DYNA

Study of the pollution by surfactants in a river of a high Andean micro basin

Abstract The surfactants linear alkylbenzene sulfonate (LAS), is used in large quantities in modern society, and wastewater containing it can contaminate groundwaters through runoff and sewers. The study aimed to determine the level of LAS in the Huatanay river; in Cusco city, Peru. Water samples were taken from nine points along the river, in the rainy and dry season in 2018. LAS surfactants were determined spectrometrically using methylene blue as indicator; dissolved oxygen (DO) and conductivity were also determined; both were correlated through Pearson coefficient at 5% significance, and analyzed in triplicate. The concentration of LAS in the dry season varied between 0.01 to 23.17 mg/L and in rains from 0.09 to 1.47 mg/L; the DO level shows values between 0.11 to 5.04 mg O2/L, and the conductivity varied from 777.7 to 2688.9 µS/cm. In conclusion, high levels of LAS considerably decrease the DO and increase the conductivity

Resumen Los surfactantes lineales alquilbenceno sulfonato (LAS) se usa en grandes cantidades en la sociedad moderna, y las aguas residuales que lo contienen pueden contaminar las aguas subterráneas a través de la escorrentía y las alcantarillas. El estudio tuvo como objetivo determinar el nivel de LAS en el río Huatanay; en la ciudad del Cusco. Se tomaron muestras de agua de nueve puntos a lo largo del río, en temporada de lluvias y estiaje en el año 2017. Los surfactantes LAS se determinaron espectrométricamente utilizando azul de metileno como indicador; también se determinó el oxígeno disuelto (OD) y la conductividad; ambos se correlacionaron mediante el coeficiente de Pearson con significancia del 5%, y se analizaron por triplicado. La concentración de LAS en temporada de estiaje varió entre 0.01 a 23.17 mg/L y en lluvias de 0.09 a 1.47 mg/L; el nivel de OD muestra valores entre 0.11 a 5.04 mg O2/L, y la conductividad varío de 777.7 a 2688.9 µS/cm. En conclusión, los altos niveles de LAS disminuyen considerablemente el OD y aumentan la conductividad.

Capacitors placement in distribution systems with nonlinear load by using the variables’ inclusion and interchange algorithm

Abstract This work presents a substantial improvement of the variables’ inclusion and interchange algorithm (VIIA) for capacitors placement that considers circuits with harmonic distortion. Several load states are considered, and fixed and switched capacitors are employed in optimization. All the pertinent constraints of voltage magnitude, total harmonic distortion, individual harmonic distortion, and of overstress of capacitors are implemented. The here defined global harmonic-distortion index states the distance to the feasibility or the unfeasibility of a solution with respect the harmonic distortion constraints. The inclusion in the sequential quadratic programming sub-problem of an inequality linear constraint on this global harmonic-distortion index, allows the determining of solutions that comply with the harmonic distortion related constraints. A comparison of the solutions of various examples obtained by the presented method with the best solutions obtained by the Matlab’s genetic algorithm shows the effectiveness of this method.

Resumen Este trabajo presenta una mejora sustancial del algoritmo de inclusión e intercambio de variables (VIIA) para ubicación de capacitores. Son considerados varios estados de carga y se emplean capacitores fijos y controlados en la optimización. Todas las restricciones pertinentes de distorsión total de armónicos, distorsión individual de armónicos y de sobrecarga de capacitores son implementadas. El índice de distorsión armónica global que aquí se define, establece la distancia a la factibilidad o no factibilidad de una solución con respecto a las restricciones de distorsión armónica. La inclusión en el sub-problema de programación cuadrática secuencial, de una restricción lineal de desigualdad sobre este índice global de distorsión armónica, permite determinar soluciones que cumplen con las restricciones relacionadas a la distorsión armónica. Una comparación de las soluciones obtenidas para varios ejemplos por el método presentado con las mejores soluciones obtenidas por el algoritmo genético de Matlab, muestra la efectividad de este método.

Bibliometric analysis in disc brakes: An overview

Abstract In this article, the Bibliometric analysis of the study of disc brakes in the automotive industry applications was carried out. The main objective is to present a historical analysis of the behavior and evolution of published documents related to the subject of disc brakes across the years; for this purpose, the data was collected from the Scopus database and analyzed with the software R-Bibliometrix and VOSviewer. The results showed that 1,584 documents were published mainly in English by 2,971 authors from different parts of the world, with a growth rate of 8.78% from 1964 to 2020. Finally, the most representative journal on this topic is SAE Technical Articles, with 241 articles in quartile Q2. On the other hand, current trends in publications are established on optimizing the mechanical and chemical properties of the materials and components used in disc brakes, mainly related to geometry and performance.

Resumen En el presente artículo se llevó a cabo el análisis bibliométrico del estudio de frenos de disco en aplicaciones de la industria automotriz. El objetivo principal es presentar un análisis histórico del comportamiento y evolución de documentos publicados relacionados con la temática de los frenos de disco a lo largo de los años; para este propósito, los datos fueron recopilados desde la base de datos Scopus y analizados con los softwares R-Bibliometrix y VOSviewer. Los resultados mostraron que 1,584 documentos fueron publicados principalmente en inglés por 2,971 autores de diferentes partes del mundo, con una tasa de crecimiento de 8.78% desde 1964 hasta 2020. Finalmente, la revista más representativa en este tópico es la revista SAE Technical papers con 241 artículos, en cuartil Q2. Por otra parte, las tendencias actuales de las publicaciones se establecen en la optimización de las propiedades mecánicas y químicas de los materiales, y componentes utilizados en los frenos de disco, relacionados principalmente con la geometría y desempeño.

Use of unmanned aircraft systems for bridge inspection: a review

Abstract This review describes the use of Unmanned Aircraft Systems (UAS) for bridge inspection, with an emphasis on Multi-rotor UAS. It depicts the different levels of automation and autonomy during UAS operation and what levels are achieved during inspections. A description of the payload of UAS consisting of the equipment required to acquire data and images is included. It also contains a compendium of the techniques used to create models from images in order to detect failures and perform Structural Health Monitoring (SHM) through techniques, such as: 3D reconstruction, infrared thermography, Structure From Motion (SFM), Convolutional Neural Network (CNN) and others. The software required to apply the mentioned techniques is also mentioned. It subsequently explains the generation of mathematical models to characterize the multirotor and generate efficient trajectories. Finally, the review concludes by describing the operational limitations of UAS and future challenges.

Resumen Esta revisión describe el uso de los Unmanned Aircraft Systems (UAS) para la inspección de puentes, haciendo énfasis en los UAS Multirrotor. Relaciona los diferentes niveles de automatización y autonomía durante la operación de los UAS y cuáles de esos niveles se logran durante la inspección. Hay una descripción de la carga paga del UAS compuesta por los equipos requeridos para adquirir datos e imágenes. Se incluye un compendio de las técnicas que se usan para la creación de modelos a partir de imágenes, con el propósito de detectar fallas y realizar Structural Health Monitoring (SHM) mediante técnicas como: reconstrucción 3D, termografía infrarroja, Structure From Motion (SFM), Convolutional Neural Network (CNN) entre otras, así como el software requerido para aplicarlas. Posteriormente explica la generación de modelos matemáticos para caracterizar los multirrotores y generar trayectorias eficientes. Finaliza describiendo las limitaciones operacionales de los UAS y los retos futuros.

Production and characterization of dual-phase steels from an AISI 8620 steel with high Mn content

Abstract Dual phase steels are materials whose microstructure is composed of a ferrite matrix with martensite islands. Ferrite provides excellent ductility, while martensite increases the strength of steel, which provides a special appeal in the automotive industry. The main objective of this research is to obtain dual phase steels from AISI 8620 steel with a high Mn content, using heat treatments in the intercritical range to obtain approximate percentages of martensite of 27, 33, 41, and 48%. Microstructural characterization is performed using optical microscopy and scanning electron microscopy techniques. The mechanical characterization is carried out using hardness, tension and charpy impact tests. The highest mechanical resistance is achieved in steel with 41% martensite phase, while the highest ductility was obtained by the material with 27% martensite. A fractographic analysis of all materials allowed determining that the type of fracture presented is ductile. When the martensite fraction increases, the impact energy exhibits a decreasing behavior, while the hardness behaves in an increasing way.

Resumen Los aceros de fase dual son materiales cuya microestructura está compuesta de una matriz ferrítica con islas de martensita. La ferrita provee una excelente ductilidad, mientras que la martensita incrementa la resistencia del acero, lo cual es un especial atractivo en la industria automovilística. El principal objetivo de esta investigación es obtener aceros de fase dual a partir de un acero AISI 8620 con alto contenido de Mn, a partir de tratamientos térmicos en el intervalo intercrítico para obtener porcentajes aproximados de martensita de 27, 33, 41 y 48%. La caracterización microestructural es llevada a cabo mediante microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido. La caracterización mecánica es realizada por medio de ensayos de dureza, tensión e impacto charpy. La mayor resistencia mecánica se consiguió en el acero con 27% de martensita. El análisis fractográfico de todos los materiales permitió determinar que el tipo de fractura presentada es dúctil. Cuando la fracción de martensita incrementa, la energía de impacto exhibe un comportamiento decreciente, mientras que la dureza se comporta de forma creciente.

First-principles calculations of the structural and electronics properties of YInN alloy

Abstract We study the structural and electronic properties of YxIn1-xN in the concentrations x = 0, ¼, ½, –, and 1 in the B1, B2, B3, and B4 structures. The calculations show that for Y0.75In0.25N, the B1 structure is the most energetically favorable. It was determined that between 0<x<~0.12 in the (1×1×2) supercell, the most energetically stable structure is the B3 phase. Additionally, between ~0.12<x<~0.6 concentrations x of yttrium, the compound is most energetically favorable in the B4 phase. Technical data that are in agreement with these results were recently reported by other authors. Finally, between 0.6~<x<1, the most stable phase is B1. Additionally, there is no phase transition between the four structures considered. The DOS and band structure showed that Y0.75In0.25N in the B1 and B3 phases exhibits semiconductor behavior, with a direct gap of ~0.6 eV and ~0.7 eV, respectively, while Y0.75In0.25N in the B4 phase has an indirect one of ~0.8 eV.

Resumen Hemos estudiado las propiedades estructurales y electrónicas del YxIn1-xN en las concentraciones x = 0, ¼, ½, –, y 1 en las estructuras B1, B2, B3 y B4. Los calculos mostraron que para el Y0.75In0.25N en la estructura B1 el compuesto es energéticamente mas favorable. Se determinó que entre 0<x<~0.12 en la supercelda de (1×1×2) la estructura mas estable energéticamente es la fase B3. Adicionalmente entre ~0.12<x<~0.6 concentraciones x de Ytrio el compuesto es mas favorable energéticamente en la fase B4 y finalmente entre ~0.6<x<1 la fase mas estable es la B1. Adicionlamente se hallo que no existe transiciones de fase en las cuatro estructuras consideradas. La DOS y la estructura de bandas muestra que Y0.75In0.25N en las fases B1 y B3 presentan un comportamiento semiconductor con un gap de ~0.6 eV and ~0.7 eV, respectivamente mientras que Y0.75In0.25N en la fase B4 tiene un gap indirecto de ~0.8 eV.

Spatio-temporal prediction of water balance in the Urama river basin, Venezuela

Abstract A novelty spatial and temporal forecast method of water balance variables in Urama basin wetland, Venezuela is presented in this paper. The methodology consists of two stages: 1. Compilation of the information, using meteorological data on precipitation (rainfall) and evaporation from 73 climate stations, Landsat images and a digital elevation model for the study basin. 2. Processing the information: a) modelling the spatial statistical forecast; b) forecast model; and c) forecasting time series of water balance variables. The advantage of the method is to use available data to forecast the water balance variables by means of statistical spatial prediction models, selecting those with a seasonal trend approximating the observed values. Correlation and determination coefficients were greater than 0.99 indicating satisfactory predictions, so that the method, is appropriate to reproduce the spatio-temporal profile of future periods to be used for planning sustainable management of wetlands.

Resumen En este artículo se presenta un novedoso método de predicción espacio-temporal de variables de balance hídrico en el humedal de la cuenca del río Urama, Venezuela. La metodología consta de dos etapas: 1. Compilación de información utilizando datos meteorológicos de precipitación y evaporación de 73 estaciones climáticas; imágenes Landsat y modelo de elevación digital para la cuenca en estudio. 2. Procesamiento de información: a) modelización de predicción estadística espacial; b) modelo de pronóstico; y, c) pronóstico de series temporales de variables de balance hídrico. La ventaja del método está en utilizar datos para pronosticar variables de balance hídrico mediante modelos de predicción estadística espacial seleccionando aquellas con tendencias estacionales que se aproximan a las observaciones. Se obtuvieron coeficientes de correlación mayores que 0.99, indicando predicciones satisfactorias, por lo que el método, es adecuado para reproducir el perfil espacio-temporal de períodos futuros para ser aplicados en gestión sostenible de humedales.

Characterization of high-grade gold deposits in northeastern Antioquia-Colombia

Abstract Mineralogical characterization is a fundamental stage when designing and implementing metallurgical extraction processes. In the case of gold mining, knowing how the metal forms and its mineralogical associations is an essential tool when minimizing losses or designing processes. Northeast Antioquia has distinguished itself as one of the main gold producing areas in Colombia. Here, a characterization of different samples from this Colombian region was done using XRD, XRF, QUEMSCAN, SEM-EDX, fire assay, conventional cyanidation, and froth flotation tests. The analyses performed classify this deposit as “high grade,” with values up to 81 g/t of gold. Quartz is the most common mineral, followed by muscovite, pyrite, and potassium feldspar. Gold was found in the form of electrum associated with sulfide minerals, therefore, a conventional flotation process is proposed, with an average recovery of 90%.

Resumen La caracterización mineralógica es una etapa fundamental a la hora de diseñar e implementar procesos metalúrgicos de extracción; en el caso de la minería del oro, el conocer la forma de ocurrencia del metal y sus asociaciones mineralógicas es una herramienta fundamental cuando se quiere minimizar pérdidas o diseñar procesos. El nordeste del departamento de Antioquia se ha distinguido por ser una de las principales zonas de Colombia en cuanto a producción de oro se refiere. En el presente trabajo se realizó una caracterización de diferentes muestras provenientes de esta región colombiana utilizando DRX, FRX, QUEMSCAN, SEM-EDX, ensayo al fuego, cianuración convencional y pruebas de flotación espumante. Los análisis realizados clasifican estos yacimientos como de “alto tenor”, con valores hasta de 81 g/t de oro. El cuarzo es el mineral mayoritario seguido por la presencia de minerales como moscovita, pirita y feldespato potásico. La forma predominante del oro es el electrum asociado a sulfuros, por tanto, se propone un proceso de flotación convencional, con un promedio de recuperación de 90%.

Salinity stress and plant growth regulator in basil: effects on plant and soil

Abstract The water in semiarid regions contains salts in excess. When good quality water is not available it is necessary to use strategies that can make feasible the use of saline water. The aim of this study was to evaluate the effects of the application of the plant growth regulator on the culture of basil stressed with salt. The experiment was carried out in a randomized block design by the matrix “Central Box Compound”. Shoot height, stem diameter, leaf area, dry masses and soil chemical characteristics were evaluated. The salinity of the irrigation water causes reduction of the basil growth parameters, with the exception of the inflorescence dry mass. Plant growth regulator applications have effect on basil growth when plants are irrigated with saline water.

Resumen El agua en las regiones semiáridas contiene sales en exceso. Cuando no se dispone de agua de buena calidad, es necesario utilizar estrategias que permitan el uso de agua salina. El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos de la aplicación del regulador del crecimiento vegetal en el cultivo de albahaca bajo estrés salino. El experimento se llevó a cabo en un diseño de bloques al azar, en la matriz “Compuesto Central de Box”. Se evaluó la altura de la parte aérea, el diámetro del tallo, el área de la hoja, las masas secas y las características químicas del suelo. La salinidad del agua de riego provoca la reducción de los parámetros de crecimiento de la albahaca, con la excepción de la masa seca de inflorescencia. Las aplicaciones del regulador del crecimiento vegetal tienen efecto sobre el crecimiento de la albahaca cuando las plantas se riegan con agua salina.

PV system interconnected to the electricity grid with hourly control of energy injection

Abstract Implementing Photovoltaic Systems (SFV) Interconnected to the electrical network reduces the energy rate where the charge is solely for consumption. Analyzing Great Demand rate in Medium Hourly Voltage (GDMTH) allows SFV interconnected to the network helping to reduce the maximum demand for peak hours increasing the impact of the generation of energy through the PV system at rates where hourly consumption is considered. It is identified that the highest demand for energy is in the intermediate hours and lower consumption in peak hours; however, reviewing the electricity bill, the charge for consumption during peak hours increases significantly, this is why, SFV is proposed to reduce demand during peak hours. Subsequently, the implementation of a prototype to generate, store, and manage the injection of energy during peak hours is presented to reduce the cost of energy in this hour time up to 37% of monthly electricity bill.

Resumen Implementando Sistemas Fotovoltaicos (SFV) Interconectados a la red eléctrica se reduce la tarifa donde ésta es únicamente por el consumo de energía. Analizando la tarifa Gran Demanda en Media Tensión Horaria (GDMTH) permite que SFV interconectados a la red ayuden a reducir la demanda máxima en horario punta aumentando el impacto de la generación de energía por medio de sistema FV en tarifas donde se considera el consumo horario. Se identifica que la mayor demanda de energía es en el horario intermedio y menor consumo en horario punta; sin embargo, revisando la factura, el cargo por consumo en horario punta aumenta significativamente, por tal razón, se propone un SFV para abatir el consumo en este horario. Posteriormente se presenta la implementación de un prototipo para generar, almacenar y gestionar la inyección de energía en horario punta para reducir el costo de energía hasta un 37% en la factura mensual.

Numerical approximation to the scaling law describing the geometrical tortuosity in porous media

Abstract When studying porous media transport properties, it is crucial to ascertain tortuosity (() and its variation with porosity (ϕ). In this work, numerical methods were used to investigate this relationship. First, a digital representation of media was derived, and thereby implement an algorithm for calculating tortuosity. The program allows deriving several statistics of the paths present within the pores. The results complement the theoretical studies that suggest the existence of a scaling law in disordered media. However, this paper proposes that the relationship between ( and 𝜙 depends on the average fractal dimension instead of the fractal dimensionality of the optimal path. It was also confirmed that the geometry of the latter can be considered in the same universality class as those described by loopless compressible invasion percolation.

Resumen Cuando se estudian las propiedades de transporte de un medio poroso, es importante conocer la tortuosidad (() y su variación con la porosidad (𝜙). En este trabajo se utilizan métodos numéricos para buscar dicha relación. Primero se obtiene una representación digital de los medios y luego se implementa un algoritmo para el cálculo de la tortuosidad. El programa permite conocer varios estadísticos de los caminos presentes al interior de los poros. Los resultados sirven de complemento a los estudios teóricos que sugieren la existencia de una ley de escalamiento en medios desordenados. Sin embargo, se propone que la relación entre ( y 𝜙 depende de la dimensión fractal promedio en lugar de la dimensión fractal del camino óptimo. También se verifica que la geometría de este último, puede considerarse dentro de la misma clase de universalidad que las descritas por la percolación por invasión compresible sin bucles.

Quantification of water erosion and characterization of surface sealing in Ultisols in semiarid areas in Brazil

Abstract The lack of cover is one of the main accelerators of soil degradation. Without protection and exposed to rainfall, the soil breaks the particles, causing surface sealing, making infiltration difficult. This study characterizes surface sealing and hydraulic erosion in Ultisols of the Alto Ipanema Basin. Eight erosion plots were established under the treatments: bare soil and soil with Brachiaria decumbens mulch. Three rain events were simulated at 24-hour intervals, with an intensity of 54.63 mmh-1. After each simulation, the surface micromorphology and the amount of soil lost were investigated. The use of mulch reduced runoff by 42% and the loss of soil and the rate of disaggregation was reduced by 70% on average. Infiltration was increased by 242%. Mulch was effective in preserving soil porosity and microstructure for the first simulated rainfall event (0 h), but was not observed in the second (24 h) and third (48 h) rainfall events.

Resumen La falta de cobertura es uno de los principales aceleradores de la degradación del suelo. Sin protección y expuesto a la lluvia, el suelo rompe las partículas, provocando el sellado de la superficie, dificultando la infiltración. Este estudio caracteriza el sellado superficial y la erosión hidráulica en Ultisoles de la Cuenca del Alto Ipanema. Se establecieron ocho parcelas de erosión bajo los tratamientos: suelo desnudo y suelo con mantillo de Brachiaria decumbens. Se simularon tres eventos de lluvia a intervalos de 24 horas, con una intensidad de 54,63 mmh-1. Después de cada simulación, se investigó la micromorfología de la superficie y la cantidad de suelo perdido. El uso de mantillo redujo la escorrentía en un 42% y la pérdida de suelo y la tasa de desagregación se redujo en un 70% en promedio. La infiltración se incrementó en un 242%. El mantillo fue eficaz para preservar la porosidad y la microestructura del suelo para el primer evento de lluvia simulado (0 h), pero no se observó en el segundo (24 h) y tercero (48 h) eventos de lluvia.

A review of agent-based modeling for simulation of agricultural systems

Abstract In this manuscript global research trends are analyzed in agent-based modeling (ABM), which is applied to face the inherent complexity of agricultural systems. The search was carried out in Scopus, during the period 2009-2019, and the VOSviewer© software was used as a bibliometric tool. The results show that ABM is used under two approaches: research and policy evaluation, and in three thematic areas: systems and computation sciences, geography and ecology and environmental science. The purpose of this study is to investigate three types of phenomena: land-use changes, water management and agricultural policy evaluation. ABM has been shown to be useful for exploring and understanding the society-nature relationship of agricultural systems under an interdisciplinary and transdisciplinary approach, and for supporting decision-making processes via its application in a Latin American context, which for our purposes is still of utmost importance.

Resumen En este manuscrito se analizan las tendencias globales en investigación de la modelación basada en agentes -MBA- aplicada para abordar la complejidad inherente a los sistemas agropecuarios. Se emplea la búsqueda en Scopus, durante el período 2009-2019, y el software VOSviewer© como herramientas bibliométricas. Los resultados obtenidos muestran que MBA se aplica bajo los enfoques de investigación y de evaluación de política en tres áreas temáticas principales: ciencias de la computación y sistemas, geografía, y ciencias ambientales y ecología; y para estudiar esencialmente fenómenos de cambios en el uso de la tierra, gestión del agua y evaluación de políticas agrícolas. Aunque MBA ha demostrado ser una herramienta teórica útil para explorar y comprender la interrelación sociedad-naturaleza de los sistemas agropecuarios desde enfoques inter y transdisciplinarios, así como para soportar los procesos de toma de decisiones, su aplicación en el contexto latinoamericano es aún incipiente.

A data mining approach to the relationships between landslides and open-pit mining activity: a case study in Soacha (Cundinamarca)

Abstract Landslides caused by changes in land use, or by anthropic activities such as open-pit mining, constitute one of the most important socio-economic risk factors in countries with developing economies. This article presents an approach to the relationships between mining activity and the development of landslides in a pilot area located in Soacha, Cundinamarca. Through data mining analysis and the use of Geographic Information Systems (GIS), an evaluation of the possible relationships of these factors was carried out, including socioeconomic aspects. From an inventory of open-pit mining sites, the geomechanical characterization of soil and rock units, and the characterization of environmental and social variables, data were obtained to define variables whose relationships were determined by algorithms programmed in the GIS. The results show that there is an indirect relationship between open-pit mining activity and landslides development over the last four decades in the studied zone.

Resumen Los fenómenos de remoción en masa causados por cambios en el uso del suelo, o por actividades antrópicas como la minería, constituyen uno de los factores de riesgo socioeconómico más importantes en países con economías en desarrollo. Este artículo presenta un enfoque para la evaluación de las relaciones entre la actividad minera y el desarrollo de deslizamientos en un área piloto ubicada en Soacha, Cundinamarca. Mediante análisis de minería de datos y el uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG), se llevó a cabo la evaluación de las posibles relaciones de estos factores, incluyendo aspectos socioeconómicos. A partir de un inventario de canteras, la caracterización geomecánica de unidades aflorantes, y la caracterización de variables ambientales y sociales, se obtuvieron datos que definieron variables cuyas relaciones se determinaron mediante algoritmos en el SIG. Los resultados muestran que existe una relación indirecta entre la actividad minera y el desarrollo de deslizamientos en las últimas cuatro décadas en el área estudiada.

A rule-based argumentation framework for distributed contextual reasoning in dynamic environments

Abstract In this study, we tackled the problem of distributed reasoning in environments in which agents may have incomplete and inconsistent knowledge. Conflicts between agents are resolved through defeasible argumentation-based semantics with a preference function. Support for dynamic environments, where agents constantly enter and leave the system, was achieved by means of rules whose premises can be held by arbitrary agents. Moreover, we presented a formalism that enables agents to share information about their current situation or focus when issuing queries to other agents. This is necessary in environments where agents have a partial view of the world and must be able to cooperate with one another to reach conclusions. Hence, we presented the formalization of a multi-agent system and the argument construction and semantics that define its reasoning approach. Using example scenarios, we demonstrated that our system enables the modeling of a broader range of scenarios than related work.

Resumen En este estudio, abordamos el problema del razonamiento distribuido en entornos en los que los agentes pueden tener conocimiento incompleto e inconsistente. Los conflictos entre agentes se resuelven mediante una semántica basada en argumentación derrotable con una función de preferencia. El soporte a entornos dinámicos, donde los agentes entran y salen constantemente del sistema, se logra mediante reglas cuyas premisas pueden ser afirmadas por agentes arbitrarios. Además, presentamos un formalismo que permite a los agentes compartir información sobre su situación actual - o foco - al realizar consultas a otros agentes. Esto es necesario en entornos donde los agentes tienen una visión parcial del mundo y deben poder cooperar entre sí para llegar a conclusiones. Por tanto, presentamos la formalización de un sistema multiagente y la construcción de argumentos y la semántica que definen su abordaje de razonamiento. Mediante escenarios de ejemplo, demostramos que nuestro sistema permite modelar una gama de escenarios más amplia que los trabajos anteriores.

Effect of harvest index and storage duration on sensory quality of Hass avocado grown in Colombia

Abstract Currently Colombia does not have enough studies on avocado sensory quality. So, the aim of this work was to evaluate the harvest index and storage duration on avocado sensory quality. Avocado fruit were harvested from 5 farms in Antioquia. Sensory descriptors were evaluated on a scale from 0 to 5, and general quality (GQ) was evaluated from 0 to 3. Fruit with low GQ exhibit hard, wet, and fibrous textures; they taste green, astringent, spicy, sour, umami, and acid, and the odor is sour, green, and acid. Fruits have a low sensory quality at the beginning of the harvest season. As DM content increases, the sensory quality improves. Orchard location and fruit storage duration influenced its sensory descriptors and general quality.

Resumen Colombia actualmente no tiene estudios sobre calidad sensorial de aguacate. Por tanto, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del índice cosecha y almacenamiento sobre la calidad sensorial del aguacate. Los frutos se cosecharon de 5 fincas en Antioquia. Descriptores sensoriales fueron evaluados en un escalda de 0 a 5 y calidad general de 0 a 3. Frutos con baja calidad exhibieron textura húmeda, dura y fibrosa; sabor verde, astringente, picante, amargo, umami, ácido; olor amargo, verde y ácido. Al inicio de la cosecha los frutos tuvieron baja calidad sensorial. A medida que aumenta el contenido de DM, mejora la calidad sensorial. La ubicación del huerto y la duración del almacenamiento de la fruta influyeron en sus descriptores sensoriales y en la calidad general.

Proposal for a circular economy for the recovery of value from fruit waste in packaging manufacturing

Abstract This article presents a circular economy model corresponding to the current state of fruit waste in Colombia and the impact that is being generated at a social, economic and environmental level. This model proposes the manufacturing of bioplastics based on fruit waste in order to minimize the consumption of fossil resources, carbon footprint and production cost. It also contributes to the generation of employment in the different links of the supply chain, as well as recovering the value of fruit residues through packaging manufacturing. The construction of the model was based on the identification of causes associated with the low recovery of value of fruit residues, through the review of secondary sources, which were later validated with the Delphi method.

Resumen El presente artículo expone un modelo de economía circular correspondiente al estado actual del desperdicio de frutas en Colombia y el impacto que se está generando a nivel social, económico y medioambiental. Este modelo propone la fabricación de bioplásticos a base de residuos de fruta con el fin de minimizar el consumo de recursos fósiles, huella de carbono y costo de producción; también contribuye a la generación de empleo en los diferentes eslabones de la cadena de suministros, al igual que recupera el valor de los residuos frutícolas por medio de la fabricación de empaques. La construcción del modelo se basó en la identificación de causas asociadas a la baja recuperación de valor de los residuos frutícolas, a través de la revisión de fuentes secundarias, que posteriormente fueron validadas con el método Delphi.

Experimental for the validation of Artificial Intelligence model energy absorption capacity of UHPFRC

Abstract This paper investigates the performance of an artificial neural network (ANN) model in predicting the energy absorption capacity (g) of ultra-high-performance fiber reinforced concrete (UHPFRC) under direct tensile test. To avoid overfitting a data division into test and training datasets was carried out. Thereafter the neural networks were trained on the training dataset by using k-fold validation and the result model was evaluated on the test dataset. The model was capable of consider one-fiber or hybrid-two-fibers-blend as reinforced UHPFRC, of a wide range of fibers such as straight steel fibers, hooked end steel fibers, twisted steel fibers, PVA fibers, polyethylene fibers and polypropylene fibers. Experimental works were performed to validate the accuracy of the model on real data. The results demonstrated the efficiency of the model, according to the statistical parameters used for their evaluation, the accuracy and the versatility of the model when new data in considered.

Resumen El artículo investiga la eficiencia de las redes neuronales artificiales (ANN) para la predicción de la capacidad de absorción de energía (g) del concreto de ultra-altas-prestaciones reforzado con fibras (UHPFRC) sometido a tracción directa. Para mejorar el modelo, se dividieron los datos en datos de entrenamiento y testeo. La red se ajustó usando validación k-fold con los datos de entrenamiento y se evaluó con los datos de testeo. El modelo permitió considerar UHPFRC reforzado con una fibra o con mezcla híbrida de dos fibras, de una amplia gama de fibras, tales como fibras de acero rectas, fibras de acero acabadas en gancho, fibras de acero retorcidas, fibras de PVA, fibras de polietileno y fibras de polipropileno. Adicionalmente se realizó una validación experimental de la red. Los resultados demostraron la eficiencia del modelo de acuerdo con los parámetros estadísticos utilizados, así como su precisión y versatilidad para tratar datos nuevos.

Application of green inhibitors for corrosion control in metals. Review

Abstract This review article characterizes the green inhibitors applied to control corrosion in metals and maintain the safety and profitability of the production process, since the corrosive phenomenon is insoluble, but can be mitigated with time. For this article, some case studies related to corrosion problems in metals are included, such as the accident in Aloha and the explosion in Guadalajara. Subsequently, the generalities of inhibitors for corrosion control are named, and the physisorption and chemisorption processes are compared. Then, inorganic, organic, synthetic, and green inhibitors are analyzed. The latter seek to replace the synthetic ones, for example, through aloe vera and other plant materials.

Resumen El presente artículo de revisión, tiene como objetivo caracterizar la aplicación de los inhibidores verdes para controlar la corrosión en metales, con el fin de mantener la seguridad y rentabilidad del proceso productivo, ya que, el fenómeno corrosivo no tiene solución, pero si puede mitigarse en el tiempo. Para el desarrollo del artículo, se adjuntan algunos casos de estudio relacionados con problemas por corrosión en metales, tales como: el accidente en Aloha y la explosión en Guadalajara. Posteriormente, se nombran las generalidades de los inhibidores para el control de la corrosión, en donde se comparan los procesos de fisisorción y quimisorción. Luego, se analizan los inhibidores inorgánicos, orgánicos, sintéticos y los verdes. Estos últimos buscan reemplazar a los sintéticos, mediante investigaciones de los inhibidores verdes obtenidos, por ejemplo, a partir de aloe vera y otro material vegetal.

Use of the dynamic load test to obtain the pile capacity - the Brazilian experience

Abstract The dynamic load test is currently an important and usual tool for design, control, and quality assurance of deep foundations. The objective of this paper is to compare the expected geotechnical load capacity through empirical and semi-empirical Brazilian methods with the ultimate pile load obtained from the interpretation of Dynamic Load Tests (DLT; PDA). The stress-settlement curve was constructed from CAPWAP analysis with blows of different drop heights of increasing energy - test procedure proposed by Aoki (1989). Continuous flight augering (CFA) Franki and Root piles were evaluated in this study. These piles were tested in different cities in Brazil. Additionally, DLT results were compared with static load tests, and a good correlation was found with these field tests. The article aims to provide comparative background to guide foundation designers, as well as those who routinely develop these projects in Brazil.

Resumen La prueba de carga dinámica es actualmente una herramienta importante y habitual para el diseño, control y garantía de calidad de cimentaciones profundas. El objetivo de este trabajo es comparar la capacidad de carga geotécnica esperada a través de métodos brasileños empíricos y semi-empíricos con la carga última del pilote obtenida de la interpretación de Ensayos de Carga Dinámica (ECD). La curva esfuerzo-asentamiento se obtuvo a partir del análisis CAPWAP con golpes de diferentes alturas de caída de energía creciente - procedimiento de prueba propuesto por Aoki (1989). En este trabajo se evaluaron pilotes de tipo Franki, micropilotes y Helice continua. Estas estructuras se probaron en distintas ciudades de Brasil. Además, los resultados del PDA se compararon con las pruebas de carga estática donde se encontró una buena correlación con estas pruebas de campo. El artículo tiene como objetivo proporcionar bases para comparación y orientación a los especialistas de diseño de cimentaciones profundas, así como a quienes desarrollan de manera rutinaria estos proyectos en Brasil.

Exact minimization of the energy losses and the CO₂ emissions in isolated DC distribution networks using PV sources

Abstract This paper addresses the optimal location and sizing of photovoltaic (PV) sources in isolated direct current (DC) electrical networks, considering time-varying load and renewable generation curves. The mathematical formulation of this problem corresponds to mixed-integer nonlinear programming (MINLP), which is reformulated via mixed-integer convex optimization: This ensures the global optimum solving the resulting optimization model via branch & bound and interior-point methods. The main idea of including PV sources in the DC grid is to minimize the daily energy losses and greenhouse emissions produced by diesel generators in isolated areas. The GAMS package is employed to solve the MINLP model, using mixed and integer variables; also, the CVX and MOSEK solvers are used to obtain solutions from the proposed mixed-integer convex model in the MATLAB. Numerical results demonstrate important reductions in the daily energy losses and the harmful gas emissions when PV sources are optimally integrated into DC grid.

Resumen Este paper aborda la ubicación y el tamaño óptimos de las fuentes fotovoltaicas (PV) en redes eléctricas aisladas de corriente continua (CC), considerando la carga variable en el tiempo y las curvas de generación renovable. La formulación matemática de este problema corresponde a la programación no lineal de enteros mixtos (MINLP), que es reformulada mediante optimización convexa de enteros mixtos. Esto asegura el óptimo global resolviendo el modelo de optimización resultante a través de métodos de punto interior y ramificación. La idea principal de incluir fuentes fotovoltaicas en la red de CC es minimizar las pérdidas diarias de energía y las emisiones de efecto invernadero producidas por los generadores diésel en áreas aisladas. El paquete GAMS se emplea para resolver el modelo MINLP, utilizando variables mixtas y enteras. Además, los solucionadores CVX y MOSEK se utilizan para obtener soluciones del modelo convexo de enteros mixtos propuesto en MATLAB. Los resultados numéricos demuestran importantes reducciones en las pérdidas diarias de energía y las emisiones de gases nocivos cuando las fuentes fotovoltaicas se integran de manera óptima en la red de CC.

Investigation of the effect temperature on the performance of the photovoltaic solar design for the western Region of Paraná - Brazil

Abstract This paper show on impact of temperature decrease applied in Building Integrate Photovoltaics (BIPV) dimensioned on a photovoltaic solar tile with a superimposed photovoltaic arrangement model, in conditions of simulation of Standard Test Conditions for 1000 W/m2 irradiation, for maximum and minimum summer temperatures of Foz do Iguaçu city during 2017-2018. The simulation (Comsol Multiphysics®) uses different types for material tiles (concrete, polypropylene and PVC) and compares the system considering the influence of the materials in the civil-structural characteristics of the roof. The results showed that the efficiency behavior with temperature variations, produce a decrease of linear efficiency. While the, tile designs proposal has a 16% efficiency value in the datasheet in the same conditions. The results shows a decrease of efficiency and power with the increase temperature in the same conditions of the study, obtaining the respectively value of 0.05%/°C and 0.24%/°C.

Resumen Este artículo muestra el impacto de la disminución de temperatura aplicada en Building Integrate Photovoltaics (BIPV) dimensionado sobre una teja solar fotovoltaica con un modelo de disposición fotovoltaica superpuesta, en condiciones de simulación de Condiciones de Prueba Estándar para irradiación de 1000 W/m2, para temperaturas máximas y mínimas de verano de la ciudad de Foz do Iguaçu durante 2017-2018. La simulación (Comsol Multiphysics®) utiliza diferentes tipos de tejas de material (hormigón, polipropileno y PVC) y compara el sistema considerando la influencia de los materiales en las características civil-estructurales de la cubierta. Los resultados mostraron que el comportamiento de la eficiencia con variaciones de temperatura, produce una disminución de la eficiencia lineal. Mientras que la propuesta de diseños de baldosas tiene un valor de eficiencia del 16% en la hoja de datos en las mismas condiciones. Los resultados muestran una disminución de eficiencia y potencia con el aumento de temperatura en las mismas condiciones del estudio, obteniendo el valor respectivamente de 0.05%/°C y 0.24%/°C

GHG emissions offset of a combined-cycle natural gas-fired thermopower plant in Northeastern Brazil

Abstract Anthropogenic greenhouse gas (GHG) emissions have caused unprecedented climate change. Both mitigation and adaptation actions have thus become crucial. The combustion of fossil fuels is the leading cause of GHG emissions. Within this context, this work explores several options to offset GHG emissions from a combined-cycle natural gas-fired thermopower plant by 2050. Termopernambuco, in Northeastern Brazil, provides a case study that can be used as a reference for other projects. Therefore, after making an inventory and designing a scenario up to 2050 of its GHG emissions, mitigation actions and offset options are assessed, including a photovoltaic system, fuel mix options, a CO2capture and storage (CCS) facility, and livestock-forest integration systems. Such measures are individually evaluated and bundled in five scenarios. Overall results indicate a wide range of offset costs, with livestock-forest integration systems at the lowest end with 37 USD/tCO2e up to a level of 180 USD/tCO2e for CCS.

Resumen Las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero (GEI) han provocado un cambio climático sin precedentes, haciendo cruciales las acciones de mitigación y adaptación. El uso de combustibles fósiles es su principal causa, así que este trabajo explora varias opciones hacia la neutralidad climática de una central térmica de ciclo combinado a gas natural en 2050. Termopernambuco, al noreste de Brasil, proporciona un estudio de caso que se puede utilizar como referencia para otros proyectos. Primero, se realizan el inventario y estimativas de emisiones de GEI hasta el año 2050. Luego, se evalúan las opciones de mitigación y compensación, incluyendo: un sistema fotovoltaico; mezclas de combustibles; captura y almacenamiento de CO2 (CAC); y la integración de sistemas silvopastoriles. Las medidas son analizadas individualmente y agrupadas en cinco escenarios. Los resultados generales indican un amplio rango de costos de abatimiento, desde 37 USD/tCO2e para sistemas silvopastoriles hasta 180 USD/tCO2e para CAC.

Evaluation of the shear wave velocity (V_S) of an artificial carbonate sand obtained with the use of bender elements test

Abstract Carbonate sand is characterized by the presence of fragile grains, which may influence their mechanical response due to the imposed loading; especially cyclic loading. The shear wave velocity (VS) provides relevant information for the design of foundation inserted in this type of soil, which can be obtained from laboratory tests with the use of bender elements (BE). This paper aims to evaluate the VS value of a carbonate sand from triaxial tests with BE using three methods in the time domain. The influence of loading, unloading and cycling on VS is also evaluated. The results confirmed that the confining stress affects the dynamic parameters. At higher stress levels, the signals are more susceptible to the near field effects and the dynamic parameters are less influenced by cycling.

Resumen Las arenas carbonatadas son caracterizadas por la presencia de granos frágiles que pueden influenciar su respuesta mecánica, especialmente por cargas cíclicas. La velocidad de la onda de corte (VS) proporciona información relevante para el diseño de una cimentación inserida en este tipo de suelo y puede ser obtenida a partir de ensayos de laboratorio con el uso de bender elements (BE). Este artículo tiene como objetivo evaluar el valor de VS de una arena carbonatada a partir de ensayos triaxiales con BE utilizando tres métodos en el dominio del tiempo. También se evalúa la influencia de la carga, descarga y ciclado sobre la rigidez al corte. Los resultados mostraron que la presión de confinamiento influencia los parámetros dinámicos. Para niveles de presión más altos, las señales son más susceptibles a los efectos de campo próximo y los parámetros dinámicos son menos influenciados por el ciclado.

Assessment of use of concentrated solar power technology for steam generation and subsequent injection in a Colombian oil field: an application of solar EOR

Abstract In this article, a Colombian field was chosen which is located in Puerto Nare, Antioquia where there is a good location to install Concentrated Solar Power (CSP), which consists of concentrating heat through the sun, to generate steam and supply it and also be able to do this without the absence of solar irradiation, through this article the LCOE calculation will be evidenced by the System Advisor Model (SAM) simulator taking into account different factors, obtaining a value of 0.4kW /$, which tells us which is quite profitable. Therefore, this energy is viable for the implementation in the cyclical injection of steam to the Colombian TECA field, where it is desired to predict the calculation of the production rate through an analytical model and calculate the heat losses, to know the proper steam temperature for cyclic injection.

Resumen En este artículo se escogió un campo colombiano el cual está ubicado en Puerto Nare, Antioquia donde se tiene una buena ubicación para instalar la energía Solar por Concentración (CSP), la cual consiste en concentrar calor mediante el sol, con el fin de generar vapor y suministrarlo e igualmente poder hacer esto sin ausencia de irradiación solar, mediante este artículo se evidenciara el cálculo LCOE mediante el simulador System Advisor Model (SAM) teniendo en cuenta diferentes factores, obteniendo un valor de 0,4kW/$, el cual nos dice que es bastante rentable. Por lo tanto, esta energía es viable para la implementación en la inyección cíclica de vapor al campo colombiano TECA, donde se quiere predecir el cálculo la tasa de producción mediante un modelo analítico e igualmente se calculó las pérdidas de calor, con el fin de conocer la temperatura adecuada de vapor para la inyección cíclica.

Selection of earthquake ground motion accelerograms for the continental margin of Southeastern Brazil

Abstract Brazil is in an intraplate area of low to moderate seismicity, this means that few or no records of strong ground motions are available. Part of the site response analysis and seismic design of structures require the use of acceleration time-histories compatible with a specified target response spectrum. This study aims to utilize methodologies based on the use of existing earthquake records from a well-known database and synthetic accelerograms to obtain ground motions representative of the Brazilian Southeast Region, particularly in the offshore Campos Basin. Information from a probabilistic seismic hazard assessment performed in the interest area was employed as input to the methodologies applied in terms of target response spectrum and the dominant earthquake scenarios. Besides, the acceleration time-histories of two relatively recent earthquakes that occurred in the Brazilian Southeast were used to apply one of the approaches to obtain a synthetic spectrum compatible accelerogram.

Resumen Brasil se encuentra en una región intra-placa de baja a moderada sismicidad, esto quiere decir que hay una limitada disponibilidad de registros de acelerogramas representativos de la región. Parte de un estudio de respuesta local o del diseño sísmico de estructuras requiere del uso de registros aceleración-tiempo que sean compatibles con un espectro de diseño. El presente trabajo tiene como objetivo la aplicación de metodologías para obtener acelerogramas representativos de la región sudeste brasilera, en particular en la región offshore de la cuenca de Campos. Se utilizó la información del análisis probabilístico del riesgo sísmico desarrollado para la región de interés en este estudio para obtener el espectro de respuesta de diseño y para definir los escenarios sísmicos que generan mayor influencia. Adicionalmente, se utilizó la información de acelerogramas registrados a partir de dos sismos relativamente recientes ocurridos en la región sudeste brasilera, para la aplicación de una de las metodologías de obtención de acelerogramas sintéticos.

Removing ammonium from water using porous resins: influence of polymer structure, ion exchange capacity and porosity

Abstract This study describes the synthesis of polymeric resins based on styrene (STY), glycidyl methacrylate (GMA) and divinylbenzene (DVB), modified chemically through sulfonation reactions during different time intervals, to learn the influence of the materials’ structure on their adsorption capacity and evaluate their potential for application in the removal of ammonium from wastewater to levels compliant with the technical standard NT202, R-10 (INEA, 1986). The results showed that besides the duration of the sulfonation reaction, factors such as surface area and pore diameter also contributed significantly to the ammonium absorption process. The efficiency of the formulations was in decreasing order DVB(7:3)(2)S, DVB(7:3)(24)S, STY-DVB(7:3)(2)S and GMA-DVB(7:3)(2)S. Of these, DVB(7:3)(2)S had the greatest surface area but had low ion exchange capacity. The resin with the greatest exchange capacity was STY-DVB(7:3)(2)S, but it had efficiency about 20% lower than the former resin, showing a result very near that of GMA-DVB(7:3)(2)S.

Resumen Este estudio describe la síntesis de resinas poliméricas a base de estireno (STY), metacrilato de glicidilo (GMA) y divinilbenceno (DVB), modificadas químicamente mediante reacciones de sulfonación durante diferentes intervalos de tiempo, para conocer la influencia de la estructura de los materiales en su capacidad de adsorción y evaluar su potencial de aplicación en la remoción de amonio de aguas residuales a niveles que cumplan con la norma técnica NT202, R-10 (INEA, 1986). Los resultados mostraron que, además de la duración de la reacción de sulfonación, factores como el área superficial y el diámetro de los poros también contribuyeron significativamente al proceso de absorción de amonio. La eficácia de las formulaciones fue en orden decreciente DVB(7:3)(2)S, DVB(7:3)(24)S, STY-DVB(7:3)(2)S y GMA-DVB(7:3)(2)S. De estos, DVB(7:3)(2)S tenía la mayor área superficial pero tenía una baja capacidad de intercambio iónico. La resina con mayor capacidad de intercambio fue STY-DVB(7:3)(2)S, pero tuvo una eficiencia aproximadamente un 20% menor que la resina anterior, mostrando un resultado muy cercano al de GMA-DVB (7:3)(2)S.

The empirical correlation between shear wave velocity and penetration resistance for the eolian sand deposits in the city of Olmos-Peru

Abstract Shear wave velocities (Vs) and the number of blows of SPT (N) are parameters that are generally recorded in a geotechnical exploration campaign, in the literature there are several publications on the empirical correlations between N y Vs in different types of soil, the first studies being attributed to Japanese researchers in the 60s and 70s. North Peruvian pipeline was built on a recent quaternary eolian deposit, so a research area in Olmos near to the structure was used for tests. In the geotechnical research campaign were carried out in an arrangement multi-channel and standard penetration test in order to obtain Vs and N respectively. The correlations in this publication are for eolian sand deposits that can potentially be used in other regions with similar characteristics. The correlations presented are; N₆₀ - Vs considering and incorporating into the model the influence of the effective overload.

Resumen Las velocidades de ondas de corte (Vs) y el número de golpes de SPT (N) son parámetros que generalmente se registran en una campaña de exploración geotécnica, en la literatura existen diversas publicaciones sobre correlaciones empíricas entre N y Vs en distintos tipos de suelo, siendo los primeros estudios atribuido a investigadores japoneses en la década de los 60 y 70. El oleoducto norperuano fue construido sobre un depósito eólico del cuaternario reciente, por lo que se utilizó un área de investigación en Olmos cerca de la estructura para los ensayos. En la campaña de investigaciones geotécnicas se realizaron ensayos de medición de ondas superficiales en arreglo multicanal y ensayos de penetración estándar con la finalidad de obtener Vs y N respectivamente. Las correlaciones en esta publicación son para depósitos de arenas eólicas que pueden ser utilizadas potencialmente en otras regiones de similares características. Se presenta las correlaciones; N₆₀ - Vs considerando e incorporando al modelo la influencia de la sobrecarga efectiva.

Development of riverine hydrokinetic energy systems in Colombia and other world regions: a review of case studies

Abstract At a global level, hydrokinetic power has been considered as a renewable energy source, and it has become an attractive alternative for the rural electrification of non-interconnected areas with the presence of water resources. Aspects such as the low rural electrification rate, the increase in energy demand, the decrease in fossil reserves and the climate change, are some of the factors that have driven the use of this technology for the electricity production. The aim of this work is to give a review of the hydrokinetic energy potential of water resources, the requirements and impacts of the implementation of hydrokinetic technology in different countries, and the current development in the Colombian case. At present, it can be observed that the implementation of this technology in different regions of the world, especially in Colombia, has several challenges and barriers, including gaps in knowledge, information and data, such as well as limitations of water resources and infrastructure, finally, impacting on a low adoption of this technology. On the other hand, publications on studies of implementation and potential of hydrokinetic technology have been increasing over time, indicating that this topic has been gaining interest despite the challenges.

Resumen A nivel mundial, la energía hidrocinética ha sido considerada como una fuente de energía renovable, y se ha convertido en una alternativa atractiva para la electrificación rural de zonas no interconectadas con presencia de recursos hídricos. Aspectos como la baja tasa de electrificación rural, el aumento de la demanda energética, la disminución de las reservas fósiles y el cambio climático, son algunos de los factores que han impulsado el uso de esta tecnología para la producción de electricidad. El objetivo de este trabajo es hacer una revisión del potencial energético hidrocinético de los recursos hídricos, los requerimientos e impactos de la implementación de la tecnología hidrocinética en diferentes países, y el desarrollo actual en el caso colombiano. En la actualidad, se puede observar que la implementación de esta tecnología en diferentes regiones del mundo, especialmente en Colombia, presenta varios retos y barreras, entre los que se encuentran los vacíos de conocimiento, información y datos, así como las limitaciones del recurso hídrico y de la infraestructura, repercutiendo finalmente en una baja adopción de esta tecnología. Por otro lado, las publicaciones sobre estudios de implementación y potencial de la tecnología hidrocinética han ido aumentando con el tiempo, lo que indica que este tema ha ido ganando interés a pesar de los desafíos.

Modelling and simulation of a thermoelectric waste heat recovery system - TWRHS

Abstract The thermoelectric effect allows the direct conversion of thermal energy into electrical energy without the need for moving parts and its applications are endless, with only the availability of a temperature gradient. Combustion vehicles generate energy losses of up to 62% and it is estimated that efficiency with thermoelectric generators can be increased by up to 8%. In this work we propose a system of waste heat from exhaust gases from the thermoelectric effect. A computational model was developed using the finite element method. Based on the simulations, a set of curves of electrical variables can be made as a function of temperature. There is a good correlation between the model and datasheet data. Based on the modeled system, it was possible to evaluate a generation system with the generation of up to 120W with 5.8% efficiency, representing an increase of up to 3% in overall efficiency.

Resumen El efecto termoeléctrico permite la conversión directa de energía térmica en energía eléctrica sin necesidad de piezas móviles y sus aplicaciones son infinitas Los vehículos de combustión generan pérdidas de energía de hasta un 62% y se estima que la eficiencia con generadores termoeléctricos puede incrementarse hasta un 8%. En este trabajo se propone un sistema de aprovechamiento del calor de los gases de escape por efecto termoeléctrico. Se desarrolló un modelo computacional utilizando el método de elementos finitos. A partir de las simulaciones, se puede realizar un análisis de las variables eléctricas en función de la temperatura. Existe una buena correlación entre el modelo y los datos obtenidos. Sobre la base del sistema modelado, fue posible evaluar un sistema de generación de hasta 120W con una eficiencia del 5,8%, lo que representa un aumento de hasta el 3% en la eficiencia global.

Effect of the combustion system on reduction of thermal specific energy consumption in an industrial high temperature process

Abstract This paper presents an experimental study carried out in an industrial furnace for frits production using different configurations of burners based on different combustion techniques such as enriched air combustion, flat-flame oxy-combustion and preheater air combustion. The residence time of combustion gases inside the furnace also was modified. Several combustion configurations were tested and its effects on productivity and thermal energy specific consumption and efficiency were determined. The results show that higher residence time of the combustion gases can decrease significantly the specific consumption of fuel, while the change of the burners and combustion techniques did not show significant effects on decreasing the energy consumption. However, it is highlighted that the oxy-combustion flat-flame burners produced the lowest specific consumption of fuel. Even though the experiments were conducted in a furnace for frit production, the corresponding results can also be applied to guide or improve other industrial high temperature processes.

Resumen En este trabajo se presenta un estudio experimental realizado en un horno industrial para la producción de fritas utilizando diferentes configuraciones de quemadores con diferentes técnicas de combustión, con aire enriquecido, oxicombustión de llama plana y aire precalentado. También se modificó el tiempo de permanencia de los gases de combustión en el horno. Se determinó el efecto en la productividad, el consumo específico y la eficiencia utilizando las diferentes configuraciones y técnicas de combustión. Los resultados muestran que un mayor tiempo de residencia de los gases de combustión disminuye el consumo específico de combustible, mientras que el cambio de quemadores y técnicas de combustión no mostró efectos significativos en el consumo de energía. Sin embargo, los quemadores de llama plana de oxi-combustión produjeron el menor consumo específico de combustible. Los resultados obtenidos también se pueden aplicar para guiar o mejorar otros procesos industriales de alta temperatura.

Techno feasibility analysis of a concentrating solar thermal cooling systems at a university complex

Abstract Concentrating solar thermal (CST) energy applications are growing worldwide, especially in combined cooling, heat, and power processes. Building upon the analysis of a building’s thermal comfort, and software simulations for CST, the current study evaluates a solar conditioning system integrated with absorption systems. The cooling system is equipped with single-, double- and triple-effect configurations cycle, production parameters, and thermal storage. The required fraction of auxiliary energy for the system operation is estimated. The results indicate that the double effect system is the best configuration for the adopted location in Brazil. The system’s annual auxiliary energy demand is, approximately, 20%. Triple-effect systems require less energy at higher temperatures due to local direct radiation, which then leads to an intermittent operation and greater auxiliary energy demands. The methodology applied in this work could be adopted in different locations, with an emphasis on the possibility of testing smaller scale systems in small buildings.

Resumen Las aplicaciones de la energía solar térmica de concentración (CST) están creciendo en todo el mundo, especialmente en los procesos combinados de refrigeración, calor y electricidad. Partiendo del análisis del confort térmico de un edificio y de simulaciones de software para CST, el presente estudio evalúa un sistema de acondicionamiento solar integrado con sistemas de absorción. El sistema de refrigeración está equipado con configuraciones de ciclo de efecto simple, doble y triple, parámetros de producción y almacenamiento térmico. Se estima la fracción de energía auxiliar necesaria para el funcionamiento del sistema. Los resultados indican que el sistema de doble efecto es la mejor configuración para la ubicación adoptada en Brasil. La demanda anual de energía auxiliar del sistema es, aproximadamente, del 20%. Los sistemas de triple efecto requieren menos energía a temperaturas más altas debido a la radiación directa local, lo que lleva a un funcionamiento intermitente y a una mayor demanda de energía auxiliar. La metodología aplicada en este trabajo podría adoptarse en diferentes lugares, haciendo hincapié en la posibilidad de probar sistemas de menor escala en edificios pequeños.

Analysis of potential waste heat recovery from a stenter in a textile plant

Abstract The textile sector, an important economic driving force in Antioquia, Colombia, uses great quantities of thermal energy mainly produced by coal combustion, which holds enormous potential for recovery. One of the most common processes in a textile plant is heat setting, which uses a significant amount of thermal energy to adjust the properties of fabrics, such as shrinking, stiffness, pull strength, width, and stretching. In this study, we calculate the mass and energy balances of a stenter and propose a system to recover the energy available in its exhaust gases. The energy recovery potential in this heat setting process is 800.97 kW, which represents 87.2% of the total input energy. Additionally, we evaluate different heat exchangers to recover the available heat and present criteria to select them. Finally, thermosyphons, whose thermal efficiency was theoretically determined here, offer a promising alternative for heat recovery from actual stenters.

Resumen El sector textil, un importante motor económico de Antioquia, Colombia, usa grandes cantidades de energía térmica, principalmente producida por la combustión de carbón y tiene un enorme potencial de recuperación. Uno de los procesos en una planta textil es el termofijado, el cual usa una cantidad significativa de energía térmica para ajustar las propiedades de la tela, tales como encogimiento, rigidez, fuerza de tracción, ancho y estiramiento. En este estudio, se realizó el balance de masa y energía de una termofijadora y se propuso un sistema para recuperar la energía en sus gases de escape. El potencial de recuperación de energía en el proceso de termofijado fue de 800,97 kW, representando 87,2% de la energía total de entrada. Adicionalmente, se evaluaron diferentes opciones de intercambiadores de calor. Finalmente, los termosifones, cuya eficiencia térmica se determinó teóricamente, ofrecen una alternativa viable para la recuperación de calor de las termofijadoras.