DYNA

A review to refrigeration with thermoelectric energy based on the Peltier effect

Abstract Currently, energy demand and environmental pollution have boosted the evolution of different environment friendly technologies for the development of clean and renewable energies. That is why scientific research allows us to demonstrate the use of solid state based devices implementing temperature changes by electric induction. Given the above, a combined thermic generation system is taken into consideration, consisting in an environmentally friendly thermoelectric generator and refrigerator, wich is fueled and controlled by an electric fluid. Therefore, this study gives an approch and mathematic demonstrations to the concepts of greater relevance about the thermoelectric device and the effects of greater incidence, responsible for giving advantageous characteristics to the implementation of Peltier cells as a basic device in a cooling system for smaller applications, maintaining an ecological system, clean and without detrimental effects to the ozone layer, since there is no C02 emissions into the atmosphere.

Resumen En la actualidad la demanda de energía y la contaminación ambiental conlleva a la conciencia de la evolución de distintas tecnologías amigables con el medio ambiente para el desarrollo de energías limpias y renovables, es por esto que la investigación científica nos permite demostrar el uso de dispositivos basados en estado sólido para la implementación de cambios de temperatura basados a partir de inducción de electricidad. Dado lo anterior es considerado un sistema de generación térmico combinado, el cual consiste en un generador termoeléctrico y refrigerador, lo cual es amigable con el medio ambiente siendo alimentado y controlado por fluido eléctrico. Por ende, el siguiente estudio da un acercamiento y demostraciones matemáticas a los conceptos de mayor relevancia sobre el dispositivo termoeléctrico y los efectos de mayor incidencia que son responsables de dar características ventajosas a la implementación de celdas de Peltier como dispositivo base para un sistema de enfriamiento en aplicaciones en tamaño reducido, manteniendo un sistema ecológico, limpio y sin efectos de degradantes a la capa de ozono por la emisión de C02 en la atmosfera.

Mathematical modeling of the load correction coefficient of the lateritic of hydromixtures pumping

Abstract The purpose of the present research was to determine the correction coefficient behavior of the characteristics of the centrifugal pump load curves, using mathematical models, taking into account the rheological properties. From experimental studies such as X-ray diffraction, X-ray fluorescence, particle size analyzer, rheological analysis and mathematical modeling the behaviors of the physical and chemical interactions that take place in non-Newtonian fluids were obtain. It is concluded that to obtain a mathematical model of the correction coefficient and the equations describing the behavior of the characteristic load - discharge curves of the networks and of the pumps to, by means of the joint analysis of these, obtain the frequency of rotation of the impeller that guarantees the required flow rates in energy efficient operating regimes.

Resumen La presente investigación tuvo como propósito determinar el coeficiente de corrección del comportamiento de las características de las curvas de carga de bombas centrífugas mediante la utilización de modelos matemáticos al tener en cuenta las propiedades reológicas. A partir de estudios experimentales como técnicas de difracción de rayos-X, fluorescencia de rayos-X, analizador de tamaño de partículas, análisis reológico y modelación matemática se obtiene los comportamientos de las interacciones físicas y químicas que tienen lugar en fluidos no newtoniano. Se concluye que obtener un modelo matemático del coeficiente de corrección y de las ecuaciones que describen el comportamiento de las curvas características carga - descarga de las redes y de las bombas para, mediante el análisis conjunto de estas, obtener la frecuencia de rotación del impelente que garantiza los caudales requeridos en regímenes de operación energéticamente óptimos.

Numerical comparisons of sandwich viscoelastic beam models

Abstract Composite structures with elastic layers and viscoelastic core have been used as a passive damping treatment applied to reduce vibration amplitudes. In the design phase of this type of damping technique, many aspects ranging from computer modeling to laboratory tests should be considered. Due to the frequency dependency of mechanical properties on these materials, time domain based models for viscoelastic materials are not as numerous as frequency domain based methods. Usually, time domain methods introduce extra dissipation coordinates or internal variables as Golla-Hughes-McTavish (GHM) method and also Anelastic Displacement Field (ADF) method. In this paper, these methods are evaluated by comparing their results to the ones obtained by means of theoretical analysis. Processing time are also evaluated highlighting advantages and disadvantages of these methodologies. Finally, these two-time domain methods are applied to a real structure, pointing out the facilities and difficulties to simulate an actual situation.

Resumen Estructuras compuestas con capas elásticas y núcleo viscoelástico han sido usadas como tratamiento amortiguador pasivo para reducir las amplitudes de vibraciones. En el proyecto de este tipo de técnica de amortiguación, muchos aspectos deben ser considerados, desde este modelaje computacional hasta ensayos en laboratorio. En este artículo, un abordaje basado en los modelos Golla-Hughes-McTavish (GHM) y Anelastic Displacement Field (ADF) son presentados y aplicados al modelaje de materiales viscoelásticos. Con el fin de evaluar los resultados numéricos se realizó un programa experimental. En este sentido, a partir de las propiedades dinámicas de un material viscoelástico, son evaluados el comportamiento de estructuras sándwich a través de modelos numéricos, enseñándonos las ventajas y desventajas de estas metodologías.

Continuous Estimation of Speed and Torque of Induction Motors Using the Unscented Kalman Filter under Voltage Sag

Abstract Due to sensor limitations in some applications, induction motors state estimators are widely used in industries. One of the most powerful tools available for estimation is the Kalman filter. In this paper, unscented Kalman filter (UKF) and extended Kalman filter (EKF) is used to estimate the speed and torque of an induction motor. In the UKF algorithm, three types of unscented transformation (UT): basic, general and spherical types are presented and compared. It will be shown that the spherical UKF presents good estimation performance. Speed and torque Estimation approach is applied at both steady state conditions and at the time of sudden and rapid change in the motor input voltage. It will be shown that, EKF cannot trace the motor speed at the time of a large disturbance. Finally, experimental validation is presented to show the effectiveness of UKF for continuous estimation of torque and speed of induction motors.

Resumen Como se veía las limitaciones en los sensores en algunas aplicaciones, los motores asíncronos estimadores de estado ya son ampliamente utilizados en las industrias. Una de las herramientas disponibles y más potentes es el filtro de Kalman. En el presente artículo el Filtro de Kalman Unscented (UKF en siglas en inglés) y el Filtro de Kalman Extendido(EKF) se usan para estimación de la velocidad y el par motor o torque de un motor de inducción. En el algoritmo de UKF, hay 3 tipos de la transformación “unscented” que son presentados y comparados: Basica, general y esférica. Se muestra en ese artículo que el UKF esférico presentará una buena estimación. En materia de la estimación de la velocidad y el par motor, que son aplicados tanto en condiciones que están en estado estacionario como en los cambios repentinos y rápidos en el voltaje de entrada del motor. Y además va a mostrar que el EKF no es capaz de rastrear la velocidad del motor en el momento cuando hay una larga perturbación. Por último, la validación experimental es presentada para mostrar la eficacia del UKF de forma continua en la estimación del par motor y la velocidad de los motores asíncronos.

Predictive model of microorganism mesophiles in processed meat products during storage under fluctuating temperatures

Abstract The aim of this investigation was to develop a predictive model of microorganism mesophiles in processed meat products during storage under fluctuating temperatures between 1°C to 7°C to establish the shelf removal date of the products based on mesophiles limits established by Colombian Technical Standard NTC 1325 of 2008 for non-canned processed meat products. The variables used in the model were as follows: temperature, storage time and population of microorganisms at the beginning of storage. The S curve of the growth of the microorganisms was approximated by sections using a multivariate quadratic regression equation. The model achieved 91% accuracy for the prediction of the shelf removal date. In terms of practicality, the model offers a simpler alternative to traditional models for the prediction of microorganisms that require a greater amount of parameters and data.

Resumen El objetivo de esta investigación fue desarrollar un modelo predictivo de microorganismos mesófilos para productos cárnicos procesados almacenados a temperaturas variables entre 1 °C y 7°C para establecer la fecha de retiro del producto en anaquel en función del límite de microorganismos mesófilos establecido por la NTC 1325 de 2008 para productos cárnicos procesados no enlatados. Las variables usadas en el modelo fueron: temperatura, tiempo de almacenamiento y población de microorganismos mesófilos al inicio del almacenamiento. La curva S de crecimiento de los microorganismos fue aproximada por tramos mediante una ecuación de regresión cuadrática multivariable. El modelo logró una exactitud del 91% en la predicción de la fecha de retiro de anaquel. En términos de practicidad, el modelo nos ofrece una alternativa más simple a los modelos tradicionales de predicción de microorganismos que requieren una mayor cantidad de parámetros y datos.

Development of an easy-to-assemble external fixation system for bone transport

Abstract We developed a monolateral external fixation system for bone lengthening that is easier to assemble than commercial systems. In this system, the clamps can be laterally assembled to the rail in contrast to the commercial systems in which the clamps can only be assembled from the ends. The system is formed by clamps, screws, and a rail. The rail is composed of two carbon fiber circular rods of ½” diameter and 42 cm length. The clamps can slide with respect to the rail to allow bone distraction or may be fixed to the rail by using a wedge and a screw. The prototype was mechanically evaluated under the ASTM F1541 standard. The stiffness in axial loading, medio-lateral bending (ML), antero-posterior bending (AP), and flexo-torsional loading were 117 N/mm, 46 N/mm, 8.7 N/mm, and 5.8 N-mm/°, respectively, which are in the range of the stiffness of commercial systems.

Resumen Se desarrolló un sistema de fijación externa monolateral para alargamiento de huesos más fácil de utilizar que los sistemas comerciales puesto que las prensas pueden ser ensambladas lateralmente en el riel a diferencia de los sistemas comerciales donde las prensas solo se pueden ensamblar desde los extremos. El sistema está formado por prensas, tornillos y riel. El riel está formado por dos barras circulares de fibra de carbono de ½” diámetro y 42 cm de longitud. Las prensas se pueden deslizar axialmente con respecto al riel para permitir distracción o se pueden fijar al riel usando una cuña y un tornillo. El prototipo fue evaluado mecánicamente bajo la norma ASTM F1541. La rigidez bajo carga axial, flexión Medio Lateral (ML), flexión Antero Posterior (AP), y flexo torsión fueron 117 N/mm, 46 N/mm, 8.7 N/mm, and 5.8 N-mm/° respectivamente, que están en el rango de rigidez de sistemas comerciales.

Voltage stability assessment using fast non-dominated sorting algorithm

Abstract This paper presents a method to calculate multiple voltage stability limits (VSLs), voltage stability margins (VSMs), and voltage stability curves (VSCs). A multiobjective metaheuristic algorithm was used to change real and reactive powers of loads and generators and perform contingencies of the network elements. The maximum values of real and reactive powers were selected using fast non-dominated sorting and crowding distance techniques, combined with a conventional power flow (PF), and referred to in this paper as NSPF. The results show that the method can select and assess multiple maximum real and reactive powers allowed for a bus, an area, or the power system and that it can consider changes in load, generation, and contingencies. Results were validated using the PF and continuation power flow methods. The method finds a large number of VSCs in less time than the conventional methods and estimates multiple VSLs and VSMs.

Resumen Este trabajo presenta un método para calcular múltiples límites de estabilidad de tensión (LET), márgenes de estabilidad de voltaje (MET) y curvas de estabilidad de tensión (CET). Se utilizó un algoritmo metaheurístico multiobjetivo para cambiar las potencias de las cargas y generadores, y contingencias. Los valores máximos de las potencias se seleccionaron mediante ordenamiento no dominado rápido y distancia de apilamiento, combinadas con un flujo de potencia convencional (FP) y referido en este trabajo como NSPF. Los resultados muestran que el método puede seleccionar y evaluar múltiples potencias reales y reactivas en un nodo, área o el sistema de potencia, y que pueden considerar cambios en la carga, la generación y contingencias. Los resultados fueron validados utilizando los métodos de FP y flujos de potencia de continuación. El método encuentra un gran número de CET en menos tiempo que los métodos convencionales y estima múltiples LET y MET.

Bioclimatic modeling for determining the minimum area of natural ventilation in buildings for the wet processing of coffee

Abstract This study aimed to find the minimum area of natural ventilation suitable for coffee processing wet facilities in Colombia that have mechanical drying inside, in order to preserve the quality of coffee through a bioclimatic environment conducive to biological safety, this study was made with the help of computational simulation in EnergyPlusTM program. It was found that as the drying capacity is increased, and therefore the power of the drying machines, temperature and internal humidity tend to increase. Furthermore an inverse linear correlation was found between the area of natural ventilation and variables temperature and relative humidity. Finally, it is found relationships between the minimum area of natural ventilation and the drying capacity, in order to obtain a suitable bioclimatic environment for preserving of coffee parchment.

Resumen Este estudio tuvo como objetivo encontrar el área mínima de ventilación natural necesaria para instalaciones de beneficio húmedo de café con secado mecánico en su interior, con el fin de preservar la calidad de café a través de un ambiente bioclimático que propicie la inocuidad biológica, este estudio se realizó con ayuda de simulaciones computacionales en el programa EnergyPlusTM. Se encontró que a medida que se incrementa la capacidad de secado, y por ende la potencia de las máquinas de secado, la temperatura y la humedad relativa interna tienden a aumentar. Por otra parte, se encontró una correlación lineal inversa entre el área de ventilación natural y las variables temperatura y humedad relativa. Por último, se encontraron relaciones de área mínima de ventilación natural con la capacidad de secado, con el fin de obtener un ambiente bioclimático adecuado para la preservación del café pergamino.

Evaluation of polyhydroxyalkanoate (PHAs) production with a bacterial isolate using cassava flour hydrolysates as an alternative substrate

Abstract In the production of polyhydroxyalkanoates (PHAs), the costs of the process are mainly associated with the carbon source and most production studies are carried out with commercial strains. In this study, PHAs production was evaluated using SB-34, a wild-type strain, in comparison with Ralstonia eutropha H16, a referenced strain growing in cassava flour hydrolysates, as an alternative carbon source. SB-34 reached a maximum biomass of 5,49 ± 0,21 g / L, and a PHAs production of 3,23 ± 0,21 g / L, exceeding the maximum values obtained by R. eutropha H16 (3,8 ± 0,45 g / L and 2,42 ± 0,23 g / L, respectively). Analyses with FTIR indicated that the polymer obtained with SB-34 is a P(3-HB) polyhydroxybutyrate. A molecular analysis identified SB-34 as Burkholderia sp. with 96 % of similarity.

Resumen En la producción de polihidroxialcanoatos (PHAs), los costos del proceso se asocian principalmente con la fuente de carbono y la mayoría de los estudios de producción se realizan con cepas comerciales. En este estudio, se evaluó la producción de PHAs utilizando una cepa silvestre, SB-34, en comparación con una cepa de referencia, Ralstonia eutropha H16, creciendo en hidrolizados de harina de yuca como fuente de carbono alternativa. SB-34 alcanzó un máximo de biomasa de 5.49 ± 0.21 g / L, y un PHAs de 3.23 ± 0.21 g / L que excede los valores máximos obtenidos por R. eutropha H16 (3.8 ± 0.45 g / L y 2.42 ± 0.23 g / L, respectivamente). Los análisis con FTIR indican que el polímero obtenido con SB-34 es del tipo polihidroxibutirato P (3-HB). El análisis molecular identificó al SB-34 como Burkholderia sp. con 96% de similitud.

Argumentation-based intention formation process

Abstract In this work, we present an argumentation-based formalization for supporting the process of formation of intentions in practical agents. This is based on the belief-based goal processing model proposed by Castelfranchi and Paglieri, which is a more expressive and refined model than the BDI (Beliefs-Desires-Intentions) model. We focus on the progress of goals since they are desires until they become intentions, including the conditions under which a goal can be cancelled. We use argumentation to support the passage of the goals from their initial state until their final state. Our proposal complies with the properties defined by Castelfranchi and Paglieri, diachrony and synchrony. The first means that the support is given since the goal is a desire until it becomes an intention, and the second means that the support can be tracked, i.e. there is a memory of the cognitive path from the beginning of the process until the end.

Resumen Este trabajo presenta una formalización basada en argumentación para el proceso de formación de intenciones en agentes prácticos. Se basa en el modelo de procesamiento de objetivos propuesto por Castelfranchi y Paglieri, el cual es un modelo más expresivo y con más etapas que el modelo BDI (Creencias-Deseos-Intenciones). Nos enfocamos en la evolución de los objetivos desde que son deseos hasta que se convierten en intenciones, incluyendo las condiciones bajo las cuales pueden ser cancelados. La argumentación soporta el paso de los objetivos desde su estado inicial hasta el final. Nuestra propuesta cumple con las propiedades de diacronía y sincronía. La primera quiere decir que el soporte se da desde que el objetivo es un deseo hasta que es una intención, y la segunda significa que la trayectoria del soporte puede ser seguida, i.e. hay una memoria del camino cognitivo que va desde el comienzo del proceso hasta su final.

Optimal joint RAN selection and resource allocation strategy in HetNet under Co-channel and user centric deployment

Abstract In this article, a joint Radio Access Network selection strategy and a sub-channel resource allocation scheme are introduced, in which the downlink of a two-tier HetNet system is deployed in a co-channel deployment. With this scenario in mind, a Semi Markovian Decision Process based-model is proposed to find an optimal policy for user association and the channel allocation, where the long-term expected reward is maximized. For the proposed strategy, the sub-channel allocation is only considered for those new and handoff petitions that potentially can be allocated in one of the SCs. In addition, with the aim of contributing to the enhancement of the overall usage of radio resources, a traffic offloading process is considered at the departure of the sessions. In order to motivate the session offloading from the MC to the SCs at departure times, we have defined that two sub-channels will be allocated in the SC for each offloaded session. Analytical results quantify and show the effectiveness of the proposed strategy.

Resumen En este artículo, una estrategia conjunta para la selección de Red de Acceso y un esquema para la asignación de recursos de sub-canal son introducidas, donde un sistema de Redes Heterogéneas (HetNet) de dos capas es desplegada usando una sola portadora (i.e., un despliegue co-canal). Este contexto indica que la macro celda genera interferencia a los usuarios que son servidos por las celdas pequeñas y viceversa. Teniendo en cuenta este escenario, un modelo basado en Procesos de Decisión Semi Markovianos es propuesto para determinar una política óptima para la asociación de usuarios y la asignación de recursos de sub-canal, donde la recompensa en el largo plazo es maximizada. Para la estrategia propuesta, la asignación de recursos de sub-canal es únicamente considerada para aquellas peticiones nuevas o de handoff que potencialmente pueden ser asignadas en una de las celdas pequeñas. Adicionalmente, con el fin de contribuir a la mejora del uso general de los recursos de radio, un proceso de descarga de tráfico es considerado al momento de finalizar una sesión. Aquí, para motivar la descarga de tráfico de la macro celda a las celdas pequeñas, es definido que dos sub-canales serán asignados en la celda pequeña para cada sesión descargada. Resultados analíticos cuantifican y muestran la efectividad de la estrategia propuesta.

Hybrid model to design a distribution network in contract farming

Abstract This paper suggests a hybrid model to solve a distribution problem incorporating the impact of uncertainty in the solution. The model combines the deterministic approach and the simulation including stochastic variables such as harvest yield, loss risk and penalties/benefits to design a distribution network with the minimal cost. Through a case study that includes farmers, hubs and malt producers in the supplying chain of barley in Mexico, nine possible scenarios were analyzed to plan and distribute the harvested grain based on contract farming. This approach gets an optimal solution through an iterative process simulating the suggested solution by a mixed-integer linear programming model under uncertain conditions. The results show the convenience of maintaining the operation between four and five hubs depending on the possible scenario; besides, the variation of the levels of the barley producers’ capacities are key elements in the planning to minimize the distribution cost throughout the suggested chain

Resumen En este artículo se plantea un modelo hibrido para resolver un problema de distribución incorporando el impacto de la incertidumbre en la solución. El modelo combina el enfoque determinista y la simulación de eventos discretos incluyendo variables estocásticas como los rendimientos en la cosecha, siniestralidad y penalidades/bonificaciones para el diseño una red de distribución con el costo mínimo. Mediante un caso de estudio que incluye granjeros, hubs y procesadores de malta en la cadena de suministro de la cebada en México, se analizaron nueve posibles escenarios para la planeación de la distribución basado en la agricultura por contrato. Este enfoque obtiene una solución óptima simulando la solución propuesta por un modelo de programación lineal entera mixta bajo condiciones de incertidumbre. Los resultados muestran la conveniencia de mantener en operación entre cuatro a cinco hubs dependiendo del posible escenario, además la variación en los niveles de las capacidades de los procesadores de malta son elementos clave en la planeación para minimizar el costo de distribución a lo largo de la cadena propuesta.

Towards the reduction of the effects of muscle fatigue on myoelectric control of upper limb prostheses

Resumen Este artículo presenta una investigación centrada en el impacto de la fatiga muscular en un esquema de reconocimiento de patrones para el control mioeléctrico que utiliza tres conjuntos de características y un clasificador de análisis discriminante lineal. Los cambios en las características mientras se inducía la fatiga muscular se evalúan mediante la separabilidad y la repetibilidad entre las clases. Los resultados muestran que mientras la fatiga muscular aumenta con el tiempo, tanto la separabilidad como la repetibilidad disminuyen. Finalmente se evaluaron, mediante tasa de error total (TER), dos esquemas de entrenamiento que usan datos adquiridos bajo fatiga: entrenamiento multicondición y clasificación selectiva. Los resultados indican que, utilizando entrenamiento multicondición, el TER disminuyó para fatiga moderada y fatiga, pero aumentó para no-fatiga. Por otro lado, al usar clasificación selectiva, TER disminuyó a 9.26 % y 11 % en casos fatiga moderada y fatiga, mientras que la condición no-fatiga no se vio afectada.

Abstract This paper presents a research centered on the impact of muscle fatigue on a pattern recognition scheme for myoelectric control that uses three features sets and a Linear Discriminant Analysis classifier. Separability and repeatability between classes were used to evaluate the features changes while muscle fatigue was induced. Results show that while muscle fatigue is increasing over time, both separability and repeatability of the classes decrease. Finally two training schemes that use data acquired under fatigue, multiconditional training and selective classification, were evaluated using the Total Error Rate (TER). Results indicate that, when LDA classifier was trained whit no-fatigue, moderated fatigue and fatigue data, TER decreased for moderated and fatigue data, but increased for no-fatigue data. On the other hand, using three LDA classifiers for each of the condition, TER decreased to 9.26 % and 11 % in moderated fatigue and fatigue cases, while no-fatigue cases were not affected.

Influencia de la formulación en las propiedades termofísicas y parámetros de calidad de un helado de crema de leche

Abstract Thermophysical properties and the quality parameters of vanilla dairy ice cream were evaluated as a function of formulation. The sucrose were substituted for alternative sweeteners, and whey powder was used to adjust the nonfat solid content. A mixture design for four ingredients (sucrose, fructose, stevia, and whey powder) was applied. The ice cream composition was correlated with the thermophysical properties (density, viscosity, heat capacity, thermal diffusivity, and thermal conductivity). The optimal formulation, based on the quality parameters (time until first drop falls, melting time, and overrun), was determined. Additionally, the quality parameters were correlated with the thermal properties. The whey powder had a positive effect on the variables measured, improving the quality parameters. The best formulation was 12.1782 % whey powder and 0.0218 % stevia. No significant sensory instead difference was found between this formulation and a commercial ice cream sample. Sucrose was totally replaced with stevia and whey powder in the final product.

Resumen Se evaluaron las propiedades termofísicas y los parámetros de calidad de un helado de vainilla en función de la formulación. La sacarosa se sustituyó por edulcorantes alternativos, y se usó lactosuero en polvo para ajustar el contenido sólido lácteos no grasos. Se aplicó un diseño de mezcla para cuatro ingredientes (sacarosa, fructosa, estevia y suero en polvo). La composición del helado se correlacionó con las propiedades termofísicas (densidad, viscosidad, capacidad de calor, difusividad térmica y conductividad térmica). Se determinó la formulación óptima, basada en los parámetros de calidad (tiempo de caída de primera gota, el tiempo de derretimiento y overrun). Además, los parámetros de calidad se correlacionaron con las propiedades térmicas. El lactosuero en polvo evidenció un efecto positivo sobre las variables medidas, mejorando los parámetros de calidad. La mejor formulación fue 12.1782% de suero de leche en polvo y 0.0218% de estevia. No se encontraron diferencias sensoriales significativas entre esta formulación y una muestra comercial de helado. La sacarosa fue reemplazada por la estevia y el suero en polvo en el producto final.

Mechanism of glycerol dehydration and dehydrogenation: an experimental and computational correlation

Abstract Experimental formation of hydroxyacetone (HA) from glycerol over La2CuO4 catalyst under mild experimental conditions (533 K, N2 atmosphere) was correlated with molecular modeling results with the aim to propose reaction pathways. Based on these results, a novel mechanism in terms of elementary reactions is proposed for gaseous phase process. The results suggest that there are two main routes that contribute to HA formation. The main and more feasible reaction pathway corresponds to the direct 1,2-dehydration of glycerol. The second pathway involves the dehydrogenation of glycerol to produce glyceraldehyde, which is then dehydrated toward HA through the formation of a six-membered cyclic transition state during the hydrogenation step. Finally, the pyruvaldehyde formation pathway was found to be a parallel reaction to the HA formation which could be displaced by tuning the reaction conditions. HA formation as a result of pyruvaldehyde hydrogenation was also proposed, but it was found to be a less important route.

Resumen La formación de hidroxiacetona (HA) a partir de glicerol sobre el catalizador La2CuO4 fue evaluada desde una perspectiva experimental (533 K en atmósfera de N2) y computacional con el objetivo de proponer rutas de reacción. Un mecanismo novedoso, en términos de reacciones elementales se propone para la reacción en fase gaseosa. Este mecanismo sugiere dos rutas principales que contribuyen a la formación de HA. La ruta principal corresponde a la 1,2-deshidratación del glicerol, mientras la segunda ruta involucra la deshidrogenación de glicerol para producir gliceraldehído, el cual es posteriormente deshidratado hacia HA a través de la formación de un estado de transición cíclico de seis miembros. La formación de piruvaldehído se presenta como una reacción paralela a la formación de HA, la cual puede ser desplazada modulando las condiciones de reacción. La formación de HA a partir del piruvaldehído es una ruta menos importante.

Some physical characteristics of the O/W macroemulsion of oleoresin of astaxanthin obtained from biomass of Haematococcus pluvialis

Abstract Macroemulsions facilitate the solubilization, stability, bioaccessibility, and bioactivity of compounds with low solubility, as is the case of the emulsion developed from astaxanthin oleoresin (10%). In this study, some characteristics of the physical behavior of the macroemulsion with astaxanthin oleoresin that are in close relationship with stability were determined. One of them was the viscosity at 5, 10, 20 and 30°C. Another, corresponded to observing the size variation of the micelles, observed under the microscope for 8 days and finally, the color was determined in CIEL*a*b* system for 34 days. The results showed that the macroemulsion behaved like a shear thinning fluid up to 20°C, becoming a shear thickening fluid at 30° C. In addition, the macroemulsion presented stability in the color as time elapsed; observing some slight variations that may be due to flocculation and coalescence. Both affect the viscosity at low temperatures.

Resumen Las macroemulsiones facilitan la solubilización, estabilidad, bioaccesibilidad y bioactividad de compuestos con baja solubilidad, como es el caso de la emulsión desarrollada a partir de oleorresina de astaxantina (10%). En este trabajo se determinaron algunas características del comportamiento físico de la macroemulsión con oleorresina de astaxantina que están en estrecha relación con la estabilidad. Una de ellas fue la viscosidad a 5, 10, 20 y 30°C. Otra correspondió a observar la variación de tamaños de las micelas, observándose al microscopio por 8 días y por último, se determinó el color en el sistema CIEL*a*b* durante 34 días. Los resultados arrojaron que la macroemulsión se comportó como un fluido pseudoplástico hasta 20°C, pasando a ser un fluido dilatante a 30°C. Además, la macroemulsión presentó estabilidad en el color a medida que el tiempo transcurrió; observándose en algunas ligeras variaciones que pueden ser debidas a la floculación y coalescencia. Ambos, afectan a la viscosidad en temperaturas bajas.

Landslide risk assessment in slopes and hillsides. Methodology and application in a real case

Abstract This document describes technical concepts and terms related to landslide risk on slopes and hillsides, from a comprehensive approach. A general methodology is presented for the risk analysis and assessment according to the threat, given by the interrelation susceptibility - probability of landslide occurrence; and the vulnerability of the exposed elements, obtained from a multifactorial analysis that considers physical and social aspects. Susceptibility is obtained considering various conditioning and triggering factors of instability and the probability of event occurrence is estimated from deterministic methods. The vulnerability analysis is done considering the spatial and temporal components of the potential events, as well as the impact that these could have on the exposed elements, in terms of social and material losses. This methodology is applied to the study of an urban slope in the city of Tijuana, Mexico.

Resumen En este documento se describen conceptos y términos técnicos relacionados con el riesgo de deslizamientos en taludes y laderas, desde una perspectiva de enfoque integral. Se presenta una metodología general para el análisis y evaluación del riesgo en función de la amenaza, dada por la interrelación susceptibilidad - probabilidad de ocurrencia del deslizamiento; y de la vulnerabilidad de los elementos expuestos, obtenida de un análisis multifactorial que considera aspectos físicos y sociales. La susceptibilidad es obtenida considerando diversos factores condicionantes y desencadenantes de inestabilidad y la probabilidad de ocurrencia de los eventos se estima a partir de métodos determinísticos. El análisis de vulnerabilidad se realiza considerando las componentes espacial y temporal de los eventos potenciales, así como el impacto que estos podrían tener sobre los elementos expuestos, en términos de pérdidas sociales y materiales. Esta metodología se aplica al estudio de un talud urbano den la ciudad de Tijuana, México.

Implementation of the ultrasonic through-transmission technique for the elastic characterization of fiber-reinforced laminated composite

Abstract Laminated composites are widely used in applications when a high strength-to-weight ratio is required. Aeronautic, naval and automotive industries use these materials to reduce the weight of the vehicles and, consequently, fuel consumption. However, the fiber-reinforced laminated materials are anisotropic and the elastic properties can vary widely due to non-standardized manufacturing processes. The elastic characterization using mechanical tests is not easy, destructive and, in most cases, not all the elastic constants can be obtained. Therefore, alternative techniques are required to assure the quality of the mechanical parts and the evaluation of new materials. In this work, the implementation of the ultrasonic through-transmission technique and the characterization of some engineering materials is reported. Isotropic materials and laminated composites of carbon fiber and glass fiber in a polymer matrix were characterized by ultrasound and mechanical tests. An improved methodology for the transit time delay calculation is reported.

Resumen Los compuestos laminados son usados en aplicaciones donde una alta relación resistencia/peso es requerida. Las industrias aeronáutica, naval y automotriz usan estos materiales para reducir el peso de sus vehículos y ahorrar combustible. Sin embargo, los materiales compuestos laminados son anisotrópicos y sus propiedades varían ampliamente debido a procesos de manufactura no estandarizados. La caracterización elástica de estos materiales usando ensayos mecánicos no es fácil, por lo general las pruebas son destructivas y, en la mayoría de los casos, no es posible obtener todas las constantes elásticas. Por tanto, técnicas de caracterización alternativas son requeridas para asegurar la calidad de las piezas fabricadas y el estudio de nuevos materiales. En este trabajo se reporta la implementación de la técnica de la transmisión ultrasónica y la caracterización de algunos materiales de ingeniería. Muestras de materiales isotrópicos y compuestos laminados de fibra de carbono y vidrio en matriz polimérica fueron caracterizados por ultrasonido y ensayos mecánicos. Se reporta una metodología alternativa para el cálculo de los atrasos.

Almidones de yuca modificados por biocatálisis enzimática: efecto del tiempo de reacción y método de secado

Resumen Actualmente surge la necesidad desarrollar y producir almidones modificados que permitan potenciar su aplicabilidad como aditivos en la industria alimentaria. En este se evaluó el efecto del tiempo de biocatálisis y tipo de secado (convección forzada y secado a vacío) sobre las propiedades morfológicas, estructurales y de empastamiento de gránulos de almidón de yuca modificados enzimáticamente. La aplicación de la amiloglucosidasa generó un grado de hidrólisis que oscila entre 35.87 y 41.02 % equivalentes de dextrosa (ED), además, provocó cambios significativos en la morfología de los gránulos de almidón. A nivel estructural, el almidón modificado revela cambios sustanciales con respecto al control, donde los espectros de FT-IR muestran el desplazamiento de bandas de absorción por tensión o flexión en la región entre 900 a 1100 cm-1 debido al rompimiento de uniones glucosídicas α-D-(1,4) o α-D-(1,6), aumentando las propiedades de hinchamiento, absorción y solubilidad en agua. Asimismo, se reportan cambios significativos en las propiedades de empastamiento junto con un incremento de estabilidad en las propiedades tecnofuncionales de los almidones hidrolizados secados a vacío.

Abstract Currently, comes up the need to develop and produce modified starches that allow enhancing their applicability as additives in food industry. In this, the effect of biocatalysis time and type of drying (forced convection and vacuum drying) on the morphological, structural and pasting properties of enzymatically modified cassava starch granules was evaluated. The application of amyloglucosidase generated a degree of hydrolysis ranging between 35.87 and 41.02% dextrose equivalents (ED), in addition, it caused significant changes in starch granules morphology. At structural level, modified starch reveals substantial changes with respect to control, where FT-IR spectra show the displacement of absorption bands by tension or bending in the region between 900 and 1100 cm-1 due to the breakdown of α-D-glucosidic bonds α-D-(1,4) or α-D-(1,6), increasing swelling, absorption and solubility in water properties. Likewise, significant changes are reported in pasting properties together with an increase in stability in techno-functional properties of hydrolyzed starches dried by vacuum.

Evaluating gelling-agent mixtures as potential substitutes for bacteriological agar: an approach by mixture design

Abstract Gelling agents are components to solidify media cultures facilitating the isolation of microorganisms in pure cultures. Agar is the most used gelling agent in microbiological field because of properties like gelling temperature and a desirable texture (high firmness and low adhesiveness). A current problem with agar manufacture is that overexploitation of the algae Gelidium spp is affecting the species conservation and has increased agar’s market price by up to 300%. The aim of this research was to propose substitutes of bacteriological agar in terms of texture by using some reported gelling agents used by food and agroindustry. To determine the effects of the components on texture, were proposed a mixture-design screening to establish an optimal mixture that replace agar. The optimal result, according to the desirability function, were composed of arabic gum (2%), gelan gum (0.5%) and carrageenan (0.5%). This mixture exceeds the firmness of the reference matrix (agar at 2%) by 15% and is potentially 25% more cheaper and without significative statistical difference in growth CFU when compared to agar based media.

Resumen Los agentes gelificantes son componentes que solidifican medios de cultivo para facilitar el aislamiento de microorganismos en cultivos puros. El agar es el agente gelificante más utilizado en el campo microbiológico debido a propiedades como su temperatura de gelificación y una textura deseable (alta firmeza y baja adhesividad). El problema actual de la producción de agar es que la sobreexplotación de las algas Gelidium spp está afectando la conservación de la especie y ha aumentado su precio de mercado hasta en un 300%. El objetivo de esta investigación fue proponer sustitutos del agar bacteriológico en términos de textura mediante el uso de algunos agentes gelificantes utilizados por la industria de alimentos y la agroindustria. Para determinar los efectos de los componentes en la textura, se propuso un diseño de mezcla tipo screening para establecer una mezcla óptima que reemplace el agar. El resultado óptimo, según la función de deseabilidad, se compone de goma arábiga (2%), goma gelan (0,5%) y carragenina (0,5%). Esta mezcla superó la firmeza de la matriz de referencia (agar al 2%) 15% y es potencialmente un 25% más económica. Además, no presentó una diferencia estadísticamente significativa en el conteo de UFC en comparación con los medios basados en agar.

Free fatty acids in rice bran during its storage after a treatment by twin-screw extrusion to prevent possible rapid hydrolytic rancidity of lipids

Abstract This research studied the prevention of hydrolytic rancidity during the storage of rice bran stabilized by an extrusion process. A double screw extruder was used, set at 130° C in the barrel and a rotational speed of the screws programmed at 200 RPM. The moisture content of the bran was adjusted at 20%. The treated bran was stored, using two packing methods (with and without vacuum), at two ambient conditions (18° C - 70 % RH and 30° C - 78% RH) for a period of 8 weeks. The content of free fatty acids (FFA) in the rice bran was observed during the storage time period. The extruded treated rice bran stored at 18° C - 70% RH resulted in lower values of FFA in comparison with the values in the bran kept at 30° C - 78% RH. Vacuum packaging showed a significant disadvantage as compared to packaging without vacuum.

Resumen Esta investigación estudió la prevención de rancidez hidrolítica durante el almacenamiento del salvado de arroz extruido. Se usó un extrusor de doble tornillo, ajustado a 130° C en el barril y una velocidad de rotación de los tornillos de 200 RPM. El contenido de humedad del salvado se ajustó al 20%. El salvado tratado se almacenó utilizando dos métodos de envasado (con y sin vacío), en dos condiciones ambientales (18° C - 70% HR y 30° C - 78% HR) durante un período de 8 semanas. El contenido de ácidos grasos libres (AGL) en el salvado de arroz se observó durante el almacenamiento. El salvado tratado extruido almacenado a 18° C - 70% de HR presentó valores más bajos de AGL en comparación con los valores del salvado a 30° C - 78% de HR. El envasado al vacío mostró una desventaja significativa en comparación con el envasado sin vacío.

The effect of changes in vegetation cover on the hydrological response of the sub-basin Los Pozos

Abstract In the current study the SWAT hydrological simulation model was implemented in the sub basin Los Pozos, located in the Aquitania municipality, department of Boyacá, Colombia, in order to quantify the effect caused by changes from plant cover in the hydrological response. The affordmentioned was evaluated in recovery scenarios, which were formulated taking into account the territory planning instruments, and scenarios the agricultural expansion frontiers. The model was manually calibrated and validated to improve its prediction capacity by means of the coefficient of R2 determination, the Nash-Sutcliffe efficiency index and percentage bias (Percent Bias-PBIAS), making the sensitivity analysis previously, which facilitated the calibration process. Once the model hydrologically represented the subbasin the scenarios were created, allowing identifying the handling in terms of plant cover that can be implemented to favor water regulation.

Resumen En el presente estudio se implementó el modelo de simulación hidrológica SWAT en la subcuenca Los Pozos, ubicada en el municipio de Aquitania, departamento de Boyacá, Colombia, con el fin de cuantificar el efecto que causan los cambios de cobertura vegetal en la respuesta hidrológica. Lo anterior se evaluó en escenarios de recuperación, los cuales fueron formulados teniendo en cuenta los instrumentos de planificación territorial, y escenarios de ampliación de fronteras agricolas. El modelo se calibro y validó manualmente para mejorar su capacidad de predicción mediante el coeficiente de determinación R2, el índice de eficiencia de Nash-Sutcliffe y el sesgo porcentual (PBIAS), realizando con anterioridad el análisis de sensibilidad, el cual facilito el proceso de calibración. Una vez que el modelo represento hidrológicamente la subcuenca se crearon los escenarios permitiendo identificar el manejo en cuanto a cobertura vegetal que puede ser implementado para favorecer la regulación hídrica.

Evaluation of toxicity from leachate lagoons sediments, using the toxicity leaching procedure - TCLP and acute toxicity tests

Abstract Landfills have been the most used alternative for final municipal solid wastes disposal, however, this system is the responsible of contamination problems associated with the generation of leachates, sediments and toxic gasses emissions. The sediments occur by the organic and inorganic matter precipitation from leachates dumped in retention lagoons, which can present toxic characteristics than affect the environment. The aim of this work was to evaluate the potential toxicity of leachates from a municipal landfill, using the TCLP procedure and acute toxicity assays with Daphnia pulex and Poecilia reticulata as biological indicators. The results showed that the sediment evaluated, did not exceed the stablished levels suggested by the EPA for the TCLP test, nor were they toxic to the organisms used. This results, suggests a potential agricultural use of this material in acid soils, since the nature of leachate sediments are pH alkaline and rich in nutrients and organic matter.

Resumen Los rellenos sanitarios son la alternativa más empleada para disposición final de residuos sólidos municipales, sin embargo, generan problemas de contaminación por la generación de lixiviados, sedimentos y emisión de gases tóxicos. Los sedimentos surgen de la precipitación de los materiales orgánicos e inorgánicos de los lixiviados depositados en lagunas de almacenamiento que pueden presentar características tóxicas que afectan el ambiente. En este trabajo se evaluó la potencial toxicidad del material sedimentado de lagunas de lixiviados de un relleno sanitario municipal, utilizando el procedimiento de lixiviación para la característica de toxicidad - TCLP y ensayos de toxicidad aguda con Daphnia pulex y Poecilia reticulata. Los resultados mostraron que los sedimentos no excedieron los niveles establecidos por la EPA para TCLP, ni fueron tóxicos para los organismos empleados, lo que sugiere su potencial aprovechamiento agrícola en suelos ácidos, dado que presentan un pH alcalino y alto contenido de materia orgánica y nutrientes.

Use of failure data and criticality analysis in a maintenance management tool for electric power distribution company

Abstract Electric power distribution companies are facing a challenging moment in time. Privatizations, scarce resources, low investments, and harsh penalties owing to inadequate quality force these companies to seek greater efficiency and control of their processes. Thus, decision-making based only on tacit knowledge and without a clear procedure, as was done by the maintenance company considered in this study, is not advisable. Accordingly, this work aimed to develop a support tool for maintenance decisions based on failure data and criticality analysis. The Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) method was used to discover the riskiest failure modes, and the Multi-Attribute Utility Theory (MAUT) and Mudge method were used to rank the main criteria used by experts when deciding which transmission line (TL) is in a more critical condition. As a result, the study proposed a tool that guides decision-making in a systematic, impersonal, and collective knowledge-based manner for the specific situations encountered in TL maintenance. The results were approved and judged satisfactory by the members of a team of specialists from the maintenance area.

Resumen Las empresas de distribución de energía eléctrica se enfrentan a un momento delicado. Privatizaciones, los recursos escasos, pocas inversiones y duras penas debido a la falta de calidad obligan a estas empresas a buscar una mayor eficiencia y control de sus procesos. Así, la toma de decisiones basadas en conocimiento tácito y sin un procedimiento claro, como la empresa de mantenimiento que fue parte de este estudio, no es recomendable. Por esta razón, este trabajo pretende desarrollar una herramienta de apoyo para las decisiones de mantenimiento, basado en análisis de datos y la importancia de la falta. Se utilizó el método FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) para descubrir los modos de fallo más riesgosos, y la MAUT (Multi-Attribute Utility Theory) y el método de Mudge se utilizaron para clasificar los principales criterios utilizados por expertos cuando decidir qué línea de transmisión se encuentra en una condición más crítica. Como resultado, el estudio propone una herramienta que guía la toma de decisiones de una manera sistematizada, impersonal y colectiva basada en el conocimiento para las situaciones específicas encontradas en mantenimiento de líneas de transmisión. Los resultados fueron aprobados y juzgados satisfactorios por los miembros de un equipo de especialistas del sector de mantenimiento.

Consumer loyalty programs: impact of different modalities

Abstract This study presents a new modality of loyalty program and compares it with traditional approaches. Two commonly used modalities of loyalty programs, namely, individual and coalition, are described here in terms of their main characteristics, advantages, restrictions, market ranges in which they operate, and managerial implications. Then, a new program modality (cluster) is proposed, and practical aspects of its use are provided. The types of loyalty (loyalty to the brand, loyalty to the store, and loyalty to the program) aimed at in the three program modalities are also identified. The participation of partners, accumulation of benefits, options for recovery of benefits, market ranges, program management, and program focus are used to compare the programs. This analysis demonstrated the most appropriate approaches for each type of program.

Resumen El presente estudio estructura una nueva modalidad para programas de lealtad y la compara con enfoques tradicionales. Inicialmente, aquí se describen dos modalidades de programas de lealtad: individuales y de coalición, a menudo utilizadas, que se analizan son sus principales características, ventajas y restricciones, rangos de mercado en los que operan y las implicaciones gerenciales de cada modalidad. Posteriormente, el estudio propone una nueva modalidad de programa (clúster) y proporciona aspectos prácticos para su uso. También se identificaron los tipos de lealtad (lealtad a la marca, lealtad a la tienda o lealtad al programa) que se pretende lograr en cada modalidad de programa. La participación de los socios, la acumulación de beneficios, las opciones de recuperación de beneficios, los rangos de mercado, la gestión del programa y el enfoque del programa fueron las variables analizadas para la comparación de los programas. Este análisis reveló qué enfoques son los más apropiados para cada tipo de programa.

Design and implementation of a low-cost device for measuring sap flow in woody species

Abstract Transpiration is a key variable in water balance. Sap flow measurement methods allow to estimate transpiration at plant level, but scalable at the forest stand, river basin or ecosystem level. This requires recording data continuously, for which there are commercial devices, but they are specialized and expensive. This document shows that it is possible to integrate a data capture, management and storage system, as a counterpart to a commercial system such as Campbell's CR-1000, for measuring and recording environmental variables, with a marked reduction in costs. This paper presents a methodology used to develop a device for the estimation of sap flow using the heat ratio method, the design of the Arduino-based electronic circuit and the software, with register 13-64-171 of the Dirección Nacional de Derechos de Autor.

Resumen La transpiración es una variable fundamental en el balance hídrico. Los métodos de medición de flujo de savia permiten estimar la transpiración a nivel de planta, pero escalable a nivel de rodal, cuenca hidrográfica o ecosistema. Para ello, se requiere registrar datos de manera continua, para lo cual existen dispositivos comerciales, pero son especializados y de alto costo. En este documento se muestra que es posible integrar un sistema de captura, gestión y almacenamiento de datos, homólogo a un sistema comercial como es el CR-100 de Campbell para la medición y registro de variables ambientales, con una notable reducción en los costos. Se presenta la metodología con la que se desarrolló un dispositivo para la estimación del flujo de savia usando el método de proporción de calor, el diseño del circuito electrónico basado en Arduino y el código del software, con registro 13-64-171 de la Dirección Nacional de Derechos de Autor.

Water consumption of the sunflower crop irrigatedwith saline water

Abstract The objective was to evaluate the water consumption of sunflower cultivars irrigated with saline waters. The experimental design utilized was in randomized blocks of a 2 x 4 factorial arrangement. This was composed of two levels of electrical conductivity (ECw) of irrigation water (N1 - 0.6 and N2 - 3.0 dS m-1 at 25 ºC) and four cultivars of sunflower (C1 - Helio 863, C2 - Embrapa 122-V2000, C3 - Catissol 01 and C4 - Multissol), with three replications, each of them with three plants totaling 72 experimental units. There was a reduction in water consumption of sunflower cultivars irrigated with saline water (N2 - 3.0 dS m-1). The irrigation with saline water resulted in a greater volume of drained water in all sunflower cultivars.

Resumen Este trabajo tiene como objetivo evaluar el consumo de agua de cultivares de girasol regados con aguas salinas. El diseño experimental utilizado fue de bloques al azar con arreglo factorial 2 x 4. Éste se compuso de 2 niveles de conductividad eléctrica (CEa) del agua de riego (N1 - 0,6 y N2 - 3,0 dS m-1 a 25 ºC) y cuatro cultivares de girasol (C1 - Helio 863, C2 - Embrapa 122-V2000, C3 - Catissol 01 y C4 - Multissol), con 3 repeticiones, y cada una de ellas con 3 plantas, totalizando 72 unidades experimentales. Se observó una reducción del consumo de agua de los cultivares de girasol regados con agua salina (N2 - 3,0 dS m-1). El riego con agua salina resultó en un mayor volumen de agua drenado, en todos los cultivares de girasol.

Experimental studies on the mechanical behavior of Mayan archeological rocks

Abstract Mayan buildings have been the subject of significant archaeological and architectural research; however, so far there have been no relevant references concerning structural or mechanical behavior. Ancient Mayan constructors used calcareous rocks to build temples and housing that were placed systematically to withstand mechanical loads in the structures. This paper studies the mineralogical and mechanical characteristics of calcareous stony material that formed part of Mayan archeological vestiges in Yucatan area. The orientation of the rocks´ geological strata was taken into account to study mechanical behavior from cylindrical cores in compressing test. On the other hand, bars were also manufactured to simulate lintel or architrave structural performance. Compression and bending tests confirmed a high influence of the geological layer orientation, since the mechanical properties of such rocks were found to vary with direction. Acoustic emission was used to provide information referring to onset and propagation of damage in cylinder and bar samples.

Resumen Las edificaciones mayas han sido tema de importantes investigaciones arqueológicas y arquitectónicas; sin embargo, no existen referencias relevantes concernientes a comportamientos estructurales o mecánicos. Los constructores Mayas utilizaron rocas calcáreas para construir templos y viviendas que fueron colocadas sistemáticamente para resistir carga mecánica estructural. Este artículo estudia las características mineralógicas y mecánicas de rocas que formaban parte de vestigios arqueológicos mayas en el área de Yucatán. La orientación del estrato geológico fue tomada en cuenta para el estudio del comportamiento mecánico de núcleos cilíndricos en pruebas a compresión. Así mismo, barras fueron manufacturadas para simular el desempeño estructural de linteles y arquitrabes. Pruebas de compresión y flexión demostraron alta influencia de la orientación de la capa geológica, ya que las propiedades mecánicas de tales rocas varían con la dirección. La técnica de emisión acústica proporcionó información acerca del inicio y la propagación del daño en las muestras cilíndricas y las barras.

Manufacturing and reliability of a fiber Bragg grating strain sensor designed for uniaxial compression test of rocks

Abstract In this work we present an optical Fiber Bragg Grating (FBG) strain sensor appropriate for uniaxial compression test of rocks. The rocks are a complex aggregate of materials and may exhibit in some cases mineral grains of size bigger than the conventional electrical strain gages used. Furthermore, commercial surface mountable optical FBG strain sensors are packaged in planar configuration, which is not appropriate for the cylindrical rock cores in uniaxial compression test. The optical FBG sensors were designed and manufactured manually fitted for cylindrical rock samples. A calibration process was carried out in order to stablish the mechanical performance of the FBG packaging; later, a compression test was conducted on hard rock sample and the strain was recorded by the traditional electrical strain gage (ESG) and FBG system. Under this comparison, the FBG sensors reaches a larger recording area, sensitivity under 100 microstrain and a reliable strain transfer, all of which is appropriate to measure strain for heterogeneous rock composition and minerals grain size.

Resumen En este trabajo presentamos un sensor de deformación de redes de Bragg en fibra óptica (FBG) diseñado para el ensayo de compresión uniaxial de rocas. Las rocas son un agregado complejo de materiales y pueden exhibir en algunos casos granos minerales de un tamaño mucho mayor que las galgas extensométricas eléctricas utilizadas convencionalmente. Además, los sensores de deformación FBG comerciales se elaboran como un paquete plano, lo que no es apropiado para los núcleos de roca cilíndricos en la prueba de compresión uniaxial. Los sensores FBG ópticos empaquetados se diseñaron y fabricaron de forma manual adecuados para muestras de rocas cilíndricas. Se llevó a cabo un proceso de calibración para establecer el desempeño mecánico del empaquetado FBG, posteriormente, se realizó un ensayo de compresión en una muestra de roca dura usando el sistema tanto de galgas extensométricas eléctricas (ESG) como el sistema FBG creado. En esta comparación, los sensores FBG demuestran un área de registro mayor, sensibilidad por debajo de 100 microstrain y una transferencia de deformación confiable, apropiadas para el registro de las deformaciones de rocas con heterogeneidad de tamaño y composición de los minerales.

Diffuse irrigation systems for the production of watermelon in the Sabanas subregion, Sucre - Colombia

Abstract In the present study, the relationships between the application of a diffuse tool applied to irrigation systems in watermelon crops are explored, as well as modeling and simulation as a tool applied to the same crop. Both tools were worked through Matlab® software, control cards with sensors and meteorological stations, where the data related to the climatic conditions of the Study Region were taken and measured. It is concluded that the simulated and applied system is economically viable as an alternative for the increase of production in small, medium and large farmers of Watermelon, in the Sabanas Region of the Department of Sucre. In addition, the system is technically stable from the point of view of Control Theory with an error ratio of less than 1.5%, demonstrating good levels of liquid optimization and energy consumption.

Resumen En el presente estudio, se exploran las relaciones entre la aplicación de una herramienta difusa aplicada a los sistemas de riego en cultivos de sandía, además del modelamiento y simulación como herramienta aplicada al mismo cultivo. Se trabajaron ambas herramientas a través del software Matlab®, tarjetas de control con sensores y estaciones meteorológicas, donde se tomaron y medíeron los datos relacionados con las condiciones climáticas de la región de estudio. Se concluye que el sistema simulado y aplicado, es económicamente viable como alternativa para el aumento de la producción en pequeños, medianos y grandes cultivadores de sandía en la región sabana del departamento de Sucre, y además el sistema es técnicamente estable desde el punto de vista de la teoría de control con una relación de error menor al 1.5% demostrando buenos niveles de optimización de líquido y consumo energético.

Effect of photocatalytic pretreatment of potato starch for bioethanol production using Saccharomyces cerevisiae during simultaneous saccharification-fermentation (SSF)

Abstract In this study, the effect of photocatalytic (PC) pretreatment of potato starch with TiO2 during the gelatinization (GE) stage of a simultaneous saccharification-fermentation (SSF) process for bioethanol production was evaluated. The maximum amounts of reducing sugars were 119.3, 114.6 and 104.8 g l-1 for PC→GE, GE→PC and the reference (without PC), respectively, while bioethanol concentration gradually increased to a maximum amount of 128.21, 106.74 and 85.91 g l-1 after 30 h for PC→GE, GE→PC and the reference (without PC), respectively. Although enzymatic activity (ʋmax) for each treatment was similar, in the reference (without PC pretreatment) it did not promote rapid substrate conversion into ethanol, despite showing the higher affinity enzyme-substrate (Km). Considering traditional potato starch hydrolysis, PC pretreatment shortened the reaction time of the biological reactions. Thus, the PC pretreatment of potato starch for bioethanol production could be an environmentally feasible process without the addition of acid and alkali.

Resumen En este estudio, se evaluó el efecto del pretratamiento fotocatalítico (PC) con TiO2 durante la etapa de gelatinización (GE) en un proceso simultáneo de sacarificación-fermentación (SSF) del almidón de papa para la producción de bioetanol. La cantidad máxima de azúcares reductores fue 119.3, 114.6 y 104.8 g l-1 para PC → GE, GE → PC y referencia (sin PC), respectivamente mientras que la concentración de bioetanol aumentó gradualmente hasta una cantidad máxima de 128.21, 106.74 y 85.91 g l-1 después de 30 h, para PC → GE, GE → PC y referencia (sin PC). Aunque la actividad enzimática (ʋmax) para cada tratamiento fue similar, sin PC (referencia) no se promovió la conversión de sustrato en etanol, a pesar de mostrar mayor afinidad (Km) con el sustrato enzimático. Considerando la hidrólisis tradicional de almidón de papa, PC disminuyó el tiempo de las reacciones biológicas. Así, el pretratamiento fotocatalítico de almidón de papa para la producción de bioetanol podría ser un proceso factible ambientalmente sin adición de ácido ni álcali.

Assessment of simultaneous incorporation of crumb rubber and asphaltite in asphalt binders

Abstract Every day, roads are submitted to greater stresses. Thereby, additives have been incorporated to asphalt mixtures to enhance pavements performance. The purpose of this experimental study is to characterize for the first time, to date, the viscoelastic properties of asphalt samples modified with recycled rubber -from used vehicles tires- and asphaltite in the same mixture, at different temperatures and frequencies. All with the aim of optimizing the material properties and coming up with a proposal to an environmental issue: discarded vehicles tires and their after-service use. The stiffness of briquettes was analyzed by axial compression test. The results were principally represented in Black Space and Cole-Cole plot and indicate a substantial increase in stiffness and elasticity of the modified asphalt throughout the whole temperature range. This shows that the simultaneous addition of these two ingredients to the bitumen is a favorable alternative in road construction using asphalt pavements.

Resumen Constantemente, las carreteras están sometidas esfuerzos cada vez mayores. Así pues, diversos aditivos se han incorporado a las mezclas asfálticas para mejorar el desempeño de los pavimentos. Este estudio busca caracterizar por primera vez, a la fecha, propiedades viscoelásticas de briquetas de asfalto modificado con caucho reciclado de llantas de automóviles en desuso y asfaltita en una misma mezcla, a diferentes temperaturas y frecuencias. La mezcla propuesta busca optimizar las propiedades del material y al mismo tiempo plantear una solución a una problemática medioambiental. La rigidez de las muestras fue analizada mediante pruebas de compresión axial. Los resultados, representados principalmente en el Espacio de Black y la gráfica Cole-Cole, muestran un incremento considerable en la rigidez y la elasticidad del asfalto modificado en todo el rango de temperaturas. Esto expone que la adición simultánea de los dos componentes al asfalto resulta una alternativa favorable al construir carpetas asfálticas.

Initial study of Eucalyptus Wood Ash (EWA) as a mineral admixture in concrete

Abstract This study evaluated the possibility of using in natura Eucalyptus Wood Ash (EWA) from aviary furnaces as a mineral admixture in concrete. The ash was 100 mesh-sieved and added to the mix in 5, 10, 15 and 20% of the cement bulk. Physical analysis unveiled that EWA has a specific gravity higher than other organic originated residues, whereas its BET specific surface area is not enough to enhance its filler and/or pozzolanic effects. Chemically, the residue presented a low organic matter rate and a SAI below the minimum required by the Brazilian standards. EWA interfered in the times of cement set, increasing them, while FTIR unveiled mainly the presence of calcium carbonate bonds. The admixture compromised the concretes mechanical performance, leading to the conclusion that the sieving procedure of EWA alone is not enough do admit its usage as a mineral admixture.

Resumen Este estudio evaluó la posibilidad de usar Ceniza de Madera de Eucalipto (CME) de hornos de aviarios como un aditivo mineral en la fabricación de concreto. La ceniza fue pasada por el tamiz número 100 y se adiciono a la mezcla en la proporción 5, 10, 15 y 20% de la masa del cemento. El análisis físico reveló que la CME tiene una masa específica mayor que otros residuos de naturaleza orgánica y su área superficial específica BET no es suficiente para mejorar sus efectos filler y/o puzolánico. Químicamente, el residuo presentó un bajo porcentaje de materia orgánica y un IAP inferior al mínimo requerido por la norma brasileña. La CME interfirió en los tiempos de fraguado del cemento, aumentándolo, mientras la FTIR reveló la presencia de enlaces de silicio-oxígeno y carbonato de calcio. El aditivo comprometió el rendimiento mecánico de los concretos, concluyéndose que el procedimiento de tamizado de la CME solo no es suficiente para su uso como un aditivo mineral.

Picking planning and quality control analysis using discrete simulation: case in a food industry

Abstract In warehouse operations management, picking is one of the most expensive and time-consuming activities; its impact can be seen in the final product delivered to clients, affecting logistic Key Performance Indicators and level of service. On the other hand, changes in picking policy and quality control are challenging to implement in a real-world context. In this paper, we used a simulation methodology to determine the best flow of products and the optimum ratio of the sample in control quality. Simulation has been shown as an useful tool for industrial engineering to determine the best flow and bottlenecks inside the warehouse. This paper found significant improvements when the proposed changes in the picking policy and quality control methods were simulated. Our research also showed that the sampling quality control brings substantial gains to the queuing time, while nonetheless maintaining the desirable quality.

Resumen Además de ser es una de las actividades más caras y lentas de las operaciones que se gestionan dentro de los almacenes, la preparación de los pedidos o picking impacta el producto final entregado a los clientes, afectando los indicadores de rendimiento logísticos y el nivel de servicio. La elección de una política adecuada de picking, y el control de su desempeño y calidad constituyen desafíos importantes en un contexto real. Numerosos estudios han demostrado que la simulación es una herramienta útil en ingeniería industrial para estudiar los flujos de productos y eliminar los cuellos de botella en almacenes. Es por eso que este trabajo se apoya sobre la simulación para determinar el mejor flujo de productos y la política de muestreo óptima para el control de la calidad. Así, los experimentos de simulación demuestran que los cambios de política propuestos para las actividades de picking y los métodos de muestreado conducen a mejoras significativas, particularmente en el caso de los tiempos de espera, manteniendo la calidad deseada.

A convex approximation for optimal DER scheduling on unbalanced power distribution networks

Abstract The increase of solar photovoltaic penetration poses several challenges for distribution network operation, mainly because such high penetration might cause reliability problems like protection malfunctioning, accelerated decay of voltage regulators and voltage violations. Existing solutions based on mathematical programming solve a 3-phase ACOPF to optimally exploit the available energy, however, this might increase all reliability problems above if done carelessly. As a solution to optimally exploit DERs (like local photovoltaic and storage systems) without compromising the network reliability, this paper presents a novel algorithm to solve the 3-phase ACOPF as a sequence of convex Quadratically Constrained Quadratic Programs. Results show that this solution has a lower voltage unbalance and computation time than its non-linear counterpart, furthermore, it converges to a primal feasible point for the non-linear formulation without major sacrifices on optimal DER active power injections.

Resumen El incremento de la penetración de energía solar fotovoltaica presenta varios retos para la operación de redes de distribución, principalmente porque tales penetraciones pueden causar problemas en la confiabilidad tales como mal funcionamiento de protecciones, desgaste acelerado de reguladores de tensión y violaciones de tensión. Soluciones existentes basadas en programación matemática resuelven ACOPF trifásicos para explotar de manera óptima la energía disponible, sin embargo, esto puede incrementar los problemas de confiabilidad si no es realizado cuidadosamente. Como una solución para explotar de manera óptima DERs (como sistemas locales de energía fotovoltaica y almacenamiento) sin comprometer la confiabilidad de la red, se presenta un novedoso algoritmo que resuelve el ACOPF trifásico como una secuencia de problemas de Programación Cuadrática Cuadráticamente Restringido convexos. Los resultados muestran que esta solución presenta menor desbalance de tensión y tiempo de computo que su contraparte no-lineal, es más, converge a un punto factible para el problema primal de la formulación no-lineal sin mayores sacrificios en las inyecciones óptimas de potencia activa de los DERs.

Optimizing acceptability of mango jam enriched with pectin from cacao husk (Theobroma cacao L.)

Abstract This experiment was conducted in order to optimize and quantify the acceptability of mango jam enriched with pectin extracted from husk of cacao grown in the department of Sucre, Colombia. The experiment was performed using a two-factor, completely randomized design: pectin concentration (0.2%, 0.4%, 0.6%) and citric acid concentration (0.1%, 0.3%, 0.5%). All experiments were conducted in triplicate for each treatment, for a total of 27 experimental units. Variables such as fresh fruits (65.5%) and sugar (34.0%) were held constant. Data analysis was performed using an analysis of variance while the comparison of means was performed by the Tukey's range test. After 24 hours, a test for measuring product acceptability was conducted among 60 people using a 7-point hedonic scale. The survey yielded an acceptability value (I like moderately) of 6.7 for pectin concentrations of 0.2% and citric acid concentrations of 0.3%.

Resumen Con el fin de optimizar y cuantificar la aceptabilidad de una mermelada de mango enriquecida con pectina extraída de la cáscara de cacao cultivado en el departamento de Sucre, el experimento fue conducido bajo un diseño completamente al azar con arreglo factorial de dos factores: concentración de pectina (0.2%, 0.4%, 0.6%) y concentración de ácido cítrico (0.1%, 0.3%, 0.5%) con tres repeticiones por tratamiento, para un total de 27 unidades experimentales. Se mantuvieron fijas las variables fruta fresca 65,5% y azúcar 34,0%. El análisis de los datos se hizo mediante un Análisis de Varianza y una prueba de tukey para la comparación de medias. A las 24h de su elaboración se evaluó la aceptabilidad de la mermelada, empleando un panel de 60 personas y una escala hedónica de 7 puntos, donde se obtuvo un valor de 6.75, me gusta moderadamente; concentración de pectina y ácido cítrico: 0.2% y 0.3% respectivamente.

Estimation of the water balance of the Colombian Pacific region

Abstract Using the surface water balance equation, the average annual runoff in the continental zone of the geographic domain of Central America for Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (CORDEX) is estimated, and results are validated along the Colombian Pacific rivers, namely Atrato, San Juan, Baudó, Patía and Mira, using historical streamflow records, as well as streamflows reported in the National Water Study. Precipitation was estimated using the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) and Climate Hazard group InfraRed Precipitation with Station (CHIRPS) data sets. Actual evapotranspiration was estimated using the Max Planck Institute (MPI) data sets, as well as the Choudhury and Budyko methods based estimates of potential evapotranspiration from Climatic Research Unit (CRU). Results allow concluding that the surface balance equation exhibits an almost perfect closure over the Atrato and Baudó Rivers, with errors on the order of 10-20%, whereas for the Mira River errors are on the order of 40%.

Resumen Mediante la ecuación de balance hídrico superficial se estima la escorrentía media anual en la zona continental del dominio geográfico de Centro América para el programa Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (CORDEX) y se validan los resultados en los principales ríos de la región del Pacífico Colombiano: Atrato, San Juan, Baudó, Patía y Mira, usando los registros de caudales medios mensuales de las estaciones hidrológicas del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), así como los caudales reportados en el Estudio Nacional del Agua. Para la estimación de los campos de precipitación se usa información de Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) y Climate Hazard group InfraRed Precipitation with Station (CHIRPS), para la evapotranspiración real se usa información del Max Planck Institute (MPI), así como los métodos de Choudhury y Budyko partiendo de información de evapotranspiración potencial del Climatic Research Unit (CRU). Los resultados obtenidos permiten concluir que sobre la región de estudio se presentan un cierre casi perfecto en la ecuación de balance hídrico en los ríos Atrato y Baudó, con errores del orden de 10-20%, en contraste la cuenca del Río Mira presenta errores del orden de 40%.

Valorization and optimization of residue of masonry for the production of self-compacting concrete

Abstract The use of different supplementary cementitious materials (SCM) in the production of self-compacting concretes (SCCs) is an increasingly common practice. In this paper, results of a research about the use of residue of masonry (RM) as SCM are presented. Frattini test, resistance activity index and thermogravimetry testing were carried out. The influence of RM on the fresh and hardened properties of the SCC was studied by replacing the Portland cement in percentages of 0 to 50% by volume. The fresh properties of the SCCs were measured by slump flow test, L-box and V-funnel. The test results showed that the RM has pozzolanic activity and can be used as SCM. The SCC manufactured with RM presented good performance in terms of self-compactability; however, the RM, because of its low reactivity at early ages, showed a decrease in the compressive strength, that was directly proportional to the percentage of replacement.

Resumen El empleo de diferentes materiales cementicios suplementarios (MCS) en la elaboración de concretos autocompactantes (CACs) es una práctica cada vez más frecuente. En este artículo se presentan resultados de una investigación acerca de la utilización del residuo de mampostería (RM) como MCS. El material se caracterizó utilizando la prueba de Frattini, índice de actividad de resistencia y termogravimetría. La influencia del RM en las propiedades del CAC se evaluó reemplazando el cemento Portland en porcentajes de 0 a 50% en volumen. Las propiedades en estado fresco de los CAC se evaluaron mediante los ensayos de flujo de asentamiento con cono de Abrams, caja en L y embudo en V. Los resultados muestran que el RM presenta actividad puzolánica y puede ser empleado como MCS. El CAC elaborado con RM presentó buen comportamiento en términos de autocompactabilidad; sin embargo, el RM, al presentar baja reactividad a edades tempranas, mostró disminución en la resistencia a la compresión en forma directamente proporcional al porcentaje de reemplazo.

Adjustment value of water leakage index in infrastructure

Abstract At present it is estimated that 85% of the population has access to an adequate service of drinking water; but about 40% is not registered or billed, for leakage or clandestine outlets, which is a problem in the management and distribution of water for human consumption. A way to determine the efficiency of the system based on the values of the leakage flows, having as main indicator the infrastructure leakage index (ILI), which allows to measure the effectiveness of maintenance activities of red. In developed countries this index is considered, with an average pressure value during the 24 hours of the day; but the reality of the developing countries is another, so in this paper the two alternatives for the correction of the ILI are presented, based on statistical data on the unaccounted-for water of an Ecuadorian population.

Resumen En la actualidad se estima que un 85% de la población tiene acceso a un servicio adecuado de agua potable; sin embargo, cerca de un 40% no es registrada o facturada, debido a pérdidas, fugas o tomas clandestinas, lo que constituye un problema en la gestión y distribución de agua para consumo humano. Una manera de determinar la eficiencia del sistema es basándose en los valores de los caudales de fuga, teniendo como principal indicador el índice de fuga estructural (IFE), que permite medir la efectividad de actividades de mantenimiento de la red. En países desarrollados este índice es considerado, con un valor de presión promedio durante las 24 horas del día; pero la realidad de países en vías de desarrollo es otra, por lo que en este trabajo se presentan dos alternativas para la corrección del IFE, basándose en datos estadísticos del agua no contabilizada de una población ecuatoriana.

Nonstationary Intesity-Duration-Frequency curves for Medellin river basin

Abstract The current Intensity-Duration-Frequency (IDF) curves assume that the precipitation does not vary significantly in time, what induces to underestimate the extreme events and at the same time increases the risk of flooding and damage to the infrastructure. As a consequence, methodologies that allow the estimation of climate change condition should be studied, taking into account a non- stationary approach as the one used in this study, in which stationary and non-stationary IDF curves were estimated for 9 pluviographic stations located in the Medellin river basin. To adjust the precipitation time series, the distribution of extreme values EV1 was used; its stationary parameters were calculated by means of the L-moments method and the non-stationary ones by the mobile windows. The effect of climate change on high intensities and small durations have been evidenced, obtaining that the stationary approach can underestimate extreme events up to 39%.

Resumen Las curvas Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF) actuales suponen que la precipitación no varía significativamente con el tiempo, subestimando así sus eventos extremos, lo que aumenta el riesgo de inundaciones y de daños en la infraestructura, es por esto que se deben estudiar metodologías que permitan su estimación en condición de cambio climático, es decir, con un enfoque no estacionario, tal como en este estudio, en el que se estimaron curvas IDF estacionarias y no estacionarias para 9 estaciones pluviográficas dispuestas sobre la cuenca del río Medellín. Para ajustar las series de tiempo de precipitación se hizo uso de la distribución de valores extremos EV1, sus parámetros estacionarios fueron calculados por medio del método de los L-momentos y los no estacionarios por el de ventanas móviles. Se evidencia el efecto del cambio climático en intensidades altas y duraciones pequeñas, obteniéndose que el enfoque estacionario puede subestimar los eventos extremos hasta en un 39%.

Bounds for the vehicle allocation problem

Abstract The Vehicle Allocation Problem (VAP) consists in allocating a fleet of vehicles to attend the expected demand for freight transportation between terminals along a finite multiperiod planning horizon. The objective is to maximize the profit generated for the completed services. Given the geographical dispersion of freight transportation demand services, it is common that some vehicles accumulate where they are not needed or they lack where they are indeed needed, thus it is important to balance the supply of vehicles and demand for services along the planning horizon. The size of practical problems encountered by logistic transportation companies are significantly large to solve in reasonable computational times, especially in road freight transportation. Consequently, heuristic methods are used to obtain feasible solutions, however, without a quality certificate of the solution. For this reason, this work applies two decomposition methods, which provides quality certificate of the solution, to obtain bounds in good computational times. The methods used are lagrangean relaxation with subgradient optimization and Dantzig-Wolfe decomposition with column generation. Computational experiments with realistic instances show great potential of the bounds in terms of computational efficiency for the second method.

Resumen El problema de asignación dinámica de vehículos consiste en asignar una flota de vehículos para atender la demanda prevista por transporte de carga entre terminales, durante un horizonte de tiempo finito y con múltiples periodos, cuyo objetivo es maximizar el lucro generado por los servicios completados. Dada la dispersión geográfica por demanda de servicios de transporte de carga, es común que se acumulen vehículos vacíos en lugares donde no son necesarios o se genere una escasez de vehículos donde son necesitados a lo largo del horizonte de planeación, por tanto, es importante balancear el suministro de vehículos y la demanda por servicios a lo largo del horizonte de planeación. El tamaño de los problemas prácticos enfrentados por transportadores logísticos es considerablemente grande para resolver en tiempos computacionales razonables, especialmente en transporte de carga por carretera. Consecuentemente, se recurre a métodos heurísticos para obtener soluciones factibles, pese a que no se tiene certificado de calidad de la solución. Por esta razón, en este trabajo se propone estudiar dos métodos de decomposición, que proporcionan certificados de calidad, para obtener cotas para el Problema de Asignación de Vehículos (PAV). Los métodos utilizados son relajación lagranjeana junto con método de subgradiente de optimización y decomposición de Dantzig-Wolfe junto con generación de columnas. Experimentos computacionales son realizados con instancias realistas, y los resultados de las cotas se muestran promisorios en términos de eficiencia computacional para el segundo método.

Exergoeconomic analysis of a compression refrigeration cycle considering the allocation cost of the residue formation process

Abstract In this work, an exergoeconomic analysis is performed on a vapor compression refrigeration system using R134a. A productive structure is proposed and the exergetic and exergoeconomic costs balances are implemented with and without considering the components allocation costs of the residue formation process. A parametric analysis is carried out to evaluate the behavior of the exergetic and exergoeconomic operation costs, the coefficient of performance and the exergetic efficiency depending on the change in the ambient temperature, the refrigeration temperature, the adiabatic efficiency and the refrigeration capacity. The results show the system product costs (cooling effect) considering the residue costs is 56.8 % greater than the product cost obtained by discarding them. The parametric analysis shows that the exergetic and exergoeconomic operation costs are mainly affected by the change in the ambient temperature followed by the change in the refrigeration temperature.

Resumen En este trabajo se realiza un análisis exergoeconómico a un sistema de refrigeración por compresión de vapor con R134a. Se plantea la estructura productiva y se obtienen los modelos matemáticos de los costos exergéticos y exergoeconómicos con y sin imputación del costo del residuo a los equipos. Se hace un análisis paramétrico para evaluar los costos de operación exergéticos y exergoeconómicos, el coeficiente de operación y la eficiencia exergética en función de la temperatura ambiente, la temperatura de refrigeración, la eficiencia de compresión isoentrópica y la potencia frigorífica. Los resultados muestran que al comparar los costos de operación del producto del sistema, considerando el análisis con imputación del costo del residuo, éstos aumentan 56.8 %; así mismo, los costos de operación se incrementan en mayor proporción con la temperatura ambiente que con la variación de la temperatura de refrigeración considerando como objetivo productivo la producción del frío.

Theoretical, numerical and experimental study of interchangeability of natural gas in Antioquia

Abstract The operating limits of interchangeability with natural gas coming from different sources were determined without affecting the combustion efficiency in equipments already installed. Mixtures of natural gas received in Antioquia (Colombia) between 2011-2015 were studied. High heating value of the mixtures were obtained by descriptive statistic. Interchangeability-related properties were calculated using the GRIMECH 3.0 mechanism. Laminar burning velocity was calculated by numerical simulation and measured using the Schlieren technique. Indexes of interchangeability were validated experimentally and it was found that the interchangeability does not exceed 5.5% compared to the base gas. Therefore, it can be concluded that it is not necessary to adjust the designs of the thermal devices when the mixtures are used.

Resumen Se determinaron los límites operativos de intercambiabilidad con gas natural proveniente de distintas fuentes, de tal manera que no se afecte las propiedades físicas de los equipos de combustión ya instalados y se garantice un flujo de combustible eficiente y seguro. Se estudiaron las mezclas de gas natural recibidas en Antioquia (Colombia) en el período 2011-2015, obteniendo mezclas representativas de acuerdo a la clasificación de poder calorífico superior (PCS) alto, medio y bajo. Se calcularon las propiedades relacionadas con la intercambiabilidad utilizando el mecanismo GRIMECH 3.0. La velocidad de combustión laminar se calculó mediante simulación numérica y se midió utilizando la técnica Schlieren. Los índices de intercambiabilidad se validaron experimentalmente y se encontró que la intercambiabilidad no excede el 5,5% en comparación con el gas base. Por lo tanto, se puede concluir que no es necesario ajustar los diseños de los equipos de combustión cuando se utilizan estas mezclas.

Influence of atmospheric oxygen content in the argon purge process in TIG welding in AISI 304 stainless steel pipe

Abstract TIG welding was performed on AISI 304 stainless steel pipes purged with argon, the amounts of atmospheric oxygen in the purge chamber analyzed in this work were 999, 500, 200, 100, 50, 25 and 10 ppm that used to determine as the amount of oxygen affects the superficial quality of the heat affected zone (HAZ) in the internal part of the pipe. In this study, mechanical tests, metallographic analysis and morphological study were carried out. We determined that the levels of discoloration in the HAZ are directly influenced by the amount of atmospheric oxygen present in the purge, with amounts between 50 to 10 ppm the discoloration is according to AWS D18.1 and AWS D18. 2 standards. While was evidenced good resistance in the welded joint because the failure occurs in the base metal and not in the HAZ which has not influence of surface discoloration corresponding to 10 ppm.

Resumen Se realizaron soldaduras TIG en tuberías de acero inoxidable AISI 304 purgadas con argón, con 999, 500, 200, 100, 50, 25 y 10 ppm de oxígeno atmosférico en la cámara de purga para determinar si esto influye en la calidad superficial de la zona afectada por el calor (ZAC) en la parte interna de la tubería. En este estudio se realizaron ensayos mecánicos, análisis metalográfico y morfológico. Se determinó que los niveles de decoloración en la ZAC están directamente influenciados por la cantidad de oxigeno atmosférico presente en la purga, por lo que con cantidades entre 50 a 10 ppm se evidencia decoloraciones de acuerdo a las normas AWS D18.1 y AWS D18.2. Se evidenció buena resistencia en la junta soldada debido a que la falla se da en el metal base y no en la ZAC que no ha tenido influencia de la decoloración superficial que corresponde a 10 ppm.

The uranium as an energetic resource and its currently mining in Colombia

Abstract A study of uranium is made as an energy resource and a comparison with other fuels and biomass, the cost / benefit of nuclear energy and the accidents produced by the different types of energy are analyzed. It shows the use of different forms of use of depleted uranium (238U) to increase the useful life of nuclear fuel. Finally, the company U3O8corp shows the current mining of uranium in Colombia under the only exploitation project. With this study it can be concluded that nuclear energy is considered safe with respect to accidents and fatal deaths in the conversion of the other types of energy to obtain electrical energy.

Resumen Se realiza un estudio del uranio como recurso energético y un comparativo con otros combustibles y biomasa, se analiza el costo / beneficio de la energía nuclear y los accidentes producidos por los diferentes tipos de energía. Se muestra el aprovechamiento de las diferentes formas de uso del uranio empobrecido (238U) para aumentar la vida útil del combustible nuclear; finalmente se muestra la actualidad minera del uranio en Colombia bajo el único proyecto de explotación por parte de la empresa U3O8corp. Con éste estudio se puede concluir que la energía nuclear se considera segura con respecto a los accidentes y muertes fatales en la conversión de los otros tipos de energía para la obtención de energía eléctrica.