proposal to a fleet shows its possibilities in real conditions. An “Almost perfect” agreement degree between the availability assessment results and the economic result of the vehicle operation was obtained.

Integration of tools for decision making in vehicular congestion

Resumen Este estudio tiene como finalidad presentar un análisis de la utilización e integración de herramientas tecnológicas que ayudan a tomar decisiones en situaciones de congestión vehicular. La ciudad de Quito-Ecuador es considerada como un caso de estudio para el trabajo realizado. La investigación se presenta en función del desarrollo de una aplicación, haciendo uso de herramientas Big Data (Apache Flume, Apache Hadoop, Apache Pig), que permiten el procesamiento de gran cantidad de información que se requiere recolectar, almacenar y procesar. Uno de los aspectos innovadores de la aplicación es el uso de la red social Twitter como fuente de origen de datos. Para esto se utilizó su interfaz de programación de aplicaciones (Application Programming Interface, API), la cual permite tomar datos de esta red social en tiempo real e identificar puntos probables de congestión. Este estudio presenta resultados de pruebas realizadas con la aplicación, durante un período de 9 meses.

Abstract The purpose of this study is to present an analysis of the use and integration of technological tools that help decision making in situations of vehicular congestion. The city of Quito-Ecuador is considered as a case study for the done work. The research is presented according to the development of an application, using Big Data tools (Apache Flume, Apache Hadoop, Apache Pig), favoring the processing of a lot of information that is required to collect, store and process. One of the innovative aspects of the application is the use of Twitter social network as source of origin. For this, it used its application programming interface (API), which allows to take data from this social network and identify probable points of congestion. This study presents results of tests carried out with the application, in a period of 9 months.