Ingeniería e Investigación

Modeling of forced vibration phenomenon by making an electrical analogy with ANSYS finite element software

El diseño de sistemas mecánicos sometidos a vibraciones requiere métodos de cálculo muy diferentes a los que se utilizan en otras disciplinas, ya que cuando estas aparecen, la magnitud de las fuerzas pasa a ser secundaria y la frecuencia con que la fuerza se repite se convierte en el aspecto de mayor relevancia. Es necesario poner especial cuidado en ello, toda vez que fuerzas periódicas pequeñas pueden desatar más desastres que fuerzas estáticas de mayor magnitud. En este sentido, el artículo muestra un problema representativo de sistemas con vibración forzada, el tratamiento matemático de las ecuaciones diferenciales desde el enfoque mecánico y eléctrico, la analogía eléctrica, el proceso de modelación numérica de los circuitos empleando el programa de elementos finitos Ansys, el análisis y comparación de resultados de la modelación numérica respecto a valores analíticos, el posproceso gráfico de los resultados y las conclusiones fundamentales de la validez de la metodología de analogía eléctrica en el análisis de sistemas de vibración forzada.

Designing mechanical systems which are submitted to vibration requires calculation methods which are very different to those used in other disciplines because, when this occurs, the magnitude of the forces becomes secondary and the frequency with which the force is repeated becomes the most important aspect. It must be taken care of, given that smaller periodic forces can prompt disasters than greater static forces. The article presents a representative problem regarding systems having forced vibration, the mathematical treatment of differential equations from an electrical and mechanical viewpoint, an electrical analogy, numerical modeling of circuits using ANSYS finite element software, analysis and comparison of numerical modeling results compared to test values, the post-processing of results and conclusions regarding electrical analogy methodology when analysing forced vibration systems.

Characterising the human-structure interaction effect of the Olympic Stadium in Cali, Colombia

Las vibraciones producidas por el público en escenarios deportivos y musicales representan una línea de investigación en desarrollo de la ingeniería estructural; estos problemas son debidos al uso indiscrimado de los escenarios para diversos tipos de eventos, a la flexibilidad de las nuevas estructuras, a la sobreocupación de público, etc. El movimiento de las personas sobre la estructura induce cambios en las características dinámicas naturales de los escenarios, generando vibraciones elevadas que afectan las condiciones de servicio e incluso llegan a generar fallas estructurales. En este artículo se presentan los resultados de la caracterización del efecto de la interacción humano-estructura en el Estadio Pascual Guerrero; la metodología utilizada consistió en la caracterización de la respuesta de la estructura en diversos eventos musicales y deportivos, además de la obtención de funciones de carga para personas en movimiento y su posterior aplicación en modelos analíticos. Se encontraron sectores de las tribunas estudiadas con efectos de acoplamiento entre las cargas producidas por el público y la respuesta de la estructura, y se observó un incremento hasta del 200% en el amortiguamiento cuando una estructura está ocupada por personas. Se realizaron algunas observaciones sobre la provisión en la Norma Colombiana Sismorresistente para cargas dinámicas producidas por humanos.

This paper presents the results of analysing the human-structure interaction effect of the Olympic Stadium in Cali, Colombia. Acceleration in the southern and western grandstands due to ambient vibration, free vibration and forced vibration tests were measured during football matches and musical performances. The data was processed using the power spectrum and time-frequency distribution, thus characterising the crowd motion for each of these events. A laboratory setup consisting of a rigid single stand was tested for characterising the jumping and damping effect of a person with regard to their posture. The loads obtained from such characterisation were incorporated into a finite element model of the southern and western grandstands to calculate the structures structural response. A coupling effect was observed between the loads caused by the crowd and the corresponding structural response. An increase of up to 200% in the damping of the human-structure system was observed when the structure was fully occupied by a crowd. Colombian national building code provisions for the dynamic loading of structures due to crowds are discussed.

Evaluating a steel beams rigid connection to a concrete filled tubular column when submitted to dynamic load

En el desarrollo de proyectos de ingeniería estructural que comprometen elementos de acero, cada día se hace más necesaria la posibilidad de emplear en la etapa de diseño conexiones precalificadas que garanticen el adecuado comportamiento requerído por los elementos estructurales, de acuerdo con el sistema estructural y las demandas sísmicas. Desafortunadamente, las entidades internacionales que suministran este tipo de información a nivel mundial, como FEMA, actualmente sólo cuentan con una serie limitada de conexiones precalificadas, dentro de las cuales no se encuentran incluidas las conexiones rígidas empernadas de una viga I y una columna tubular rellena de concreto con placa extendida, práctica constructiva que recientemente ha ganado gran importancia en Colombia. El presente artículo describe los aspectos más sobresalientes del estudio del comportamiento de una conexión rígida de una viga I y una columna tubular rellena de concreto, materializada en seis modelos físicos con variación en la relación ancho-espesor (b/t) de las columnas, que se realizó en la Universidad Nacional de Colombia. La calificación contempla el desarrollo de modelos teóricos-matemáticos empleando el método de los elementos finitos mediante la aplicación Ansys v.10, para efectuar un análisis comparativo de los resultados teóricos con los obtenidos experimentalmente al realizar los ensayos cíclicos de carga para cada espécimen. Así mismo, se presentan las curvas de histéresis de los seis especímenes ensayados. Finalmente, se plantean varias conclusiones, entre otras, la validación del análisis por elementos finitos para estructuras con este tipo de conexión y la influencia de la variación en la relación ancho-espesor (b/t) de las columnas, y algunas recomendaciones de diseño que garanticen un comportamiento adecuado ante cargas dinámicas cuando se utilice el tipo de conexión estudiada.

Using prequalified connections during the structural design stage becomes increasingly necessary when developing structural engineering projects which include steel elements; this is so that the steel elements appropriate behavior can be ensured according to the structural system and seismic demand. Unfortunately, the international entities providing this type of information (i.e. FEMA) only have a limit series of prequalified connections and such series do not include rigid connections between steel beams and concrete filled tubular (CFT) columns having an extended end plate, which has become a very widespread building practice in Colombia. This paper describes the most important aspects of a study at the Universidad Nacional de Colombia concerning the behavior of a steel beam rigidly connected to a CFT-column, using six physical models having different width-thickness ratio (b/t) columns. ANSYS v.10 software was used for studying theoretical models (finite elements analysis) for comparative analysis of cyclic test theoretical and experimental results for each specimen presented for the qualification phase. The six tested specimens hysteretic curves are presented. Several conclusions are drawn concerning finite element validation for this type of connection and the influence of width-thickness ratio (b/t) variation and design recommendations for suitable behavior under dynamic loads when this type of connection was used.

Using electro-flotation/oxidation for reducing chemical oxygen demand, total organic carbon and total solids in vinasses

La alta demanda química de oxígeno (DQO) de las vinazas provenientes de destilerías de etanol (superior a 130.000 mg/L) obliga a explorar alternativas de tratamiento que permitan su disposición final. Por esto se evaluó el proceso de electro-flotación/oxidación de vinaza en función de pH inicial, concentración de soporte electrolítico (NaCl), concentración de peróxido de hidrógeno (H2O2), densidad de corriente (DC) y distintos electrodos: hierro, aluminio y acero galvanizado. Se evaluó el efecto sobre la reducción de DQO y de carbono orgánico total (TOC), logrando reducir el DQO desde un valor inicial de 214.000 ppm hasta 90.000 ppm, lo que representa una reducción de 58%. Las mayores reducciones se lograron con electrodos de acero galvanizado, pH básico, 20 mA/cm² y 60.000 ppm de H2O2.

The high chemical oxygen demand (COD) of vinasses from ethanol distilleries (greater than 130,000 mg/L) has led to exploring alternative treatments enabling their final disposition. The electro-flotation/oxidation of vinasses was thus experimentally evaluated regarding initial pH, electrolytic support (NaCl) and hydrogen peroxide concentration (H2O2), current density (CD) and several electrodes: iron, aluminum and galvanized steel. Its effect on reducing COD and total organic carbon (TOC) was studied, an initial 214,000 ppm COD value being reduced to 90,000 ppm, thereby representing a 58% reduction. The greatest reductions were achieved with galvanized steel electrodes, basic pH, 20 mA/cm² and 60,000 ppm H2O2.

Influence of cassava genotype and composite flours substitution level on rheological behaviour during bread-making

Dada la creciente dependencia de trigo importado Colombia ha realizado estudios para el uso de harina compuesta trigo-yuca en panificación. En el periodo entre 1986-1991 se llevó a cabo un proyecto en el cual se evaluaron variedades de yuca, edades de cosecha, porcentajes de sustitución y aceptabilidad del pan. Sin embargo, estos estudios no tuvieron repercusión en el sector panadero dada la falta de abastecimiento constante en calidad, volumen y precio de la harina de yuca. Con base en los estudios efectuados, el propósito de este trabajo fue el de determinar la influencia de tres variedades comerciales de yuca industrial (CMC-40, HMC-1, MCOL-1505) utilizando cuatro niveles de sustitución de harina compuesta trigo-yuca (0, 5, 10, 15%) sobre las propiedades reológicas y fermentativas de las masas en panificación. Se hicieron análisis de farinograma, alveograma, amilograma e índice de falling number. Se evaluó el volumen específico y aceptabilidad de tres tipos de pan (común, molde y hamburguesa). Se determinó que las harinas compuestas tienen un mayor contenido de fibra y azúcares reductores que el patrón de harina de trigo, lo cual aumenta la absorción de agua y el contenido de azúcares disponibles en la fermentación. El tiempo de desarrollo de las masas con harina compuesta fue, en promedio, la mitad del requerido para la harina de trigo, y el índice de tolerancia fue mayor; su estabilidad disminuyó al aumentar el nivel de sustitución y su tenacidad aumentó como consecuencia de la mayor absorción de agua. Los valores de falling number estuvieron dentro del rango aceptable (250-400 s). El volumen específico de todos los panes con sustitución de 5 y 10% fue mayor que el patrón. La mejor aceptabilidad general fue asignada a los panes tipo común y molde de todas las variedades y niveles de sustitución.

Given increasing dependence on imported wheat, studies have been carried out in Colombia regarding the use of composite wheat-cassava flour in bread-making. A project was carried out from 1986-1991 in which different cassava genotypes, harvest ages, substitution levels and bread acceptability were evaluated. However, these studies did not have any effect on the baking sector because a constant supply of high quality, high volume and reasonably-priced cassava flour was lacking. Based on these studies, this work was aimed at determining the influence of three industrial cassava market genotypes (CMC-40, HMC-1, MCOL-1505), using four wheat-cassava flour composite substitution levels (0%, 5%, 10%, 15%) regarding the rheological and fermentative characteristics of dough in bread-making. Farinogram, alveogram, amylogram and falling number index analysis were analysed. Specific volume and acceptability of three types of bread (common, mold and hamburger) were evaluated. It was determined that composite flours had higher fiber and reduced sugar content than the wheat flour pattern, thereby increasing water absorption and available sugar content during fermentation. Dough development time for the composite flours was half the average required for wheat flour and the tolerance index was higher; its stability became reduced due to increased substitution levels and its firmness increased due to a rise in water absorption. Falling number values came within an acceptable range (250-400 s). The specific volume of all bread having 5% and 10% substitution was higher than that for the pattern. The best general acceptability was assigned to common and mold type bread from all varieties and substitution levels.

Synthesising highly reactive tin oxide using Tin(II)2- ethylhexanoate polynucleation as precursor

El óxido de estaño es un compuesto ampliamente utilizado en aplicaciones tecnológicas, destacándose como catalizador, sensor de gases, y en la fabricación de varistores, conductores transparentes, electrodos electrocatalíticos y celdas fotovoltaicas, entre otras. En el presente trabajo se utilizó una sal de etilhexanoato de estaño, un ácido carboxílico y su poliesterificación, para sintetizar óxido de estaño altamente reactivo. El control del proceso de síntesis se llevó a cabo haciendo uso de espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y del registro de la variación de la viscosidad. Las características del óxido de estaño obtenido se determinaron utilizando espectroscopia infrarroja FTIR, difracción de rayos X (DRX) y microscopia electrónica de barrido (MEB). El polvo de SnO2 sintetizado y tratado térmicamente a 550 ºC permitió obtener agregados altamente densificados con un tamaño de partícula mayor a 50µm. Este resultado pone en evidencia la alta reactividad del polvo cerámico sintetizado.

Tin oxide is a widely used compound in technological applications, particularity as a catalyst, gas sensor and in making varistors, transparent conductors, electrocatalytic electrodes and photovoltaic cells. An ethylhexanoate tin salt, a carboxylic acid and polyesterification were used for synthesising highly reactive tin oxide in the present study. Synthesis was controlled by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and recording changes in viscosity. The tin oxide characteristics so obtained were determined using FTIR spectroscopy, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The SnO2 dust synthesised and heat-treated at 550ºC yielded high density aggregates, having greater than 50 µm particle size. This result demonstrates the high reactivity of the ceramic powders synthesised here.

Synthesising Fe-Mo catalysts supported on silica for the selective oxidation of methane to formaldehyde

Materiales de hierro-molibdeno soportados sobre sílice fueron obtenidos por el método sol-gel para evaluar su actividad catalítica en la reacción de oxidación selectiva de metano hasta formaldehído. Este método permite obtener un área superficial extensa y una alta dispersión de los metales sobre la superficie amorfa de la sílice. Se prepararon siete (7) catalizadores, uno del soporte de sílice, otro con carga de Fe 0,5% sin molibdeno, y los otros cinco (5) con la misma carga de Fe 0,5% pero con cargas variables de molibdeno entre 0,1-1,0% en peso. Las mayores áreas BET fueron del orden de 830 y 879 m².g-1 para los catalizadores 2 (Fe0,5%-Mo0%) y 4 (Fe0,5%-Mo0,3%), con porcentajes promedio de 28% de microporosidad y 47% de mesoporosidad. La difracción de rayos X confirma la estructura amorfa de los catalizadores. El espectro TPR mostró bajo consumo de hidrógeno, atribuido a la ausencia de especies aisladas de Fe y Mo. El análisis ESCA registró la misma relación atómica Fe/Mo en la superficie del catalizador como en el bulk. La actividad catalítica es determinada a presión atmosférica, con mezcla de reacción CH4/O2/N2 =7.5/1/4, intervalo de temperatura 400-800 °C. Los catalizadores 4 (Fe0,5%-Mo0,3%), 5 (Fe0,5%-Mo0,5%) y 7 (Fe0,5%-Mo1,0%) presentan la mayor conversión de metano, mientras los catalizadores 5 (Fe0,5%-Mo0,5%), 4 (Fe0,5%-Mo0,3%), 2 (Fe0,5%-Mo0%) y 7 (Fe0,5%-Mo1,0%) dan los mejores resultados de producción de formaldehído. Para el catalizador 4 (Fe0,5%-Mo0,3%), la mayor conversión (4,07 mol%) se presenta a 700 °C. A esta temperatura la producción de formaldehído es de 202,0 gHCHO.kg-1cata.h-1.

The selective oxidation of methane to formaldehyde was analysed using iron-molybdenum catalysts supported on silica prepared by the sol-gel method which leads to obtaining a greater surface area and high iron and molybdenum metal dispersion on the silicas amorphous surface. Seven catalysts were prepared, one of them as silica support, another as 0.5% wt iron load without molybdenum and the remaining five having 0.1%-1.0% weight molybdenum and 0.5% wt iron loads. The highest BET areas were 830 and 879 m².g-1 for catalysts 2 (0.5% Fe - 0% Mo) and 4 (0.5% Fe - 0.3% Mo) respectively, having 28% average microporosity and 47% average mesoporosity. X-ray diffraction confirmed the catalysts amorphous structure. The TPR spectrum showed low hydrogen consumption attributed to the absence of isolated Fe and Mo species. ESCA analysis revealed the same Fe/Mo atomic ratio on the catalyst surface as in the bulk preparation. Catalytic activity was carried out at atmospheric pressure, CH4/ O2/N2 = 7.5/1/4 reaction mixture, 400-800°C temperature interval. Catalysts 4 (0.5% Fe - 0.3% Mo), 5 (0.5% Fe - 0.5% Mo) and 7 (0.5% Fe - 1.0% Mo) displayed greater methane conversion, whereas catalysts 5 (0.5% Fe - 0.5% Mo), 4 (0.5% Fe - 0.3% Mo), 2 (0.5% Fe - 0% Mo) and 7 (0.5% Fe - 1.0% Mo) gave better formaldehyde product results. The highest conversion per-centage (4.07% mol) was presented at 700°C for catalyst 4 (0.5% Fe-0.3% Mo). Formaldehyde yield was 202,0 gHCHO.kg-1cata.h-1 at this temperature.

Software tool for analysing the family shopping basket without candidate generation

Actualmente en el entorno del comercio electrónico es necesario contar con herramientas que permitan obtener conocimiento útil que brinde soporte a la toma de decisiones de marketing; para ello se necesita de un proceso que utiliza una serie de técnicas para el procesamiento de los datos, entre ellas se encuentra la minería de datos, que permite llevar a cabo un proceso de descubrimiento de información automático. Este trabajo tiene como objetivo presentar la técnica de reglas de asociación como la adecuada para descubrir cómo compran los clientes en una empresa que ofrece un servicio de comercio electrónico tipo B2C, con el fin de apoyar la toma de decisiones para desarrollar ofertas hacia sus clientes o cautivar nuevos. Para la implementación de las reglas de asociación existe una variedad de algoritmos como: A priori, DHP, Partition, FP-Growth y Eclat y para seleccionar el más adecuado se define una serie de criterios (Danger y Berlanga, 2001), entre los que se encuentran: inserciones a la base de datos, costo computacional, tiempo de ejecución y rendimiento, los cuales se analizaron en cada algoritmo para realizar la selección. Además, se presenta el desarrollo de una herramienta software que contempla la metodología CRISP-DM constituida por cuatro submódulos, así: Preprocesamiento de datos, Minería de datos, Análisis de resultados y Aplicación de resultados. El diseño de la aplicación utiliza una arquitectura de tres capas: Lógica de presentación, Lógica del Negocio y Lógica de servicios; dentro del proceso de construcción de la herramienta se incluye el diseño de la bodega de datos y el diseño de algoritmo como parte de la herramienta de minería de datos. Las pruebas hechas a la herramienta de minería de datos desarrollada se realizaron con una base de datos de la compañía FoodMart3. Estas pruebas fueron de: rendimiento, funcionalidad y confiabilidad en resultados, las cuales permiten encontrar reglas de asociación igualmente. Los resultados obtenidos facilitaron concluir, entre otros aspectos, que las reglas de asociación como técnica de minería de datos permiten analizar volúmenes de datos para servicios de comercio electrónico tipo B2C, lo cual es una ventaja competitiva para las empresas.

Tools leading to useful knowledge being obtained for supporting marketing decisions being taken are currently needed in the ecommerce environment. A process is needed for this which uses a series of techniques for data-processing; data-mining is one such technique enabling automatic information discovery. This work presents the association rules as a suitable technique for discovering how customers buy from a company offering business to consumer (B2C) e-business, aimed at supporting decision-making in supplying its customers or capturing new ones. Many algorithms such as A priori, DHP, Partition, FP-Growth and Eclat are available for implementing association rules; the following criteria were defined for selecting the appropriate algorithm: database insert, computational cost, performance and execution time. The development of a software tool is also presented which involved the CRISP-DM approach; this software tool was formed by the following four sub-modules: data pre-processing, data-mining, results analysis and results application. The application design used three-layer architecture: presentation logic, business logic and service logic. Data warehouse design and algorithm design were included in developing this data-mining software tool. It was tested by using a FoodMart company database; the tests included performance, functionality and results validity, thereby allowing association rules to be found. The results led to concluding that using association rules as a data mining technique facilitates analysing volumes of information for B2C e-business services which represents a competitive advantage for those companies using Internet as their sales media.

The UNC-method: a problem-based software development method

Software engineers use development methods to guarantee on-time delivery, keeping to budget and quality in their software applications. There are two kinds of development methods: plan-driven and agile methods. Both of them still have problems; these refer to resolving problems instead of thinking about them, they use informal or semi-formal artefacts and they leave consistency management to the analysts. The UNC-method (a problem-based software development method) is defined in this paper. The UNC-method is currently being developed in the Universidad Nacional de Colombia; it has been used by students from the School of Systems as part of their training in methodological software development during the last five years. The UNC-method is a mixture of well-known artefacts (i.e. UML diagrams and graphical user interfaces) and non-traditional approaches (e.g. cause-and-effect diagram, KAOS goal diagrams and pre-conceptual schemas) used in trying to overcome the aforementioned problems. A case study is also used for exemplification purposes.

Los ingenieros de software emplean los métodos de desarrollo para garantizar la entrega puntual, el cumplimiento de los presupuestos y la calidad de las aplicaciones de software. Existen dos tipos de métodos de desarrollo: los dirigidos por planes, y los ágiles. Ambos, aún presentan problemas: se refieren a la solución en lugar de pensar en el problema, usan artefactos formales o semiformales y dejan el manejo de la consistencia en manos de los analistas. En este artículo se define UNC-Method, un método de desarrollo de software basado en problemas, que se viene desarrollando en la Universidad Nacional de Colombia y que se usa en la Escuela de Sistemas como parte del entrenamiento en desarrollo metodológico de software a los estudiantes de dicha universidad durante los últimos cinco años. UNC-Method combina artefactos tradicionales del desarrollo de software (como los diagramas de UML y las interfaces gráficas de usuario) con enfoques no tradicionales en dicha disciplina (como los diagramas causa-efecto, los diagramas de objetivos de KAOS y los esquemas preconceptuales) en un esfuerzo por resolver los problemas antes mencionados. Además, se ejemplifica el método con un caso de estudio.

A linear approach to determining an SVM-based fault locators optimal parameters

The setting up process for support vector machines (SVM) is discussed in this paper. Such settings are normally obtained from exhaustive testing of SVM, settled on by using several configuration parameter values and evaluating performance by using techniques such as cross validation. The linear approach presented in this paper is based on redefining the classical SVM second-order objective function. Better setting parameters were obtained by using low computational cost methodology for resolving new linear optimisation. The proposed approach was applied to a typical classification problem regarding fault location in power distribution systems; the results so obtained were compared to those obtained using classical methodology. An 80% improvement was achieved in mean error when estimating fault location and 56% reduction in the computing time needed for ob-taining the best results when using classical approaches.

En este artículo se discuten los procesos de ajuste de las máquinas de soporte vectorial (SVM), los cuales normalmente se obtienen partir de un proceso de prueba exhaustivo de varios valores de los parámetros de configuración. Posteriormente, su desempeño se evalúa utilizando técnicas tales como la validación cruzada. El enfoque aquí presentado se fundamenta en la redefinición de la función objetivo de segundo orden de una máquina de soporte vectorial clásica utilizando una aproximación lineal. Como principales resultados obtenidos al resolver el nuevo problema de optimización lineal, se obtienen mejores parámetros de configuración utilizando una metodología de bajo costo computacional. La aproximación propuesta se aplica a un problema de clasificación típico de la localización de fallas en sistemas de distribución de energía eléctrica, donde los resultados son comparados con aquellos obtenidos usando la metodología clásica. Se presenta un mejoramiento en los resultados logrados en el error promedio de estimación de la localización de la zona en falla del 80%, y una reducción del tiempo computacional del 56% del requerido para alcanzar los mejores resultados con las alternativas clásicas.

A novel hybrid PWM algorithm having superior harmonic performance

Este artículo presenta el diseño y validación de un nuevo algoritmo de modulación por ancho de pulso (PWM) híbrido que supera el desempeño armónico de varios algoritmos de modulación empleados en procesos de conversión de potencia en accionamientos eléctricos AC. A partir del análisis armónico de los algoritmos PWM más comunes en la literatura, se establece una metodología para diseñar un esquema de modulación híbrido que ofrece un desempeño armónico superior; este desempeño es verificado teórica y experimentalmente utilizando el factor de distorsión armónica total F DIST y el índice de distorsión armónica de corriente V WTHD.

This paper presents a novel hybrid modulation algorithm which improves the harmonic performance of eight of the most common pulse width modulation (PWM) algorithms for voltage source inverters (VSI) in the electric drive field. From harmonic analysis of these eight algorithms, a methodology was established for designing a hybrid modulation scheme offering superior harmonic performance. The algorithm so designed was validated theoretically by calculating the total harmonic distortion factor F DIST and experimentally by measuring the weighted total harmonic distortion factor V WTHD.

Biometric identification using infrared dorsum hand vein images

La necesidad manifiesta de mejorar los controles de acceso y seguridad han orientado el diseño de los nuevos sistemas de identificación personal hacia la utilización de rasgos biométricos, fisiológicos y comportamentales, que garanticen niveles de desempeño cada vez más altos. Con esta motivación, se presenta el desarrollo y evaluación de un sistema computacional para realizar los procedimientos de registro y validación de identidad de personas utilizando imágenes de las venas de la cara dorsal de la mano, compuesto por un módulo hardware de bajo costo para la adquisición de imágenes infrarrojas, utilizando una cámara de video convencional, lentes ópticos, fuentes de iluminación infrarroja controladas y un frame grabber; y un módulo software para la visualización y captura de las imágenes, selección de las regiones de interés, segmentación y extracción, descripción y clasificación de características. Finalmente, para evaluar la similitud entre las imágenes se implementa y evalúa una etapa basada en redes neuronales artificiales, permitiendo concluir que el indicador biométrico es lo suficientemente discriminante, y otra basada en correlación que, sobre una base de datos de 100 imágenes, determina la eficiencia máxima de sistema en 95,72% en un umbral igual a 65%, y 8,57% y 0% para las tasas de falsa aceptación (FAR) y falso rechazo (FRR) respectivamente.

The evident need for improving access and safety controls has orientated the development of new personal identification systems towards using biometric, physiological and behavioral features guaranteeing increasing greater levels of performance. Motivated by this trend, the development and implementation of a computational tool for recording and validating peoples identity using dorsum hand vein images is presented here. A low-cost hardware module for acquiring infrared images was thus designed; it consisted of a conventional video-camera, optical lenses, controlled infrared illumination sources and a frame grabber. The accompanying software module was concerned with visualizing and capturing images, selecting regions of interest, pattern segmentation in the region and extracting, describing and classifying these features. An artificial neuron network approach was implemented for pattern recognition, resulting in it proving the biometric indicator to be sufficiently discriminating, and a correlation-based approach using a 100 image database for static characterisation, determined the systems maximum efficiency to be 95.72% at a threshold equal to 65. False acceptance rate (FAR) was 8.57% and false rejection rate (FRR) was 0% at this threshold.

Evaluating urban runoff pollution: sediments deposited on a road surface

La contaminación causada por el agua de escorrentía constituye un gran problema en las áreas urbanas. El estudio del comportamiento de los sedimentos depositados sobre una superficie viaria sirve para determinar sus características de acumulación en tiempo seco y de lavado durante un evento de lluvia. Adicionalmente, permitirá establecer mecanismos de control de la contaminación asociada con el sedimento depositado en este tipo de superficies. En este artículo se presentan los datos del sedimento recolectado sobre la superficie de una vía en la ciudad de Torrelavega, al norte de España, durante un período de 65 días, en el que se recolectaron en total 132 muestras. El sistema de recolección del sedimento distinguió dos tipos de muestras: la aspirada directamente en seco (carga libre) y la recolectada tras un barrido después del aspirado (carga fija). Para cada tipo de muestra se determinó la carga de sedimento (g m-2), la granulométrica y la humedad. Los datos mostraron que la carga de sedimento y la disponibilidad al aspirado de la carga más fuertemente adherida a la superficie (carga fija) aumentan con el número de días de tiempo seco. La granulometría del sedimento recolectado tendió a ser más fina a medida que aumentó el tiempo seco. Los tamaños de partícula <125 µm presentaron la mayor tasa de acumulación en tiempo seco, y los <500 µm la mayor susceptibilidad al lavado durante una lluvia.

The pollution caused by runoff water continues being a great problem in urban areas. Studying the behavior of sediments deposited on a road surface serves to determine the characteristics of their build-up during dry times and wash-off during rainy periods. It will also lead to establishing pollution control mechanisms associated with the sediment deposited on particular types of road surfaces. This paper presents data regarding the sediment accumulating on a road surface in the city of Torrelavega in northern Spain during a 65-day period, during which time 132 samples were collected. Two types of sediment collection samples were obtained: vacuumed dry samples (free load) and those swept up following vacuuming (fixed load). Sediment loading, particle size distribution and moisture were determined for each type of sample. The data showed that the sediment loading (gm-2) and vacuumed availability of the load which adhered most strongly to the surface (fixed load) increased with the number of dry days. Collected sediment particle size distribution tended to be finer with the increase in the number of dry days. <125 µm particle sizes presented the greatest rate of build-up during dry time and those which were <500 µm had the greatest susceptibility to being washed off during rain.

Time series for water levels in virtual gauge stations in the Amazon basin using satellite radar altimetry

La utilización de la altimetría radar por satélite para el monitoreo de las variaciones de los niveles de agua en dominio continental es un avance relativamente reciente. Varios estudios han demostrado el interés de la aplicación de esta tecnología como apoyo al monitoreo del comportamiento hidrológico de grandes cuencas hidrográficas. Este estudio presenta las series temporales representando la variación de los niveles superficiales de cuerpos de agua a partir de la definición de estaciones virtuales deducidas para los cauces principales del río Negro en la Amazonía brasilera y el río Caquetá en la Amazonía colombiana, cauces que difieren considerablemente en sus características físicas y topográficas. Si bien las diferencias físicas entre ambas zonas de estudio ponen en evidencia los límites de la altimetría radar por satélite sobre aguas continentales (precisiones de ±20cm y ±40 cm para el río Negro y el río Caquetá, respectivamente), su aplicación en el dominio de la hidrología sigue siendo muy prometedora, especialmente si se tienen en cuenta las futuras misiones que actualmente están siendo concebidas para el estudio de aguas continentales y que serán puestas en órbita a finales de 2008.

Using satellite altimeter radar technology for monitoring changes in water levels at continental scale is a relatively recent advance. Several studies have demonstrated the interest being shown in applying this technology to monitoring the hydrographic patterns of large-scale basins worldwide. The current study presents the inference of time series representing changes in water level for bodies of water by defining virtual gauge stations deduced for two very different rivers in terms of their biophysical and topographic characteristics; the two rivers were the Rio Negro in the Brazilian Amazon Basin and the Caqueta River on the Colombian side. The differences between the two rivers revealed the limits of satellite radar altimeter when applied to continental waters (±20cm and ±40 cm precision for Río Negro and Río Caquetá, respectively). However, applying this technology seems very promising, since new missions have been scheduled to be put into orbit by the end of 2008.

Internal combustion engine exhaust pipe flow simulation: Part I: theoretical aspects

La simulación del sistema de escape de un motor de combustión de cuatro tiempos encendido por chispa se puede realizar a partir de la teoría de flujo inestable de gases utilizando ondas de presión. El método aquí explicado se basa en la discretización de espacios interpolables denominados mallas, que se ubican a lo largo de toda la tubería sin importar la forma o el tamaño de ésta. Se hace entonces una exploración teórica por los aspectos más importantes, como son el movimiento y choque de las ondas de presión y su aplicación a casos encontrados en ductos de motores reales. Así mismo se plantea la forma en que debe realizarse la simulación utilizando como base la anterior exploración. Los resultados presentados en forma de ecuaciones para esta primera entrega, muestran la gran influencia que ejerce el movimiento de las ondas de presión dentro de un motor sobre el flujo a través del mismo y por ende sobre su desempeño final.

Unsteady gas flow theory can be used for simulating a spark ignition internal combustion engines exhaust system, using pressure waves. The method explained here is based on the discretization of interpolated spaces (called meshes) which are located throughout the whole length of the exhaust pipe, irrespective of its form or size. The most important aspects of this theory are theoretically explored, such as pressure wave movement and shock and their application to cases found in real engines exhaust pipes. This work also considers how the simulation must be made, based on the previous exploration. The results (presented as equations in this first paper) show the great influence exerted by pressure wave movement on flow through the engine and therefore on its final performance.

Implementing a collaborative virtual environment - specification for a usability metamodel

Este trabajo presenta los resultados de la primera fase de un macroproyecto que comprende la construcción de un ambiente virtual colaborativo. Se pretende seleccionar una de cinco interfaces propuestas para dicho ambiente, teniendo en cuenta el nivel de usabilidad de cada una de ellas. Para especificar los criterios de medición de las interfaces se realizó un estudio de diversos estándares de usabilidad y patrones de diseño centrados en el usuario para especificar un metamodelo de usabilidad, el cual define las variables y reglas a tener en cuenta en la medición del nivel de usabilidad de las interfaces gráficas de usuario para ambientes virtuales colaborativos. Adicionalmente, se da un vistazo al uso de metáforas en la especificación de interfaces gráficas de usuario como fuentes de nuevos aspectos de usabilidad y satisfacción en el uso de dichas interfaces.

This research presents the results of the first phase of a macro-project for constructing a collaborative virtual environment. It was aimed at selecting a graphical interface from five proposed for such environment, considering each ones level of usability. Several standards of usability and user-centered design patterns were studied for specifying interface measurment criteria for specifying a usability metamodel; this defined the variables and rules to be taken into accout when measuring graphic user interface (GUI) usability level for collaborative virtual environments. The use of metaphors when specifying graphic user interfaces is also briefly looked at as a source of new usability and satisfaction related to such interface use.

Technological competences: a conceptual basis for technological development in Colombia

En el contexto de la economía cambiante, existen altos niveles de imprevisibilidad en las dinámicas de la demanda y la oferta que hacen que el desarrollo tecnológico requiera elevados niveles de eficiencia, ofreciendo soluciones pertinentes a los contextos sociales y a las expectativas reales del mercado. La tecnología se interpreta hoy desde una perspectiva ampliada, involucrando componentes duros y blandos. En la literatura especializada de la reciente década se hace énfasis en que son estos últimos los que supeditan el desarrollo de los aparatos productivos en general. En países con economías emergentes los aspectos relacionados con la tecnología blanda son poco abordados por la Academia y prácticamente ignorados por la industria de bienes y servicios. El presente artículo se propuso analizar la pertinencia de las competencias tecnológicas en el aparato productivo, involucradas como aspecto clave de la tecnología blanda, revisando inicialmente para ello una base conceptual y una comparación del desarrollo del tema en diversos entornos. Lo anterior permitió establecer las brechas entre los países desarrollados y los emergentes, lo cual a su vez ofreció la base para la definición de retos en contextos locales. Finalmente, analizando el desarrollo y el impacto de las competencias tecnológicas, en el caso colombiano se evidenció el atraso en la temática, razón por la cual se plantean recomendaciones para potenciar el tema.

There are high levels of things unforeseen in the dynamics of supply and demand within the context of a changing economy, thereby demanding that technological development requires high levels of efficiency offering pertinent solutions to social contexts and real market expectations. Technology is interpreted today from a broad perspective, involving hard and soft components. During the recent decade the specialised literature has emphasised that production apparatus development generally depends upon the latter. Aspects related to soft technology are not usually dealt with by academics and are practically ignored by the goods and services industry in countries having emergent economies. The present article proposes that technological competences pertinence in production apparatus should be analysed, being involved as a key aspect of soft technology; a conceptual base is thus initially reviewed and the topics development compared in different settings. The foregoing led to establishing the gaps between developed and emergent countries, in turn offering a basis for defining challenges in local contexts. Analysing the development and impact of technological competence in the case of Colombia revealed the backward state of things, this being why recommendations are then made for promoting the topic.

IMMUNOLOGICAL COMPUTATION: THEORY AND APPLICATIONS

RETOS Y NUEVOS ENFOQUES EN LA GESTIÓN DE LA TECNOLOGÍA Y EL CONOCIMIENTO

PRUEBAS DE TOXICIDAD ACUÁTICA: FUNDAMENTOS Y MÉTODOS