Ingeniería e Investigación

Determining heat transfer coefficients in radial flow through a polyethylene packed bed

Se presenta una metodología teórico-experimental para determinar los coeficientes intersticiales de transferencia de calor promedio en el flujo radial de agua a través de un lecho de empaque de polietileno donde el fluido no está en equilibrio térmico con la fase sólida. Los coeficientes de transferencia de calor se obtienen a través del Single Blow Transient Method combinando los resultados experimentales en un banco de ensayo con las soluciones numéricas del modelo matemático. El sistema de ecuaciones diferenciales parciales generado en el modelo matemático es resuelto a través de una metodología numérica basada en el método de volúmenes finitos. Las pruebas experimentales y las soluciones numéricas se realizaron para diferentes valores de velocidad superficial del fluido a la entrada del lecho y para diversos valores de porosidad del medio, obteniéndose que los números de Nusselt aumentan al incrementarse el número de Reynolds, y de igual manera, también aumentan al disminuir la porosidad del medio, observándose valores de Nusselt hasta de 2,8 para una porosidad de 0,375 y un número de Reynolds de 650.

A numerical-experimental methodology was used for determining interstitial heat transfer coefficients in water flowing through porous media where it was not in heat balance with the solid phase. Heat transfer coefficients were obtained through the single blow transient test method, combining experimental test equipment results with a mathematical models numerical solution. The partial differential equation system produced by the mathematical model was resolved by a numerical finite volume method-based methodology. Experimental tests and numerical solutions were satisfactorily carried out for different values from the fluids surface speed from the entrance to the bed and for different porosity values, finding that Nusselt numbers increased when Reynolds numbers also increased and that Nusselt numbers increased when porosity decreased. A 650 Reynolds number and 0.375 porosity gave a Nusselt number of up to 2.8.

Laminated steel and concrete slab composite beam behavior using grade two shear connector screws

En el presente artículo, partiendo de un análisis teórico-experimental, se determinan y caracterizan los parámetros de diseño que rigen el comportamiento de las vigas compuestas de perfiles de acero y losa de concreto empleando conectores de cortante tipo tornillo, dado que para esta clase de conector no existe un estudio específico de su comportamiento, además en la actualidad su diseño no está definido en las NSR-98, aunque es uno de los tipos de conectores más empleados en la construcción de secciones compuestas en Colombia. El análisis se desarrolló con base en los resultados de 36 ensayos experimentales a escala, para dos resistencias de concreto (fc), 21MPa y 28MPa, cada resistencia de concreto con tres diámetros de tornillos, Ø1/2, Ø5/8 y Ø3/4, con dos tipos de separaciones de 0,10 m y de 0,30 m. En esta investigación se estudian, entre otros efectos, el deslizamiento producido tanto por la degradación del concreto como por las deformaciones en el perfil de acero y en los conectores, para ello se emplean formulaciones que involucran diversas variables como el deslizamiento y la separación de los conectores. Así mismo, en el estudio se plantea una metodología de diseño de vigas en sección compuesta con conectores de cortante tipo tornillo, donde se propone una formulación para el cálculo de la resistencia de los conectores de cortante, con la cual se obtienen resistencias de los conectores del orden del 62% de las planteadas para los espigos cuando la separación es de 0,10 m y 13% mayores para las separaciones de 0,30 m, en los parámetros elásticos donde se obtienen inercias efectivas del orden de 62% de las teóricas y en de resistencia a flexión de las vigas compuestas, las cuales mostraron una sobrerresistencia promedio del 23% mayor de los valores nominales de la normatividad actual.

This paper reports using theoretical-experimental analysis for obtaining and characterising the design parameters governing steel and concrete slab composite beams behaviour using shear connector screws. Currently no research has been found about such behaviour and Colombian seismic-resistant regulations (NSR-98) have not yet defined such design; these types of connectors are most used in constructing composite sections in Colombia . The results of 36 experimental scale tests for 21MPa and 28MPa concrete strengths were taken for the analysis; each concrete strength had three screw diameters (Ø1/2 ", Ø5/8 " and Ø3/4 ") with 0.10m and 0.30m separations. This research also studied other effects such as slip caused by steel and connector profile deformation or deformation due to concrete degradation. Formulations were thus used which included connector slip and separation. The article sets out a methodology for designing composite beams using shear connector screws. It also proposes a formulation for calculating connector shear strength, thereby obtaining almost 62% stud connector resistance when separation was 0.10m and an extra 13% for 0.30m separations in elastic parameters where 62% of theoretical effective inertia was obtained and 23% more composite beam average bending strength was found than that required by current regulations.

Effect of ultraviolet radiation on an asphalt mixtures mechanical and dynamic properties

El objetivo de esta investigación fue el de determinar los efectos de la radiación ultravioleta en las propiedades mecánicas y dinámicas de una mezcla asfáltica. El estudio partió de la caracterización de los materiales y la determinación del porcentaje óptimo de asfalto con la metodología Marshall. Se fabricaron muestras de módulo dinámico, de ahuellamiento y de ley de fatiga, las cuales fueron sometidas a cuatro periodos de radiación ultravioleta en una cámara con condiciones ambientales controladas. Entre los resultados obtenidos se determinó que a mayor periodo de exposición de radiación ultravioleta la vida en ciclos de la mezcla disminuye, los módulos dinámicos aumentan entre 90 y 132 % y la deformación permanente aminora un 57 %, convirtiéndose así en una estructura más frágil.

This researchs main goal was to determine UV radiations effects on a dense asphalt mixtures mechanical and dynamic properties. Individual material components were characterised and optimum asphalt content was obtained using Marshalls methodology. Dynamic modulus, rutting and fatigue tests were carried out using specimens previously subjected to UV radiation at different exposure times by using an aging chamber. It is worth stressing that greater UV exposure led to shorter mixture life cycles. The dynamic module increased between 90% and 132% and permanent deformation decreased by 57%, making it become a more fragile structure.

Simulating vulnerability functions and seismic damage probability matrix for reinforced concrete frame buildings

En el presente trabajo se construyen funciones de vulnerabilidad y matrices de probabilidad de daño sísmico para edificaciones de concreto que corresponden al sistema estructural de pórticos, a partir de técnicas de simulación y de opinión de expertos. Las funciones y matrices propuestas relacionan la vulnerabilidad de una edificación con el nivel de daño que pueden alcanzar dependiendo de la acción del sismo. La determinación de la vulnerabilidad se realiza a partir de un índice, el cual es propuesto con base en la opinión de expertos. El daño se define por medio de un índice que depende de un análisis no lineal estático. Las técnicas de simulación fueron utilizadas para generar edificaciones hipotéticas que representan las características propias de las edificaciones de ciudades colombianas como Bucaramanga. Para la construcción y aplicación de las funciones y matrices se elaboró una serie de herramientas que permiten, a partir de las características de las edificaciones de una zona, establecer el nivel de daño de una acción sísmica determinada.

This paper outlines vulnerability functions and seismic damage probability matrixes being constructed for reinforced concrete frame buildings. These functions and matrixes were based on simulation techniques and experts opinion. The proposed functions and matrixes relate a buildings vulnerability to the level of damage which might be incurred, depending on an earthquakes motion. Vulnerability was defined by estimating an index proposed by expert opinion. Damage was defined by means of a damage index depending on nonlinear static analysis. Simulation techniques were used for constructing hypothetical buildings and thereby to building the functions and matrixes. Such buildings represented the typical characteristics of Colombian cities reinforced concrete frame system ( Bucaramanga for example). A set of tools was made for constructing and applying these functions and matrixes, allowing us to determine the level of seismic damage by using the buildings characteristics for specific seismic action.

Cement plant gaseous pollutant emission reduction technologies

En este artículo se hace una breve descripción de los procesos de formación de SO X, NO X y CO2, los principales contaminantes emitidos en las descargas gaseosas de la industria del cemento. Se presentan, además, varias tecnologías para reducir dichas emisiones en hornos cementeros húmedos. Estas medidas están diferenciadas en primarias, que permiten disminuir la formación de los contaminantes, y las medidas secundarias o de fin de tubo. Para el caso del CO2, se exponen las estrategias para evitar la formación de este gas de efecto invernadero, orientadas hacia la sustitución de combustibles y materias primas, así como las tecnologías en desarrollo para la captura de CO2.

A brief description of SO X, NO X and CO2 formation is presented, these being the main pollutants emitted in the cement industry gas stream Several technologies for reducing NO X, SO X and CO2 emissions in long wet kilns are introduced: primary measures preventing contaminant formation and secondary/tube end emission reduction measures. Strategies for preventing CO2 (green-house effect gas) formation are also addressed, such as fuel and raw material substitution and CO2 capture technologies which are still being developed.

A review of using organic acids to chemically modify starch

La obtención de un material biodegradable a partir de la reacción del almidón con ácidos orgánicos tiene gran interés debido a que conllevaría a la generación de nuevos materiales con propiedades físicas y químicas que podrán utilizarse ampliamente en las industrias de la química fina, cosmética y alimentos. Así mismo, el almidón modificado, al poseer carácter biodegradable, ayudaría a la disminución de contaminantes de residuos sólidos. Este artículo presenta una revisión de algunos estudios sobre las modificaciones de los almidones con ácidos orgánicos y las aplicaciones en los sectores de la industria química.

Obtaining a biodegradable material from the reaction of starch with organic acids has great interest because it would lead to producing new materials having chemical and physical properties which can be widely used in the fine chemicals, cosmetics and food industries. Modified starch thus has biodegradable properties which would help to reduce the amount of polluting solid waste. This paper gives a summary of some studies regarding modifying starch with organic acids and its applications in the field of chemical industry.

A tool for enabling multimodal access to WWW resources from several devices

Actualmente la mayoría de los recursos de la World Wide Web (WWW) son accesibles desde PC y mediante HTTP sin embargo, se están realizando investigaciones, herramientas y propuestas para el desarrollo de aplicaciones multimodales que permitan el acceso a recursos de la WWW desde diversos dispositivos y por variados mecanismos. La motivación para el desarrollo de aplicaciones multimodales y multidispositivos reside en la conveniencia de las organizaciones en evitar la replicación de información y servicios disponibles en sus aplicaciones y páginas web. En el presente artículo se describe la estructura de una herramienta que permite el acceso multimodal y multidispositivo a recursos de la WWW a través de HTTP, SMS, WAP, MMS y S@T. El principal aporte de este trabajo consiste en proponer una arquitectura posible y sencilla para realizar lo anterior y en validarla mediante la implementación de un prototipo.

Most World Wide Web (WWW) resources are currently accessible from PCs and through HTTP; however, multimodal application research is being carried out and tools and proposals are being developed allowing access to WWW resources from several devices and mechanisms. The motivation for developing multimodal and multi-device applications has arisen from organisations need to avoid duplicating information and services available in applications and web pages. This article describes the structure of a tool allowing multimodal and multi-device access to WWW resources through HTTP, SMS, WAP, MMS and S@T. This works main contribution lies in its proposing a possible and simple architecture for accomplishing this and validating it through implementing a prototype.

Generating the body of the methods from class diagram operation semantics

Para la generación automática de código fuente a partir de los diagramas de UML, las herramientas CASE convencionales sólo generan el encabezado de los métodos, y algunos esfuerzos adicionales generan parcialmente el cuerpo de los métodos, pero empleando elementos que se alejan de los estándares de modelado y, en todo caso, muy cercanos a la elaboración manual de código fuente. Buscando superar esas limitaciones, en este artículo se propone un proceso para generar el cuerpo de los métodos del código fuente a partir de las operaciones del diagrama de clases. Para ello se define la semántica de las operaciones, que es una manera de ligar las operaciones del diagrama de clases y los métodos implementados en la plataforma de desarrollo, tomando como entradas las pre y poscondiciones de las operaciones y el metamodelo de las librerías de la plataforma de desarrollo. Finalmente, el proceso se ejemplifica con un caso de estudio, para el cual fue necesario elaborar una instancia en UML del metamodelo del paquete java.sql.

Well-known CASE tools only generate the heading of the methods to automatically generate source code from UML diagrams. Some proposals partially generate the body of the methods; however they use non-standard modeling elements or hand-made source code elements. This paper proposes a process for generating the body of the methods from class diagram operations in an attempt to overcome such constraints. Semantics of class operations was thus defined as a way of linking class diagram operations to development platform implemented methods. These kinds of semantics use pre- and post-conditions belonging to the operations and the development platform library meta-model. This process is also exemplified by giving a case study. An UML instance of the java.sql package meta-model was created for developing the case study.

Determining electrical loss in electromagnetically-modelled induction motors using the finite element method

Este artículo presenta el comportamiento de las pérdidas eléctricas en un motor de inducción de jaula de ardilla de 7,5 kW de potencia operando con alimentación balanceada y desbalanceada, modelando al motor con el método de los elementos finitos y comparando los resultados con pruebas en laboratorio del motor seleccionado. Se analiza la variación de la densidad de flujo magnético en cuatro lugares de la máquina en diversas situaciones de carga y desbalance. Los resultados obtenidos muestran que desde el punto de vista de las pérdidas totales del motor, la operación desbalanceada con subvoltajes es la situación más crítica para la máquina. En cuanto a la variación de las pérdidas en las partes del motor, se encontró que las pérdidas en el hierro tienen un comportamiento constante al variar la carga para cada tipo de alimentación, y en el lugar que las pérdidas presentan mayor aumento es en el rotor de la máquina.

This paper shows the pattern of a 7.5 kW squirrel-cage induction motors electrical loss in balanced and unbalanced conditions, modelling the motor using the finite element method and comparing the results with experimental data obtained in the laboratory for the selected motor. Magnetic flux density variation was analysed at four places in the machine. The results so obtained showed that the undervoltage unbalanced condition was the most critical from the motors total loss point of view. Regarding variation of loss in parts of the motor, a constant iron loss pattern was found when the load was changed for each type of voltage supply and that the place where the loss had the largest rise was in the machines rotor.

Studying and comparing spectrum efficiency and error probability in GMSK and DBPSK modulation schemes

GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) y DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying) son dos esquemas de modulación digital usados frecuentemente en los sistemas de comunicaciones vía radio; sin embargo, existe interdependencia en el aprovechamiento de sus beneficios (eficiencia espectral, baja tasa de error de bit, baja interferencia intersímbolos, etc.); es decir, la optimización de un parámetro acarrea problemas en otro; por ejemplo, el esquema GMSK logra reducir el ancho de banda al introducirle un filtro gaussiano a un modulador MSK (Minimum Shift keying) a cambio de incrementar la interferencia intersímbolos en el sistema. Por su parte, el esquema DBPSK obtiene menor probabilidad de error, ocupando mayor ancho de banda; así mismo, facilita la transmisión de los datos de forma síncrona debido al retardo de un bit que tiene el receptor al recuperar la señal.

Gaussian minimum shift keying (GMSK) and differential binary phase shift keying (DBPSK) are two digital modulation schemes which are -frequently used in radio communication systems; however, there is interdependence in the use of its benefits (spectral efficiency, low bit error rate, low inter symbol interference, etc). Optimising one parameter creates problems for another; for example, the GMSK scheme succeeds in reducing bandwidth when introducing a Gaussian filter into an MSK (minimum shift keying) modulator in exchange for increasing inter-symbol interference in the system. The DBPSK scheme leads to lower error probability, occupying more bandwidth; it likewise facilitates synchronous data transmission due to the receivers bit delay when recovering a signal.

Evaluating a k-nearest neighbours-based classifier for locating faulty areas in power systems

En este artículo se presenta una estrategia de identificación del tipo de falla y localización de la misma, en un sistema de distribución de energía eléctrica. La estrategia se basa en una técnica muy sencilla, conocida como los k vecinos más cercanos, la cual simplemente estima una distancia entre las características que describen el dato a clasificar y los datos presentados en la etapa de entrenamiento del algoritmo. Cuando un nuevo dato se presenta al algoritmo propuesto, se clasifica con el mismo tipo del ejemplo que se determine como el más cercano. Para la asignación de la zona ante una falla en el sistema de potencia, se presenta en este documento una caracterización de las señales de tensión y de corriente, medidas en la cabecera del circuito, que sirven de entrada al algoritmo. Como salida se tiene la zona donde se localiza la falla. La estrategia de clasificación se probó en un sistema de distribución real y como resultado se obtuvieron promedios de 93% como índice de confianza en el localzador, lo que muestra el alto desempeño de la aplicación propuesta. Los resultados de la investigación señalan cómo utilizando características obtenidas del fundamental de tensión y corriente se puede localizar la zona en falla con alto desempeño, contribuyendo así a localizar rápidamente la falla, brindar atención oportuna y como consecuencia mejorar los índices de continuidad del suministro de energía eléctrica en los sistemas de distribución.

This paper reports a strategy for identifying and locating faults in a power distribution system. The strategy was based on the K-nearest neighbours technique. This technique simply helps to estimate a distance from the features used for describing a particular fault being classified to the faults presented during the training stage. If new data is presented to the proposed fault locator, it is classified according to the nearest example recovered. A characterisation of the voltage and current measurements obtained at one single line end is also presented in this document for assigning the area in the case of a fault in a power system. The proposed strategy was tested in a real power distribution system, average 93% confidence indexes being obtained which gives a good indicator of the proposals high performance. The results showed how a fault could be located by using features obtained from voltage and current, improving utility response and thereby improving system continuity indexes in power distribution systems.

Topographical characteristics and evaluating water quality in watershed management

Topographical characteristics and water quality were evaluated at Hacienda Gloria, in Jaboticabal, São Paulo State, Brazil . Understanding the reliefs morphometric characteristics and the course of the streams in a small watershed supported the hypothesis that land-use affects water quality and helps predict how changes in water-flow and the surrounding landscape occur; areas protected by native forest and those dedicated to agriculture were considered. Water quality was sampled at six sites and physical and chemical changes were analysed. Monthly water samples were collected from the streams on the same day of each month during the course of a year; Horiba equipment was used for recording data. One-way analysis of variance (ANOVA) was used for determining differences between the sites being investigated. Analysing the data revealed significant differences in pH, electric conductivity, turbidity, dissolved oxygen and temperature. Topographical characteristics have been influenced by agricultural activity, thereby having an environmental impact. Surface runoff was predominant on steep slopes, mainly in areas near the top of the watershed. Land-use has had a significant impact on many physical parameters, including stream turbidity and temperature which increased with deforestation. The results indicated the agricultural watersheds fragility to pollutant exposure and/ or toxicity, mainly due to turbidity in the streams caused by soil erosion, waste discharge and runoff.

Se evaluaron características topográficas y muestras de agua en un cauce de la hacienda Gloria, municipio Jaboticabal, São Paulo, Brasil. Las características morfométricas del relieve y del agua fueron estudiadas en una pequeña cuenca hidrográfica, considerando zonas protegidas con bosque nativo y aquellas que presentaban uso agrícola de la tierra para ajustar la hipótesis de que el uso de ella afecta la calidad del agua y ayuda a predecir cómo se producen los cambios en este y en el local paisaje circundante. La calidad del agua fue evaluada en seis sitios y se analizaron los cambios de los parámetros físicos y químicos. Las muestras fueron recolectadas el mismo día de cada mes, durante un año, mediante un equipo de Horiba. Para determinar diferencias entre los sitios estudiados se realizó el análisis de varianza (Anova). El análisis de los datos presentó diferencias significativas de pH, conductividad eléctrica, turbidez, oxígeno disuelto y temperatura. Las características topográficas han sido influenciadas por las actividades agrícolas, impactando el medio ambiente. La escorrentía superficial es predominante en las laderas pronunciadas, sobre todo en las zonas altas de la cuenca. Los resultados indican la fragilidad de la cuenca agrícola a la exposición de contaminantes o agentes tóxicos, debido a la turbidez en el agua causada por la erosión de los suelos, la deposición de residuos agrícolas y por la escorrentía superficial.

Pentachlorophenol reduction in raw Cauca river water through activated carbon adsorption in water purification

La reducción del riesgo químico del agua cruda del río Cauca causado por la presencia de pentaclorofenol y materia orgánica (color real, absorbancia UV254) se evaluó a escala de laboratorio mediante tres secuencias de tratamiento: adsorción con carbón activado en polvo (CAP); adsorción-coagulación y adsorción-desinfección-coagulación. Los resultados mostraron que el CAP es un compuesto adecuado para la remoción del pentaclorofenol y que su uso conjunto con el coagulante (sulfato de aluminio) mejora significativamente la remoción tanto del compuesto fenólico como de la materia orgánica, promoviendo la coagulación mejorada; sin embargo, la secuencia de tratamiento más eficiente fue la de adsorción-desinfección-coagulación, alcanzándose niveles de pentaclorofenol inferiores al límite de detección (1,56 μg/l), valor menor que el límite de 9μg/l establecido por la OMS debido al efecto del cloro sobre el CAP.

Reducing chemical risk in raw water from the River Cauca (caused by the presence of pentachlorophenol and organic matter (real color, UV254 absorbance)) was evaluated at bench scale by using three treatment sequences: adsorption with powdered activated coal (PAC); adsorption - coagulation; and, adsorption - disinfection - coagulation. The results showed that although PAC is appropriate for pentachlorophenol removal, and its use together with the coagulant (aluminium sulphate) significantly improved phenolic compound and organic matter removal (promoting enhanced coagulation), the most efficient treatment sequence was adsorption - disinfection - coagulation, achieving minor pentachlorophenol levels than detection (1.56 μg/l) and WHO limits (9μg/l) due to the effect of chloride on PAC.

Pesticide sorption and desorption from soils having different land use

Este trabajo se realizó dentro del marco de un proyecto multidisciplinario sobre la evaluación de la utilización de zonas amortiguadoras como uno de los mecanismos para combatir la contaminación de aguas superficiales por plaguicidas. Estas zonas son eficaces para detener los plaguicidas transportados en las escorrentías, pero no existe mucha información sobre el futuro de las moléculas interceptadas. En el trabajo se evaluó la sorción y la desorción de dos herbicidas con propiedades muy diferentes: el isoproturon, moderadamente hidrófobo (log Kow = 2,5), la diflufenicanil, fuertemente hidrófobo (log Kow = 4,9), y la isopropilanilina, un metabolito de la isoproturon, en suelos con diferentes tipos de ocupación, barreras de hierba, zonas arboladas y parcelas de cultivo. Los experimentos se realizaron en laboratorio utilizando las moléculas marcadas con 14C. Los resultados muestran que la diflufenicanil y la isopropilanilina son más retenidos que el isoproturon en los tres suelos. Los valores de Kd de las tres moléculas revelan que la sorción del isoproturon y la diflufenicanil es más fuerte en el horizonte superficial de la zona arbolada, donde el contenido de carbono es más importante (ZB 0-2: Kd IPU = 15,1 L kg-1; Kd DFF = 169,2 L kg-1). En el caso del isopropilanilina, el Kd más elevado es determinado en el horizonte superficial de la barrera de hierba (BE 0-2: Kd IPA = 53.1 L kg-1). Estos resultados están relacionados con el diferente contenido y naturaleza de materia orgánica de acuerdo con el tipo de ocupación del suelo.

This study was carried out within the framework of a multidisciplinary project for evaluating buffer zones for combating pesticide contamination of surface water. Such areas are effective in removing pesticides transported by run-off; however, little information is available about the fate of the pesticides so intercepted. Two herbicides having contrasting properties (isoproturon, moderately hydrophobic (log Kow = 2.5), diflufenican, strongly hydrophobic (log Kow = 4.9)) and isopropylaniline (an isoproturon metabolite) were used for characterising sorption and desorption from soil having three different land uses: grass buffer strip, woodland and cultivated plot. The experiments were carried out in controlled laboratory conditions using isoproturon labelled with 14C in the benzene ring. The results demonstrated that diflufenican and isopropilaniline retention was more significant than isoproturon in three soils. The three molecules Kd values revealed that isoproturon and diflufenicanil retention was more important in woodland soil where carbon content was more significant (ZB 0-2: Kd IPU = 15.1 Ls kg-1; Kd DFF = 169.2 Ls kg-1). Isopropilanilina Kd was higher in grass buffer strip soil (BE 0-2: Kd IPA = 53.1 L kg-1). These differences were related to different organic matter content and nature according to the type of land use.

New reliability charge incentives and structure in the Colombian electrical sector

Asegurar la confiabilidad en el sector eléctrico ha sido siempre una preocupación central de todo diseño de política del sector. No obstante, para sistemas predominantemente hidráulicos como lo es el colombiano, que operan en la zona ecuatorial americana, el reto de garantizar la confiabilidad puede ser incluso mayor toda vez que fenómenos climatológicos como El Niño pueden producir desajustes importantes del lado de la oferta que dificultan el logro del equilibrio real entre demanda y oferta. De este modo, se requiere una estructura regulatoria muy específica para garantizar la existencia de unidades de generación de respaldo que entren a operar en épocas de hidrología crítica. Este artículo estudia el nuevo cargo de confiabilidad propuesto por la CREG, y en particular, sus características así como los incentivos en él establecidos para garantizar la confiabilidad del sistema eléctrico en condiciones de hidrología extrema. El diseño del nuevo sistema promueve la confiabilidad del sector en períodos de escasez e incentiva nuevas instalaciones en generación de respaldo, cumpliendo así con su objetivo central. No obstante, el diseño del instrumento podría mejorarse, incluyendo explícitamente una penalidad por incumplimiento, con el propósito de desestimular la entrada al mercado de energía firme de jugadores con bajos niveles de confiabilidad, o de especuladores.

Ensuring sector reliability has always been an important issue in electrical sector policy. However, the challenge could be even greater for hydrodependent systems (as in the Colombian system) operating in the South-American equatorial zone, since climatic shocks such as the el niño phenomenon usually have a very strong impact on supply, thereby leading to market disequilibrium. Such systems thus require a very specific regulatory structure to assure generation units as backup units which may generate electrical energy during critical moments. This paper examines the new reliability charge developed by the Colombian Commission for Regulating Energy and Gas (CREG), its characteristics and incentive mechanisms to ensure Colombian electrical system reliability under extreme weather condition. The new system promotes sector reliability during periods of scarcity and provides a clear incentive for new investment in backup generation. However, the instruments design could be improved if it included an explicit penalty for those units which do not honor their firm energy commitment. The instrument could thus encourage the nonentry of units which have either low reliability levels or speculative purposes.

Non-uniform electric field-induced yeast cell electrokinetic behavior

Common dielectrophoresis (c-DEP, i.e. neutral matter motion induced by non-uniform electric fields) has become a basic phenomenon of biochips intended for medical, biological and chemical assays, especially when they imply bioparticle handling. This paper deals with modelling and experimental verification of a castellated, c-DEP-based, microelectrode array intended to handle biological objects. The proposed microsystem was developed employing platinum electrodes patterned by lift-off, silicon micro-machining and photoresin patterning techniques. Saccharomyces cerevisiae were used as test bioparticles for experimental verification. Yeast cells were repelled toward electrode bays and toward interelectrodic gaps tor frequencies around 20 MHz where there is minimum electric field strength, corresponding to a negative dielectrophoretic phenomenon. Yeast cell agglomerations were observed around electrode edges for frequencies of around 2 MHz where there is maximum electric field strength, thereby verifying the positive dielectrophoretic phenomenon. Bioparticles were separated from the electrode edges when the working frequency was reduced and they were dragged towards the electrode centre, remaining there while the frequency was low enough. Such atypical pattern may be explained due to the occurrence of positive dielectrophoresis overlap with electrohydrodynamic effects (i.e. the viscous drag force acting on the particles was greater than the dielectrophoretic force at frequencies where positive dielectrophoresis should occur). The experiments illustrated microsystem convenience in microhandling biological objects, thereby providing these microarrays possible use with other cells. Liquid motion resulting from electrohydrodynamic effects must also be taken into account when designing bioparticle micromanipulators, and could be used as a mechanism for cleaning electrode surfaces.

La dielectroforesis común (c-DEP), es decir, el movimiento de materia eléctricamente neutra inducido por campos eléctricos no uniformes, se ha convertido en un fenómeno fundamental dentro de los biochips dedicados a ensayos médicos, biológicos y químicos, especialmente cuando ellos implican la manipulación de biopartículas. El presente artículo describe el modelado y la verificación experimental de un arreglo de microelectrodos interdigitados, basado en c-DEP y destinado a manejar objetos biológicos. El microsistema propuesto se desarrolló empleando técnicas como lift-off para el grabado de electrodos de platino, micromecanizado de silicio y moldeado de resinas fotocurables. La verificación experimental se realizó utilizando Saccharomyces cerevisiae como biopartículas de prueba. Para frecuencias cercanas a 20 MHz se observó que las levaduras son repelidas hacia las bahías de los electrodos y hacia el espaciado interelectródico, donde el campo eléctrico es mínimo, lo cual corresponde al fenómeno de dielectroforesis negativa. Para frecuencias cercanas a 2 MHz se observó la aglomeración de levaduras en el borde de los electrodos, donde el campo eléctrico es máximo, verificando así el fenómeno de dielectroforesis positiva. Al reducir la frecuencia de operación, las biopartículas se desprenden del borde de los electrodos y son empujadas hacia el centro de los electrodos, permaneciendo allí mientras la frecuencia sea lo suficientemente baja. Este comportamiento atípico se puede explicar porque la dielectroforesis positiva se traslapa con los efectos electrohidrodinámicos, o sea que la fuerza de arrastre viscoso que actúa sobre las partículas es mayor que la fuerza dielectroforética, a frecuencias en donde la dielectroforesis positiva debería ocurrir. Los experimentos ilustran la conveniencia de los microsistemas como micromanipuladores de objetos biológicos, abriendo la posibilidad de utilizarlos con otro tipo de células. Adicionalmente, el movimiento del líquido, como resultado de efectos electrohidrodinámicos, debe ser tenido en cuenta cuando se diseñan micromanipuladores de biopartículas y podría ser utilizado como mecanismo para la limpieza de los electrodos.

Mathematically modelling the power requirement for a vertical shaft mowing machine

En el presente trabajo se desarrolla un modelo matemático para la determinación de la demanda de potencia del órgano de corte de una trituradora de eje vertical, considerando la particular influencia del régimen cinemático en la potencia de corte, que se diferencia de otros modelos de trituradoras. Se simula la influencia de las velocidades de rotación y de traslación del órgano de corte en la demanda de potencia. Los resultados demuestran que si la velocidad de traslación permanece constante, con la variación de la velocidad angular de las cuchillas no se producen cambios en la potencia de corte, pero sí en el resto de los términos que determinan la demanda total de potencia. Al aumentar la velocidad de traslación la demanda de potencia crece. Este comportamiento de la trituradora de eje vertical permite lograr una adecuada calidad en la trituración de los rastrojos con menor velocidad angular del órgano de corte, disminuyendo la demanda de energía de la demolición de rastrojos.

This work describes a mathematical model for determining the power demand for a vertical shaft mowing machine, particularly taking into account the influence of speed on cutting power, which is different from that of other models of mowers. The influence of the apparatus rotation and translation speeds was simulated in determining power demand. The results showed that no changes in cutting power were produced by varying the knives angular speed (if translation speed was constant), while cutting power became increased if translation speed was increased. Variations in angular speed, however, influenced other parameters determining total power demand. Determining this vertical shaft mowers cutting pattern led to obtaining good crop stubble quality at the mowers lower rotation speed, hence reducing total energy requirements.

The most recent satellite radar altimetry applications in hydrology: The case of the Amazon basin

El presente artículo sintetiza los principios de la altimetría radar por satélite y presenta las aplicaciones más relevantes que dicha tecnología ha aportado al estudio de aguas superficiales continentales bajo un dominio que se comienza a conocer como hidrología espacial. Dentro de estos, uno de los más importantes tiene que ver con la generación de estaciones virtuales (intersección entre el barrido del satélite y un cuerpo de agua: río, lago, mar interior). Dichas estaciones están siendo actualmente utilizadas como mecanismo de apoyo para el monitoreo hidrológico, especialmente, en lo referente a la densificación de las redes hidrométricas instaladas insitu. Adicionalmente, estas pueden ser caracterizadas con datos provenientes del espacio de la misma manera en que son caracterizadas las estaciones insitu procurando información de carácter hidráulico (pendiente del fondo del cauce, profundidad del flujo cero, coeficiente de Manning, entre otros) que hasta el momento sólo podía ser deducida a partir de mediciones directas en campo.

This paper summarises the principles of satellite radar altimetry and presents this technologys most important applications for analysing continental surface water within an area known as spatial hydrology; generating virtual gauging stations is one of its most important applications (intersection between satellite tracking and bodies of water: rivers, lakes, inland seas). These stations are currently being used for supporting hydrological monitoring, especially in increasing in-situ gauging station network density. Such spatial data-based virtual stations could thus be characterised in the same way as in-situ gauging stations producing hydraulic data (bed slope, zero flow depth, Manning coefficient, etc) which, until now, could only be directly obtained from in-situ measurements.

Developing a press for static and dynamic testing of orthopedic devices and biological tissue

Se describe el diseño y la construcción de una prensa con una capacidad de 1.800 N y una frecuencia máxima de 3 Hz que será utilizada para realizar pruebas estáticas y dinámicas de tejidos biológicos y elementos ortopédicos como fijadores externos. Consta de una base octagonal con una distancia entre caras de 500 mm y un travesaño que desliza sobre dos columnas (distancia útil de 350 mm), permitiendo así modificar la altura de trabajo (máxima de 600 mm) de acuerdo con el tamaño del elemento a probar. Sobre el travesaño está montado un actuador de tornillo con tuerca de bolas recirculantes, el cual transforma la rotación de un servomotor en un desplazamiento lineal (máximo de 150 mm). Las primeras validaciones indicaron un comportamiento de la prensa dentro de los parámetros de diseño estipulados. Este proyecto tiende a demostrar que en países en desarrollo es posible generar la tecnología necesaria para apoyar la investigación, lo que evita crear una dependencia de las compañías extranjeras para la modernización, el soporte y el mantenimiento del equipo. Adicionalmente, se generan condiciones para la evolución de la ingeniería mecánica en Colombia.

This paper describes designing and constructing a test machine having a 1,800 N capacity and maximum 3 Hz frequency which will be used in static and dynamic testing of biological tissues and orthopedic devices such as external fixers. It consists of an octagonal base with 500 mm distance between faces and a crosshead which slides between two columns (useful 350 mm opening) thus allowing changing the height (maximum 600 mm) according to the size of the specimen to be tested. A ball screw actuator is mounted over the crosshead which transforms a servomotors rotating movement into a lineal movement (maximum 150 mm stroke). First validations indicated that the machine performed within the design parameters. This project shows that the technology required for supporting research is possible in developing countries thereby avoiding dependence on foreign companies for supporting, maintaining and updating equipment. Some conditions were also produced for the evolution of mechanical engineering in Colombia .

Comparing two spatio-temporal query languages: SQL^ST and Gütings language

Las bases de datos espacio-temporales permiten representar objetos y fenómenos del mundo real que cambian de posición o forma a medida que transcurre el tiempo. En la última década se han propuesto diversos lenguajes de consulta para dicho tipo de bases de datos. En este artículo se comparan dos de estos lenguajes: SQL ST y el de Güting. La comparación se realiza por medio de criterios que se han aplicado a lenguajes de programación, pero que se han adaptado para evaluar lenguajes de consulta de bases de datos. Los resultados permiten concluir que el alto grado de expresividad evidenciado por ambos lenguajes puede afectar otros criterios, como la legibilidad y la simplicidad, especialmente en el caso del lenguaje de Güting.

Spatio-temporal databases allow us to represent objects and phenomena from the real world which change position or shape as time elapses. Several query languages have been proposed during the last decade to deal with this type of database. Two of these languages have been compared in this paper: SQL ST and Gütings language. The comparison was based on criteria which have been applied to programming languages; however, they were adapted here to evaluate database query languages. The results led to concluding that both languages high degree of expressiveness may affect other criteria such as readability and simplicity, especially in the case of Gütings language.

Web service composition: a semantic web and automated planning technique application

Este artículo propone la aplicación de técnicas de la web semántica y de planificación de la inteligencia artificial en un modelo de composición de servicios web que enfrenta los problemas de la ambigüedad en la descripción de los servicios y el manejo de la información incompleta en el contexto de la web. Para tratar los problemas mencionados el modelo permite el uso de servicios OWL-S e implementa una técnica de planificación que maneja una semántica del mundo abierto en su proceso de razonamiento. Como resultado de este trabajo, se obtuvo un sistema de composición de servicios web que incorpora un módulo que interpreta servicios OWL-S y los convierte a un problema de planificación en PDDL, un módulo de planificación que maneja el problema del conocimiento incompleto y un módulo de ejecución de servicios que interactúa de manera concurrente con el planificador para ejecutar cada uno de los servicios del plan de composición.

This article proposes applying semantic web and artificial intelligence planning techniques to a web services composition model dealing with problems of ambiguity in web service description and handling incomplete web information. The model uses an OWL-S services and implements a planning technique which handles open world semantics in its reasoning process to resolve these problems. This resulted in a web services composition system incorporating a module for interpreting OWL-S services and converting them into a planning problem in PDDL (a planning module handling incomplete information) and an execution service module concurrently interacting with the planner for executing each composition plan service.

Roadmapping for improving cocoa postharvest management

El presente artículo muestra la metodología y los resultados que condujeron a la elaboración de las estrategias de desarrollo tecnológico de la poscosecha del cacao, que surgieron de la identificación de problemas como la deficiente calidad del cacao y la insuficiente fermentación del grano para los requerimientos del mercado internacional, los cuales evidenciaron el bajo desarrollo tecnológico en el beneficio en las principales zonas productoras de Colombia. Frente a esta situación, el uso de una metodología para la gestión tecnológica como el roadmapping orienta a la formulación de estrategias para el desarrollo tecnológico de la poscosecha del cacao. El proceso metodológico implementado involucró la participación continua de expertos en el enriquecimiento y la validación de los resultados durante la implementación de cuatro fases: i) análisis de desempeño, ii) análisis de brechas, iii) estructuración del roadmapping, y iv) formulación de estrategias de desarrollo tecnológico para la poscosecha del cacao. Los resultados obtenidos en esta investigación se encaminan a mejorar la competitividad del sector cacaotero colombiano en los mercados interno y externo.

This article presents the methodology and results which led to preparing post-harvesting technological development strategies for cocoa management which emerged from identifying problems such as deficient cocoa quality and insufficient fermentation of the beans according to international market requirements as shown in the poor technological development in Colombia s main cocoa producing areas. This situation led to using a technological management tool such as roadmapping orientated towards formulating strategies for the technological development of cocoa postharvest management. The methodological process so implemented involved experts ongoing participation in enriching and validating results whilst four phases were implemented: performance analysis, gap analysing, structuring roadmapping and formulating cocoa postharvest technological development strategies. The results obtained in this investigation were directed towards improving Colombian cocoa sector competitiveness in internal and external markets.

A software tool for teaching and training how to build and use a TOWS matrix

En la actualidad, la mayor parte de las empresas usan la planeación estratégica. La planeación estratégica analiza la situación actual y la futura esperada, determina la dirección de la compañía y desarrolla los medios o estrategias para lograr la misión. Este artículo tiene dos propósitos. Uno, el de revisar ciertas consideraciones generales sobre planeación estratégica empresarial. El segundo, presentar una herramienta computacional que apoye la elaboración de la matriz DOFA para relacionar las amenazas y oportunidades del entorno con las debilidades y fortalezas, especialmente, de una empresa. Los pasos del ciclo de desarrollo de sistemas para desarrollar el software fueron: análisis, diseño, implementación y uso. Para el análisis fue importante la revisión de la literatura sobre planeación estratégica y análisis DOFA. El software sólo automatiza un aspecto de todo el proceso de planeación estratégica y puede ser utilizado para mejorar la capacitación en el análisis DOFA de estudiantes y miembros de la empresa. Con este tipo de trabajos se busca promover la realización de investigaciones interdisciplinarias.

Strategic planning is currently being used by most companies; it analyses current and expected future situations, determines company orientation and develops means or strategies for achieving their stated missions. This article is aimed at reviewing general considerations in strategic planning and presenting a computational tool designed for building a TOWS matrix for matching a companys opportunities and threats with its weaknesses and, more especially, its strengths. The software development life cycle (SDLC) involved analysis, design, implementation and use. The literature about strategic planning and SWOT analysis was reviewed for making the analysis. The software only automates an aspect of the whole strategic planning process and can be used for improving students and staff training in SWOT analysis. This type of work seeks to motivate interdisciplinary research.