Ingeniería e Investigación

Compressive strength and rheology of environmentally-friendly binders

Siendo la producción de cemento responsable de aproximadamente el 9% de la producción industrial de gases de invernadero, y en pro de generar materiales alternativos, en este artículo se presentan los resultados de una investigación encaminada a desarrollar cementantes que potencialmente representen una alternativa ambientalmente sostenible en la construcción civil. Combinaciones de escoria granulada de alto horno, escoria de acería obtenida mediante un proceso de oxígeno básico, polvo de horno de cemento y residuo de demolición de divisiones de yeso fueron usados para optimizar la resistencia a la compresión y obtener cinco mezclas de concreto con cementantes hechos parcial o totalmente con residuos industriales. Los resultados obtenidos muestran que las resistencias de las mezclas compuestas de cemento Portland y residuos industriales son adecuadas para una cantidad importante de aplicaciones en construcción civil, y aunque para las mezclas formadas completamente por residuos industriales se presentó una importante disminución en la resistencia a la compresión, los resultados obtenidos mostraron un gran potencial para determinadas aplicaciones industriales. Adicionalmente a la resistencia a la compresión, a dichas mezclas se les determinaron sus propiedades reológicas definiendo sus características de flujo y trabajabilidad.

Ordinary Portland cement production accounts for 9% of worldwide greenhouse gas emissions. This paper summarises the results of research aimed at developing environmentally-friendly binders which can be used as an alternative in civil construction, aimed at generating alternatives and sustainable materials. Mixes of the combination of granulated ground blast furnace slag, basic oxygen slag, cement kiln dust and plasterboard gypsum were used for optimising the binders, according to their compressive strength, to obtain 5 concrete mixtures made partially or completely with industrial waste. The results showed that the compressive strength of mixtures of Portland cement and industrial waste were suitable for different civil construction applications and, although mixtures formed entirely from industrial waste had a significant decrease in their compressive strength, the results showed great potential for specific industrial applications. In addition to compressive strength, the rheological properties of these mixtures were determined for defining flow and workability characteristics.

Using optimisation for calibrating finite element models for adobe walls

Este trabajo presenta una propuesta de aplicación de esquemas de optimización a la calibración de modelos lineales y no líneales 3D de elementos finitos en el análisis estructural de muros de adobe. El desarrollo del proceso de calibración parte de los datos de laboratorio3 y de investigaciones previas4. El proceso de simulación y calibración comprende un estudio profundo del modelo conceptual del comportamiento estructural del adobe, modelo matemático y numérico y la interrelación con esquemas de optimización que son planteados a través de la minimización de una función objetivo. Esta se define en términos de las variables de diseño y se restringe con los valores de las variables de estado. Ambas, son obtenidas del modelo de elementos finitos desarrollado en Ansys. El esquema de optimización con el que se realiza la calibración automatizada del modelo requiere de la programación de una macro con el lenguaje APDL del paquete. Con esta investigación5 se pretende avanzar en la implementación de modelos computacionales no lineales para el análisis estructural de muros basados en datos experimentales, que permita disponer de una herramienta para evaluar el comportamiento de muros de adobe con mayor seguridad con el fin de tomar decisiones de rehabilitación estructural viables y eficientes.

This paper presents a proposal for applying optimisation schemes to calibrating 3D linear and non-linear finite element models for analysing structural walls made out of adobe. The calibration was based on laboratory data and that from previous research. Simulation and calibration involves a deep study of the conceptual model of adobes structural behaviour, mathematical and numerical models and the interrelationship with optimisation schemes arising from minimising an objective function. This is defined in terms of design variables and is restricted by the values of state variables. Both were obtained from the finite element model developed at ANSYS. The optimisation scheme with which the model was automatically calibrated required a macro to be programmed using an APDL language package. This research was aimed at implementing nonlinear computational models for the structural analysis of walls based on experimental data; this provided a tool for assessing the behaviour of adobe walls with greater security so that decisions can be made to make structural rehabilitation feasible and efficient.

Determining surface free energy for Colombian asphalts

La energía superficial libre (ESL) de un material se define como la energía necesaria para crear una nueva unidad de superficie en condiciones de vacío. Dicha propiedad está directamente relacionada con la resistencia a la fractura y recuperación (i.e., healing) de un material y con la capacidad de crear fuertes adhesiones con otros materiales. Adicionalmente, la calidad de la adhesión entre un cemento asfáltico y un agregado se puede evaluar mediante la cuantificación del trabajo de adhesión entre estos materiales. Este valor se puede emplear como un parámetro complementario para la selección y combinación óptima de materiales para mezclas asfálticas, así como en la modelación micromecánica de procesos de fractura y recuperación de dichas mezclas. Este documento describe una técnica de medición de la ESL de cementos asfálticos basada en el uso de la placa de Wilhelmy y reporta las primeras mediciones de ESL disponibles para los cementos asfálticos producidos en las refinerías colombianas de Barrancabermeja y Apiay. Los resultados correspondientes y la ESL de diversos agregados fueron usados para analizar las diferencias en el trabajo de adhesión de varias combinaciones de cemento asfáltico y agregado en condición seca. Dentro de los materiales analizados, el mayor trabajo de adhesión fue el producido por el cemento asfáltico de Barrancabermeja. Los resultados sugieren además que el efecto de un llenante mineral específico sobre la ESL del cemento asfáltico es particular para cada ligante asfáltico. Dicho efecto no necesariamente conlleva al incremento de la ESL del sistema cemento asfáltico-llenante mineral.

The surface free energy (SFE) of a material is defined as being the energy required in vacuum to create a new surface unit. This property is directly related to a materials fracture resistance and healing properties and to its capacity for creating strong bonds with other materials. The quality of the adhesion between asphalt binders and aggregates can also be assessed by computing these materials work of adhesion. This value can be used as an additional parameter for selecting and appropriately combining materials for hot mix asphalt as well as a component of micromechanical models for fracture and healing within these mixtures. This paper describes in detail a technique used for measuring the SFE of asphalts based on the Wilhelmy plate method and reports the first SFE measurements available for asphalts produced in the Colombian refineries of Barrancabermeja and Apiay. Corresponding results, along with the SFE for different aggregates, were used for analysing differences in the work of adhesion for different asphalt-aggregate combinations in dry conditions. Barrancabermeja asphalt produced the highest work of adhesion amongst the materials analysed here. The results also suggested that the effect of specific mineral filler on asphalt SFE is asphalt-dependent; such effect does not necessarily lead to increasing the SFE for the corresponding asphalt-mineral filler system.

Thermogravimetric characteristics of char obtained at high heat rate

La reactividad de un carbón en los procesos de combustión la determinan las características termogravimétricas de sus carbonizados. En este trabajo se estudiaron las características termogravimétricas de carbonizados obtenidos en una reactor tubular de caída. Los carbonizados proceden de la desvolatilización de tres carbones bituminosos, se prepararon a tres tiempos (100, 150 y 300 ms), tres temperaturas (900, 1.000 y 1.100 ºC) de desvolatilización y a altas velocidades de calentamiento (104K/s). Estos carbonizados se quemaron para obtener los perfiles de combustión por termogravimetría no isotérmica (calentando hasta 900 ºC) y por termogravimetría isotérmica a temperaturas de quemado 700, 800 y 900 ºC. Por termogravimetría no isotérmica se determinaron las temperaturas características (temperaturas de ignición, pico y final). Se encontró que los carbonizados del carbón La Yolanda presentan los mayores valores de las temperaturas características. Por termogravimetría isotérmica se encontró que la velocidad de quemado de los carbonizados de los tres carbones disminuye con el aumento del tiempo de desvolatilización y de la temperatura de quemado.

Coal reactivity during combustion is determined by the thermogravimetric characteristics of char. The thermogravimetric characteristics of chars obtained in a droptube furnace were studied in this work. Chars from the devolatilisation of three bituminous coals were obtained at three times (100, 150 and 300 ms), three temperatures (900, 1,000 and 1,100ºC) and at high heat rate (104 K/s). The chars were burned using non-isothermal thermogravimetry (heated to 900ºC) and isothermal thermogravimetry at 700ºC, 800ºC and 900ºC to obtain their combustion profiles. Characteristic temperatures (ignition, peak and final temperatures) were determined by non-isothermal thermogravimetry; it was found that chars from La Yolanda coal gave the highest figures for the characteristic temperatures. Isothermal thermogravimetry revealed that the combustion rate for the three coals decreased with increased devolatilisation time and combustion temperature.

**Evaluating the cooking process for obtaining hard candy from araza (Eugenia stipitata) pulp**

Este proyecto se enfoca en la elaboración de un confite duro de arazá donde se utiliza como solución edulcorante: jarabe de glucosa y azúcar invertido, los cuales son sometidos a un proceso de cocción junto con la pulpa de la fruta para concentrarla. Durante el proceso de elaboración se realizaron diversas mediciones, como son, temperatura y tiempo de la cocción, viscosidad y sólidos solubles. Finalmente, se hizo un balance de transferencia de calor en un tanque agitado empleando los datos obtenidos experimentalmente. La mejor formulación para la producción de un confite duro de arazá fue 15% de pulpa de fruta, 2% de pectina con respecto a la cantidad de pulpa y 85% de solución de azúcar con una relación 1:1 (p/p) de jarabe de glucosa y azúcar invertido. El valor promedio del coeficiente global experimental de transferencia de calor fue de 266 W/m² ºC, mientras que el coeficiente global teórico fue igual a 421.8 W/m² ºC. La velocidad del calor transferido durante el proceso fue de 3140 W.

This work was aimed at preparing hard candy from arazá (a fruit tree from the Amazon rainforest) using a sugar solution consisting of glucose syrup and invert sugar; this was cooked with fruit pulp to concentrate it. Temperature, time, soluble solids and viscosity were measured when cooking the mixture. Heat transfer was studied in an agitated steam jacketed kettle using the experimental data. The best arazá hard candy formulation consisted of 15% fruit pulp, 2% pectin regarding the amount of pulp and 85% sugar solution (glucose syrup and invert sugar mixed 1:1 (w/w)). The experimental data gave 266 W/m²ºC average overall heat transfer coefficient whereas theoretical data gave a 421.8 W/m²ºC overall heat transfer coefficient. Heat transfer speed was 3,140 W.

A state-of-the-art review of interoperability amongst heterogeneous software systems

Los sistemas de información son conjuntos de elementos que interactúan entre sí con el fin de apoyar las actividades de una empresa o negocio. Por lo tanto, no pueden coexistir de forma aislada, sino que requieren que sus datos se compartan para incrementar su productividad. La interoperabilidad de dichos sistemas de información se logra, por lo general, por medio de estándares de marcado, lenguajes de consulta y servicios web. En la literatura existen trabajos de interoperabilidad de sistemas de software, pero presentan algunas falencias, como la necesidad de utilizar las mismas plataformas y diferentes lenguajes de programación, la utilización de lenguajes de solo consulta y las deficiencias de los formalismos empleados para ello. En este artículo se presenta una revisión crítica de los avances en interoperabilidad de sistemas heterogéneos de software.

Information systems are sets of interacting elements aimed at supporting entrepreneurial or business activities; they cannot thus coexist in an isolated way but require their data to be shared so as to increase their productivity. Such systems interoperability is normally accomplished through markup standards, query languages and web services. The literature contains work related to software system interoperability; however, it presents some difficulties, such as the need for using the same platforms and different programming languages, the use of read only languages and the deficiencies in the formalism used for achieving it. This paper presents a critical review of the advances made regarding heterogeneous software systems interoperability.

Stator winding short-circuit fault detection in a permanent magnet synchronous motor (PMSM) using negative sequence current in time domain

La técnica de corriente de secuencia negativa en dominio tiempo es aplicada a la detección del cortocircuito en una fase del devanado en el estator de un PMSM, de sus siglas en inglés (Permanent Magnet Synchronous Motor). Inicialmente, los componentes fundamentales de las señales de corriente son obtenidos usando un filtro tipo Notch, y basado en los componentes fundamentales se obtiene la corriente secuencial negativa en dominio tiempo, la cual se constituye en el indicador de cortocircuito en el devanado del estator. Además de la detección de la falla, la corriente de secuencia negativa proporciona una medida relativa de la severidad de la falla. El método propuesto detectó oportuna (< 22 ms) y de manera confiable el cortocircuito en el devanado del estator para niveles de severidad alrededor y mayores del 6,25% de cortocircuito de la fase en cortocircuito. Adicionalmente se confirmó la relación proporcional entre el indicador de falla y el grado de severidad de esta. El uso de la corriente secuencial negativa en dominio tiempo reduce de manera significativa el costo computacional y el tiempo de detección asociado al uso de Fourier cuando la técnica es empleada en el dominio de la frecuencia. El método propuesto puede extenderse para ampliar el proceso de detección a la determinación de la fase involucrada en el corto, mejorando el proceso de detección de la falla estudiada. La validación del método es efectuada en línea usando un banco experimental de un PMSM bajo ambientes computacionales de dSpace® y Matlab®/Simulink®.

A negative sequence analysis in time domain was applied to fault detection of permanent magnet synchronous motors (PMSM). The fundamental components of the motor terminal currents were obtained using a Notch filter, based on which the negative sequence components in time domain were then calculated; the negative sequence current constituted the stator winding short-circuit fault indicator. The negative sequence current also provided a qualitative evaluation regarding the severity of the fault. The proposed method promptly (< 22 ms) and reliably determined the stator winding short for different levels of severity in faults around and greater than 6.25% of the shorted phase. Experimental studies confirmed the proportional relationship between fault indicator and the level of severity. Using negative sequence current in time domain reduced computational cost and detection time compared to that in frequency domain. The proposed method could be extended to detect the shorted phase to improve monitoring. The method was validated online using a PMSM experimental setup with dSPACE and Matlab/Simulink environment.

Starting-up and operating a full-scale activated sludge system for slaughterhouse wastewater

La investigación se desarrolló en la planta de tratamiento de aguas residuales de la empresa Frigorífico Frigofrontera Ltda., la cual está constituida por un sistema de tratamiento primario que incluye cribado, desarenado, trampa de grasas y sedimentación, un reactor de lodo activo con recirculación para el tratamiento secundario y un filtro descendente como tratamiento terciario. El caudal tratado en promedio es de 1,38 L/s; el reactor de lodo activo tiene un volumen de 144 m³, un tiempo de retención celular de 2 días. Los niveles de oxígeno en el reactor son garantizados mediante la inyección de aire con equipos de alta eficiencia. Las concentraciones de los parámetros básicos del agua residual son: 5242,13 mg/L de DBO5; 9039,75 mg/L de DQO y 2972,69 mg/L de SS. El arranque de la planta de tratamiento se realizó durante el mes de febrero de 2006 y a partir de esa fecha ha operado continuamente, obteniéndose una eficiencia de remoción en carga de DBO5 de 89,73 %, 89,03 de DQO y 94,09 de SS. Los lodos generados por el proceso son tratados mediante cribado donde se separan los sólidos del agua residual. El líquido es retornado a los sedimentadotes y el sólido es compostado.

This research was conducted at the Frigofrontera wastewater plant which has screening, desanding, a grease trap and sedimentation as its primary treatment system, an activated sludge recirculation reactor for secondary treatment and a descending bed filter for tertiary treatment. Average treated flow is 1.38 L/s; the activated sludge reactor has a 144 m³ volume and 2-day cell retention time. Reactor oxygen levels are guaranteed by injecting air using high-efficiency equipment. Basic wastewater concentration parameters are: 5,242.13 mg / L BOD5; 9,039.75 mg / L COD and 2,972.69 mg / L SS. The treatment plant was started up during February 2006 and has been in constant operation since then. It has achieved 89.73% five-day biological oxygen demand (BOD5), 89.03% chemical oxygen demand (COD) and 94.09% soluble solid (SS) load removal efficiency. The sludge produced by the process is treated by screening where the solids are separated from wastewater. The liquid is returned to the sedimenters and solids are composted.

Studying chromium biosorption using arabica coffee leaves

El objeto de este trabajo es proveer una alternativa para la remoción de metales pesados como el cromo de las aguas residuales (efluentes) de la industria del cuero y de electrorrecubrimientos de piezas metálicas (galvanoplastia), utilizando como biomasa hojas de café. A condiciones de operación de pH de la disolución de 4, grado de agitación 0 rpm, tamaño de partícula de la biomasa de 0,149 mm de diámetro y relación masa de biomasa / volumen de disolución de 0,85 gr/ml, se obtuvieron eficiencias en la remoción de cromo, con la hoja de café variedad castillo, coffee arabica del 82% para disoluciones sintéticas de 1.000 mg/L.

This work was aimed at providing an alternative for removing heavy metals such as chromium from waste water (effluent) from the leather industry and galvanoplasty (coating with a thin layer of metal by electrochemical means), using coffee leaves as biomass. Using arabica coffee (Castle variety) leaves led to 82% chromium removal efficiency for 1,000 mg/L synthetic dissolutions in 4 pH dissolution operating conditions, 0 rpm agitation, 0.149 mm diameter biomass particle size and 0.85 g/ml biomass / dissolution volume ratio.

An ARIMA model for forecasting Wi-Fi data network traffic values

This present scientific and technological research was aimed at showing that time series represent an excellent tool for data traffic modelling within Wi-Fi networks. Box-Jenkins methodology (described herein) was used for this purpose. Wi-Fi traffic modelling through correlated models, such as time series, allowed a great part of the data's behaviourl dynamics to be adjusted into a single equation and future traffic values to be estimated based on this. All this is advantageous when it comes to planning integrated coverage, reserving resources and performing more efficient and timely control at different levels of the Wi-Fi data network functional hierarchy. A six order ARIMA traffic model was obtained as a research outcome which predicted traffic with relatively small mean square error values for an 18-day term.

El presente artículo de investigación científica y tecnológica tiene por objetivo demostrar que las series de tiempo son una excelente herramienta para el modelamiento de tráfico de datos en redes Wi-Fi. Para lograr este objetivo se utilizó la metodología de Box-Jenkins, la cual se describe. El modelamiento de tráfico Wi-Fi a través de modelos correlacionados como las series de tiempo, permiten ajustar gran parte de la dinámica del comportamiento de los datos en una ecuación y con base en esto estimar valores futuros de tráfico. Lo anterior es una ventaja para la planeación de cobertura, reservación de recursos y la realización de un control más oportuno y eficiente en forma integrada a diferentes niveles de la jerarquía funcional de la red de datos Wi-Fi. Como resultado de la investigación se obtuvo un modelo de tráfico ARIMA de orden 6, el cual realizó pronósticos de tráfico con valores del error cuadrático medio relativamente pequeños, para un periodo de 18 días.

Numerical models for the phenomenological study of flameless combustion

La combustión sin llama es una técnica que ofrece ventajas ambientales con emisiones de NOx y CO por debajo de 100 ppm debido a perfiles de temperatura con gradientes menores a 200 K y eficiencias energéticas mayores al 70%. El conocimiento de la fenomenología de este régimen de combustión ha sido facilitado por el empleo de la simulación numérica. En este artículo se ha hecho una revisión en la literatura especializada de los modelos de turbulencia, combustión, transferencia de calor y formación de NOx más usados en el modelado de la combustión sin llama con códigos CFD. Como resultado de la revisión se ha concluido que el modelo k-ε estándar es el más usado para la turbulencia, los modelos Finite Rate/Eddy Dissipation con sus constantes modificadas y Eddy Dissipation Concept son adecuados para las reacciones de combustión, el modelo de ordenadas discretas y suma ponderada de gases grises son utilizados para la radiación, y los modelos térmico, precoz y N2O intermedio se usan para los NOx.

Flameless combustion is a technique which offers environmental advantages such as lower than 100 ppm NOx and CO emissions due to below 200 K temperature gradients. Flameless combustion also supplies higher than 70% energy efficiency. Knowledge of the phenomena in this combustion regime has been facilitated by using numerical simulation. This paper reviewed the specialised literature about the most commonly used turbulence, combustion, heat transfer and NOx formation models in modelling flameless combustion with CFD codes. The review concluded that the k-ε standard model is the most used for turbulence. Finite rate/eddy dissipation with modified constants and eddy dissipation concept models are suitable for combustion reactions, discrete ordinates and weighted sum gray gas (WSGG) models are used for radiation and thermal, prompt and N2O intermediate models are used for NOx.

A comparative study of GERIPA ethanol with other fuels

The GERIPA project aimed at generating renewable energy integrated with food production has led to a beneficial option for producing ethanol and electricity. Ethanol has economic, social and environmental potential. Considering just the first one, Brazil consumes 39 billion litres per year-L D/yr of diesel oil, 18% of it being imported. The Federal Government has a recovery programme for the soybean agribusiness aimed at soybean biodiesel (SBD) production in which a 10% addition to diesel has been proposed. This 10% involves producing 10.7 million L SBD/d. Soybean biodiesel production is not self-sustainable and such proposal could require an annual subsidy of up to US$1.33 billion. Soybean plantations would need about 10 to 12 times more land than is necessary for sugarcane plantations to produce the same equivalent thermal energy (ETE). Sixtyseven GERIPA projects (GP) producing 80,000 litres of ethanol per day (GP80) could be set up with the sum of US$1.33 billion; this would substitute current Brazilian biodiesel demand by 4.28%, adding the same value for each new subsidiary. Considering ETE, ethanol-GP cost would be 37% to 50% below that for a litre of SBD on account of its raw material (RM) and region. The diesel cycle's thermal efficiency (ηt) yield is around 50% and that of the Otto cycle engine ηt is around 37%. The cost per km driven (CKD) by substituting SBD for ethanol-GP80 would thus indicate an 18% minimum and 59% maximum cost reduction for vehicle engines.

La generación de energía renovable integrada a la producción de alimentos desarrollada en el Proyecto Geripa (PG) es una opción beneficiosa para la producción de etanol y electricidad. Las potencialidades del etanol son económicas, sociales y ambientales. Considerando sólo la primera potencialidad, el aspecto económico, Brasil consume 39 billones de litros de diesel LD/año, el 18% importado. El Gobierno federal tiene un programa de recuperación en la agroindustria de la soya para la producción de biodiesel de soya (SBD) adicionando el 10% al diesel. Este 10% corresponde a 10,7 millones L SBD/d. El biodiesel de soya no es sustentable por sí mismo y una propuesta como esa pudiera demandar un subsidio anual de 1,33 billones de dólares. Las plantaciones de soya para producir la misma energía térmica equivalente (ETE) requieren de 10 a 12 veces más tierra que la que se necesitaría para una plantación de caña de azúcar. Con el fin de verificar esta afirmación, con los 1,33 billones de dólares pudieran construirse 67 PG produciendo 80 000 litros de etanol por día (PG80), que sustituiría el actual biodiesel brasileño demandado en 4,28%, adicionándose el mismo valor para cada nueva subsidiaria. Considerando la ETE, el costo del etanol de la PG es 37-50% menor que el de un litro de SBD, en dependencia de su materia prima (RM) y región. La eficiencia térmica del ciclo diesel ηt es aproximadamente 50% y la del ciclo Otto 37%. Por tanto, para vehículos, el costo por km recorrido (CKD) sustituyendo SBD por etanol-PG80 indica un a reducción mínima del costo del 18% y máxima del 59%.

The streamline upwind Petrov-Galerkin stabilising method for the numerical solution of highly advective problems

El presente artículo describe el método Petrov-Galerkin en contracorriente (SUPG) como técnica de estabilización de las soluciones por elementos finitos de la ecuación diferencial de difusión -advección- reacción. En la primera parte del artículo se hace un breve análisis de la importancia de este tipo de ecuaciones diferenciales para el modelado de fenómenos físicos en múltiples campos. Posteriormente, se realiza una descripción unidimensional del método SUPG y se desarrolla la metodología para implementar la técnica en dos o tres dimensiones. Se presentan los resultados de un experimento numérico fuertemente advéctico y de elevada complejidad desde el punto de vista numérico. Los resultados muestran cómo la versión de la técnica SUPG implementada permite aproximaciones estabilizadas en el espacio, aun para altos números de Peclet. Gráficas adicionales de los experimentos numéricos aquí presentados pueden ser descargados de www.gnum.unal.edu.co.

This article describes the streamline upwind Petrov-Galerkin (SUPG) method as being a stabilisation technique for resolving the diffusion-advection-reaction equation by finite elements. The first part of this article has a short analysis of the importance of this type of differential equation in modelling physical phenomena in multiple fields. A one-dimensional description of the SUPG method is then given to extend this basis to two and three dimensions. The outcome of a strongly advective and a high numerical complexity experiment is presented. The results show how the version of the implemented SUPG technique allowed stabilised approaches in space, even for high Peclet numbers. Additional graphs of the numerical experiments presented here can be downloaded from www.gnum.unal.edu.co.

Entropy production and Newton's cooling law

Para un sistema con una fuente interna de generación de calor se analizan, en el marco de la termodinámica de los procesos irreversibles, las ecuaciones evolutivas que describen la transferencia de calor según la ley de enfriamiento de Newton. A partir del balance de flujo de entropía se muestra que la generación de entropía no es mínima en el estado estacionario descrito por la ley de enfriamiento de Newton. Igualmente, se discute cómo realizar el balance de flujos en el sistema, su conexión con los parámetros de control y su futura aplicación a procesos de optimización basados en la segunda ley de la termodinámica.

The thermodynamic theory of irreversible processes was applied to studying heat exchange described by Newton's cooling law. It is shown that the steady states described by Newton's law are not states having minimum entropy production; it is then proved that Newton's law is not a consequence of a linear relationship between fluxes and thermodynamic forces. Systems are often constrained and heat exchange can be optimised if entropy production is minimised according to the second law.

Aplicación de los sistemas de soporte a la decisión (DSS) en el comercio electrónico: Implementing a decision support system (DSS) in e-business

Los sistemas de soporte a la decisión (DSS) y el comercio electrónico (CE) han surgido como áreas individuales. Sin embargo, actualmente, y desde hace unos años, los DSS y el CE se han fusionado para traer mayores ventajas y valor agregado a los clientes. Es sabido que existen diversos tipos de DSS y de categorías y modelos de negocio de CE. Por tal razón, la aplicabilidad de una área sobre la otra se expande a las posibles combinaciones que se puedan realizar entre esta diversidad de categorías. Algunos ejemplos representativos están relacionados con, por ejemplo, los sitios de subastas que a través de la aplicación de agentes inteligentes se pueda saber sobre cuál producto ofertar o cuándo y dónde vender; los portales web para clientes y empleados, los DSS permiten controlar la información de la empresa a la que pueden acceder y de esta forma tomar decisiones; las tiendas virtuales se pueden afectar positivamente con la aplicación de data mining y data warehouse; en los sistemas de servicio al cliente se podrían usar complejos algoritmos de predicción y análisis "qué sucedería si" para identificar oportunidades de ingresos en mercados competitivos; y un sinnúmero más de aplicaciones, en donde el limite es la imaginación. Se requiere que las investigaciones en DSS/CE sean continuas debido al constante surgimiento de nuevos modelos de negocio y de subsistemas DSS. Para cada uno, las aplicaciones pueden ser variadas y aportar de forma bidireccional. Los nuevos mecanismos de interacción y los esfuerzos por satisfacer al cliente son también el centro de inspiración para nuevas aplicaciones de sistemas DSS en el comercio electrónico.

Decision support systems (DSS) and e-business (EB) have emerged as separate areas. However, currently, and for some years now, DSS and EB have become merged to provide customers with greater benefits and added value. There are different types of DSS and different categories and business models for EB; one area's applicability to the other thus expands the possible combinations which can arise from such different categories. Some representative examples would include auction sites which, through applying intelligent agents, can learn about which products to offer or when and where to sell them; DSS allow a company's information avilable in web portals for customers and employees to be accessed in a controlled way and decisions thus made; virtual stores may be positively affected by data mining and data warehousing being applied; complex algorithms could be used in customer relationship management for predicting and analysing "what would happen if" to identify revenue opportunities in competitive markets; and a wide range of other applications where imagination is the limit. Research into DSS / BE must be ongoing due to the constant emergence of new business models and DSS subsystems. Applications can be varied and provide bi-directional support for each one. New interaction mechanisms and efforts to satisfy customers are also the focus of inspiration for new applications for DSS systems in EB.

Implementing two DC motor speed control strategies

Si bien las técnicas de control sobre sistemas lineales ya han sido probadas con suficiencia, en la práctica los sistemas son no líneales. Esto obliga a que se hagan ajustes en la sintonización de los controladores, para que sean útiles en una configuración experimental. Este artículo muestra el proceso de sintonización y reajuste de un control PID y un control basado en un modelo de referencia, los cuales actúan sobre un motor DC de imán permanente. Al final, se evalúa el desempeño de cada algoritmo y se dan recomendaciones.

While linear control techniques for dynamic systems have been widely tested, systems are not linear in practice. This means that controllers must be re-tuned to make them useful in an experimental setup. This article presents the tuning and re-tuning process for two control strategies: a PID and an algorithm based on the choice of overall transfer function controlling a DC permanent magnet motor. The algorithms' performance is evaluated and some recommendations are made.

The theoretical foundations for calculating the technical parameters for low-tension overhead electricity lines for use in telecommunications

Este artículo presenta las propiedades de las redes de energía eléctrica para su utilización como canales para la transmisión de señales de telecomunicaciones. Comienza explorando los principios y fundamentos teóricos para el cálculo de los parámetros técnicos críticos de las líneas eléctricas, por lo que trata con detalle lo referente a los parámetros primarios: inductancia, capacitancia, conductancia y resistencia, y, asociados a estos, los parámetros secundarios (más útiles desde el punto de vista de las telecomunicaciones): impedancia característica y constante de propagación; de esta última, su componente real, la constante de atenuación. Se verifican las diversas topologías y la estructura de los sistemas eléctricos de potencia para líneas de media y baja tensión aéreas y se propone un modelo matemático para analizar su comportamiento a altas frecuencias extensible a la mayoría de los sistemas de distribución aéreos de energía eléctrica colombianos. El trabajo incluye una parte de los resultados de la investigación denominada "Diseño de una solución a través de la tecnología PLT (Power Line Telecommunications) para acceso a Internet de banda ancha en regiones rurales de Colombia", realizada por el autor con la Universidad Piloto de Colombia. Mediante la utilización del modelo matemático propuesto se tiene una herramienta teórica de una parte de los cálculos aplicables a PLT.

This article presents the properties of electric power networks for use as a channel for transmitting telecommunications signals. It starts by exploring the principles and theoretical basis for calculating power lines' critical technical parameters, referring in detail to the following primary parameters: inductance, capacitance, conductance and resistance. It then deals with e secondary parameters (most useful from a telecommunications perspective): characteristic impedance and propagation constant (the attenuation constant being the latter's real component). Different topologies and low- and medium-tension aerial power line structures are verified; a mathematical model is then proposed to analyse their behaviour at high frequencies, extending to most aerial electric power distribution systems in Colombia. This work includes some of the results from previous research which was known as "U-sing power line telecommunications (PLT) technology for designing a solution for accessing the broadband internet in rural areas of Colombia" by the present author and the Pilot University of Colombia. The proposed mathematical model provides a tool for making theoretical calculations applicable to PLT.

Sparse signal recovery using orthogonal matching pursuit (OMP)

Muestreo compresivo es una rama emergente del procesamiento de señales, basada en el hecho de que un número pequeño de proyecciones lineales no adaptativas sobre una señal compresible contiene suficiente información para reconstruirla y procesarla. En este artículo se presentan los resultados obtenidos al evaluar cinco matrices de medición para la realización de muestreo compresivo en un sistema que utiliza el algoritmo orthogonal matching pursuit (OMP), para la recuperación de la señal original. Las matrices de medición están implicadas tanto en el proceso de muestreo-compresión de la señal, como en la reconstrucción de la misma. Dentro de este grupo de matrices estudiadas se destacó la matriz Hadamard aleatoria, con la cual es posible obtener el menor porcentaje de error en la recuperación de la señal. Adicionalmente se presenta una metodología para la evaluación de estas matrices, que permita posteriores análisis de la idoneidad de estas para aplicaciones específicas.

Compressive sensing is an emergent field of signal processing which states that a small number of non-adaptive linear projections on a compressible signal contain enough information to reconstruct and process it. This paper presents the results of evaluating five measurement matrices for applying them to compressive sensing in a system using orthogonal matching pursuit (OMP) to reconstruct the original signal. The measurement matrices were those implicated in compressive sensing as well as in reconstructing the signal. The Hadamard-random matrix stood out within this group of matrices because the lowest percentage of error in signal recovery was obtained with it. This paper also presents a methodology for evaluating these matrices, allowing subsequent analysis of their suitability for specific applications.

A methodology for designing urban solid waste collection by means of extreme generation factors: fixed box systems (FBS)

El desarrollo económico y de la sociedad de consumo implica una gran producción de residuos sólidos en una localidad, hecho que se constituye en un serio problema ambiental si no se cuenta con la infraestructura adecuada para su gestión integral. En este artículo se presenta un desarrollo metodológico para el diseño de la recogida de residuos sólidos urbanos con sistemas de caja fija (SCF), considerando la variación temporal en las cantidades generadas y recolectadas. La variación temporal se ha incluido mediante el análisis de tres factores punta de generación: coeficiente punta semanal (Cps), coeficiente punta diario (Cpd) y coeficiente punta diario de distribución heterogénea (Cpdh). Esta consideración temporal permite realizar diseños razonables que se ajusten a las tasas máximas de generación y recolección. El modelo propuesto considera la producción per cápita (PPC), el coeficiente punta semanal (Cps) y el coeficiente punta de distribución heterogénea (Cpdh). Finalmente, la metodología pro-puesta puede ser utilizada para la selección del equipamiento y tamaño de las unidades de gestión integral de los residuos sólidos urbanos.

Economic development and that of consumer society implies large-scale production of solid waste in any determined locality. This becomes a serious environmental problem if there is no suitable infrastructure for its integral management. This paper presents a methodology for designing urban solid waste collection using fixed box systems (FBS), considering temporary variations in the amounts generated and collected. Temporary variation has been included by analysing three generation point factors: weekly extreme coefficient (WEC), daily extreme coefficient (DEC) and daily extreme coefficient of heterogeneous distribution (DECH). Such time-based consideration allows making reasonable designs which can be adjusted to maximum generation and collection rates. The proposed model considers per capita production (PCP), weekly extreme coefficient (WEC) and daily extreme coefficient of heterogeneous distribution (DECH). The proposed methodology can be used for selecting the equipment and the size of the integral management units for urban solid waste.

Biological and intelligent manufacturing: human life-skills applied to technological development

Los entornos altamente dinámicos caracterizados por el predominio del conocimiento como motor del desarrollo hacen que sea necesario abordar problemáticas específicas a través de enfoques multidisciplinarios. En este orden de ideas, mediante la imitación del comportamiento de los seres vivos se han generado técnicas y herramientas aplicadas en contextos como los tecnológicos y productivos para incrementar la eficiencia y la capacidad de respuesta. Este artículo presenta los resultados de una investigación efectuada mediante la aplicación de técnicas cienciométricas y de vigilancia tecnológica, con el fin de evidenciar el impacto que los conceptos y fundamentos de las ciencias de la vida han tenido sobre el desarrollo tecnológico y su gestión. De esta manera se encontró que dicho impacto se ha reflejado principalmente en la generación de conceptos y aplicaciones a temas como la manufactura inteligente, los sistemas biológicos de fabricación, la manufactura holónica y biónica, otorgando atributos de adaptación, autoaprendizaje, flexibilidad y capacidad de evolución a los procesos de fabricación y de manejo de información, lo cual permite concluir que la gestión del factor tecnológico se ha fortalecido con base en campos como el biológico, con repercusiones directas en los procesos productivos.

Highly competitive settings, characterised by development being promoting by the predominance of knowledge, means that multidisciplinary approaches must be adopted for dealing with specific problems. Indeed, techniques and tools have been created by imitating human beings behaviour and applying them to productive and technological contexts to increase efficiency and enable a quick response. This paper deals with this topic and presents the results of scientometric- and technological surveillance-based research for revealing life sciences impact on technological development and its management. It was found that such impact has been mainly reflected in producing concepts and applications for topics such as intelligent manufacturing, biological manufacturing systems and holonic and bionic manufacturing, thereby providing manufacturing and information management with human attributes such as adaptation, self-learning, flexibility and the ability to evolve. It may thus be concluded that technological factor management has been strengthened, based on fields such as biology, thereby leading to direct outcomes regarding production.

The processes involved in a management model for university patents

Las tendencias actuales de fortalecimiento de los derechos de propiedad intelectual; y el surgimiento de nuevos campos científico-tecnológicos como las nanotecnologías, la biotecnología, la telemática y el desarrollo de software, exigen que las universidades tengan suficiente conocimiento de la protección de los resultados de sus investigaciones y que cumplan un papel de liderazgo en sus entornos regionales, para que en alianza con los demás agentes sociales generen estrategias competitivas de innovación. Sin embargo, las universidades deben promover valores éticos, de respeto y defensa del patrimonio ecológico y cultural de sus países cuando impulsan derechos de propiedad intelectual. Por estas razones, se propone aquí un modelo de gestión de los derechos de propiedad industrial de las universidades centrado en las patentes, con el objetivo de mejorar las estrategias de contribución al desarrollo científico y tecnológico de las universidades de América Latina, y con ello contribuir al desarrollo de sus países. El modelo es uno de los resultados relevantes derivados del marco teórico de la investigación llevada a cabo por el equipo entre los años 2003-2007 y en el estudio empírico llevando a cabo en dos fases: la primera de ellas se realizó con una encuesta cuyo objetivo era detectar aspectos críticos de la gestión de patentes y licencias de las universidades de Colombia, Chile y España. La segunda fase empírica se efectuó mediante entrevistas en profundidad hechas a los gestores de patentes de las universidades de mejor desempeño en los tres países mencionados.

Current tendencies in strengthening intellectual property rights and the emergence of new scientific-technological fields (such as nanotechnologies, biotechnology, telematics and software development) have forced universities to acquire sufficient knowledge aimed at protecting their research results and fulfilling a leadership role within their regional settings so that they may generate competitive innovation strategies in alliance with other social agents. However, universities must promote ethical values, respectting and defending their countries' ecological and cultural heritage when intellectual property rights are being promoted. A model for managing universities' industrial property rights is thus proposed here; it is centred on patents so as to improve strategies contributing towards Latin-American universities' scientific and technological development and thereby contribute towards their countries' development. The model is one of the relevant results derived from the theoretical framework for research carried out by the team from 2003-2007 and from the empirical study carried out in two phases. The first phase consisted of a survey whose objective was to detect critical aspects regarding managing patents and licenses for universities in Colombia, Chile and Spain. The second empirical phase consisted of holding in-depth interviews with those managing the patents for the universities having the best performance in the three aforementioned countries.

AYUDAS PARA LA COMPRENSIÓN ESPACIAL: Usando AUTO CAD

MANUAL METODOLÓGICO PARA LA DEFINICIÓN DE AGENDAS DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN CADENAS PRODUCTIVAS AGROINDUSTRIALES

EVOLUCIÓN EN LOS TRES MOMENTOS DE LA DOCENCIA EN INGENIERÍA

AGENDA PROSPECTIVA DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO PARA LA CADENA PRODUCTIVA DE CAUCHO NATURAL Y SU INDUSTRIA EN COLOMBIA