Ingeniería e Investigación

Non-uniform Euler-Bernoulli beams´ natural frequencies

En el presente trabajo se estudia el problema de frecuencias propias de la viga Euler-Bernoulli de sección no uniforme; se comparan las soluciones del problema obtenidas numéricamente con la solución asintótica lograda mediante el método Wentzel-Kramers-Brillouin (WKB). Se establece que la precisión de las fórmulas WKB es mayor del 3% para frecuencias altas (número de modo ≥ 4).

This paper has studied the problem of natural frequencies for Euler-Bernoulli beams having non-uniform crosssection. The numerically-obtained solutions were compared to asymptotic solutions obtained by the Wentzel-Kramers-Brillouin (WKB) method. It was established that WKB formula precision was higher than 3% for high frequencies (≥ 4 mode).

Evaluating the corrosion resistance of UBM-deposited Cr/CrN multilayers

En este artículo se evalúa la resistencia a la corrosión de los recubrimientos en multicapa de Cr/CrN depositados mediante la técnica de sputtering con magnetrón desbalanceado, UBM. Los recubrimientos se produjeron a temperatura ambiente, con corriente de descarga de 400 mA y flujos de Ar de 9 sccm y de N2 de 3 sccm. El espesor total de los recubrimientos depositados sobre los sustratos de acero inoxidable AISI 304 y silicio (100) se varió entre 0,2 y 3 μm, al igual que el periodo de la bicapa, que estuvo entre 20 y 200 nm. La microestructura y composición química de los recubrimientos se analizó por medio de microscopía electrónica de barrido (SEM), y la textura y fases cristalinas con difracción de rayos X (XRD), antes y después de las pruebas de corrosión, las cuales se realizaron con ensayos de polarización potenciodinámica empleando una solución de 0,5M H2SO4 + 0,05M KSCN. Los recubrimientos con menor período de la bicapa presentaron la mejor resistencia a la corrosión y su mecanismo de corrosión se discute en este estudio.

This work was aimed at evaluating the corrosion resistance of multilayer Cr/CrN coatings deposited by the unbalanced magnetron sputtering (UBM) technique. Coatings were produced at room temperature using 400 mA discharge current, 9 sccm argon flow and 3 sccm nitrogen flow. The total thickness of coatings deposited on AISI 304 stainless steel and silicon (100) varied between 0.2 a 3 μm as bilayer period varied between 20 and 200 nm. Coating microstructure and chemical composition was studied through scanning electron microscopy (SEM) and texture and crystalline phases were analysed by X-ray diffraction (XRD) before and after corrosion tests which were carried out by potentiodynamic polarisation using 0.5 M H2SO4 + 0.05M KSCN s

Numerical modelling of elastic behaviour of concrete reinforced with steel short fibres in plane stress conditions

Este trabajo describe un modelo numérico implementado en el método de los elementos finitos (Hughes, 2000), el cual permite simular el comportamiento elástico del concreto reforzado con fibras cortas de dirección aleatoria. En estructuras hechas de dicho material cada punto está compuesto por fibras cortas de acero embebidas en una matriz de concreto simple. En el interior de un elemento finito el concreto reforzado se representa como un material ortótropo de dirección material aleatoria, basado en el modelo de fibras con diámetro despreciable (Dvorak y Bahei-el-Din, 1982) y la teoría de mezclas modificada para refuerzo de corta longitud (Oller, 2003). El análisis estadístico realizado consiste en: repetir la simulación numérica del problema cambiando la dirección de las fibras mediante una función aleatoria, construir la base de datos de muestreo a partir de los resultados obtenidos y medir la dispersión de estos últimos. A continuación, en este trabajo se estudia la sensibilidad del tamaño de los elementos finitos y del número de datos de muestreo en el cálculo de la energía total de deformación y se establecen algunos valores recomendables. Como ejemplo de aplicación se obtuvo la respuesta estructural promedio de una viga de concreto reforzado con diferentes cuantías de fibras cortas de acero, observando una dispersión mínima de los datos.

A high unburned carbon fly ash concrete´s performance characteristics

La ingeniería de hoy en día exige que las estructuras sean resistentes y durables, siendo esta última cualidad un factor determinante durante el diseño y la construcción de ella. En dicho sentido, el desarrollo de nuevos materiales cementantes y el mejoramiento de las propiedades de los concretos tradicionales, específicamente la reducción de la permeabilidad, mediante la incorporación de materiales tales como las puzolanas, continúa siendo objeto de estudio por parte de la comunidad científica. En el presente trabajo se analiza el efecto de las propiedades de resistencia mecánica a compresión, absorción capilar y permeabilidad a cloruros de un concreto adicionado con cenizas volantes (CV), y se compara su comportamiento respecto a mezclas adicionadas con humo de sílice (MS). Para el caso de las cenizas volantes, se encontró un porcentaje óptimo del 10% para las resistencias mecánicas; sin embargo, incrementos en la adición dan lugar a efectos positivos en las propiedades de durabilidad. En comparación con el humo de sílice, las cenizas volantes mostraron un desempeño inferior para todas las propiedades evaluadas.

Engineering today requires that structures are strong and durable; the latter concept is a decisive factor in their design and construction. The scientific community continues developing new cementitious materials and improving traditional concrete´s properties, specifically reducing permeability by incorporating materials such as pozzolans. This paper analyses the effect of fly ash (FA) added to concrete on mechanical strength regarding compression, capillary absorption and chloride permeability and their behaviour compared to concrete containing silica fume (SF). An optimum 10% mechanical strength was found for fly ash; however, this increased with addition, resulting in positive effects on durability. Fly ash had lower performance for all properties evaluated when compared to silica fume.

Studying asphalt binder fatigue pattern by using a dynamic shear rheometer

El objetivo principal del artículo fue el de determinar el comportamiento a fatiga de diferentes tipos de asfaltos a partir de ensayos en el reómetro de corte dinámico (DSR). Los ensayos en el DSR se realizaron a un esfuerzo senosoidal de amplitud constante, a una frecuencia de 1,59 Hz y a 20 °C. Los asfaltos estudiados fueron B-13/22, B-40/50, B-60/70, B-80/00, B-150/200 y un BM-3c (asfalto modificado). Durante los ensayos se midió la evolución de la deformación, el módulo complejo, el ángulo de desfase, la energía disipada y el ratio de energía disipada con los ciclos de carga, parámetros para determinar el ciclo de fallo por fatiga de los asfaltos. En primer lugar se estableció en las curvas de evolución de la deformación con los ciclos de carga el rango de deformación de rotura, zona donde la evolución de la deformación crece en forma súbita y se presenta el fallo por fatiga. Luego del análisis del ratio de energía disipada (DER) y de la evolución de la deformación con los ciclos de carga, se determinó el ciclo donde se produce el fallo. Del estudio se obtuvo un nuevo criterio de fallo de fatiga, consistente en calcular la fatiga del asfalto cuando alcanza un valor de 10% pasado el valor máximo de la curva de ratio de energía disipada. Por último, se obtuvieron las leyes de fatiga de los asfaltos con los resultados de deformación de rotura y ciclo de fallo.

This article was aimed at determining fatigue test results regarding different types of binder when using a dynamic shear rheometer (DSR). The tests were carried out in stress conditions at 20°C. The stress input signal was a constant amplitude, 1.59 Hz frequency sine wave. Asphalt binders B-13/22, B-40/50, B-60/70, B-80/00, B-150/200 and BM-3c (modified asphalt) were studied. The test measured strain, complex modulus (G*), dissipated energy and dissipated energy ratio (DER) with the number of cycles. Strain criteria were used for determining binder fatigue failure (DER). Failure was defined as the point at which (DER) dropped 10% after peaking. Laws of asphalt fatigue were obtained from the strain and failure cycle results.

Estimating marginal external costs for road, rail and river transport in Colombia

En este trabajo se presentan los resultados de la investigación para la modelación estratégica de transporte de carga en Colombia incluyendo sus costos externos. El modelo utilizado sigue una estructura secuencial de equilibrio entre las fases de distribución y asignación, es de escala nacional interregional, con una perspectiva de decisiones del orden estratégico. La red de transporte utilizada consta de 27.469 km de carreteras, 11.257 km de ríos navegables, 2.192 km de ferrocarril y un conjunto de conectores de centroides para establecer el nexo con el sistema de zonificación, compuesto por 70 zonas internas y 8 zonas externas. Cada arco de la red incluye, entre los costos internos, el del tiempo y el de operación, y entre los costos externos, la congestión, accidentes, polución del aire y emisiones de dióxido de carbono (CO2). El análisis de costos internos no incluyó los de posesión vehicular, y en la evaluación de los costos externos no se tuvieron en cuenta los relacionados con ruido, afectación del paisaje y cambio climático. El cálculo de costos marginales sobre la red se hace aplicando dos métodos. El primero supone que la demanda adicional no afecta el equilibrio de la red y estima el costo marginal sumando los costos marginales sobre los arcos de la ruta más corta. El segundo presume variación del equilibrio existente y estima el costo marginal calculando la diferencia entre las dos situaciones de equilibrio. Los dos métodos son aplicados sobre siete corredores de transporte de carga en Colombia. En los costos externos se encuentra un promedio de 28 $/ton/km en el modo de transporte carretero; 0,21 $/ton/km en el modo de transporte fluvial y 3,25 $/ton/km en el modo de transporte ferroviario, con una preponderancia de los costos ambientales superior al 90%.

This report presents the results of research regarding strategic freight transport network modelling in Colombia using external cost. The model uses sequential equilibrium between distribution and traffic assignment phases; it is national and inter-regional, involving strategic decisionmaking. The Colombian transport network consists of 27,469 km of roads, 11,257 km of navigable rivers, 2,192 km of railway lines and a set of centroid connectors for establishing a link with the zoning system (consisting of 70 internal areas and 8 external areas). Each link in a network involves internal costs: time, operation and external costs, congestion, accidents, air pollution and CO2 emissions. Vehicle ownership costs were excluded from internal cost analysis; costs such as noise, climate change and effects on the landscape were not studied in external costs. Marginal costs regarding the network were estimated by two methods. First, it was assumed that an additional unit of demand did not affect equilibrium in a transport network and then marginal cost was estimated as being the sum of marginal costs regarding links in the shortest path. The other approach assumed that an additional unit of demand changed network equilibrium; marginal costs were then estimated by calculating the difference between the two equilibrium scenarios. The methods were applied to 7 selected routes covering the most important Colombian freight transport corridors. An average 0.014 US$/ton/km rate was estimated for external costs regarding highway transport, 0.000105 US$/ton/km for water transport and 0.001625 US$/ton/km for railroad transport (preponderance of environmental costs exceeding 90%).

Using ultrafine particles from a coal washing plant in metallurgical coke production

Se estudió el aprovechamiento en mezclas de ultrafinos provenientes de una planta de lavado de carbón para la producción de coque por el proceso de briquetación, utilizando 6% en peso de alquitrán de carbón como aglomerante. Se caracterizaron las materias primas y se realizó una prueba piloto de coquización en un horno tipo Koppers. Se determinó la calidad del coque por pruebas de análisis próximo, estabilidad (Micum 10, M10 y Micum 40, M40), índice de reactividad del coque al CO2 (CRI) y de resistencia después de la reacción con dióxido de carbono (CSR). Los resultados mostraron que la briquetación permite obtener un coque con un CRI de 19,0% y un CSR de 75,6%, características requeridas en los procesos metalúrgicos.

Blending ultrafine particles from a coal washing plant was studied for coke production by briquetting using 6%w coal tar as binder. The ultrafine coal particles were characterised and a pilot coking test was made in a Koppers´ furnace. Coke quality was evaluated by proximate analysis, stability (micum 10 and micum 40), coke reactivity index (CRI) with CO2 and the coke´s mechanical strength after reaction with carbon dioxide (CSR index). Briquetting results showed that was possible to obtain coke having 19.0 % CRI and 75.6% CSR, these being the characteristics required in metallurgical processes.

Synthesising unsaturated fatty alcohols from fatty methyl esters using catalysts based on ruthenium and tin supported on alumina

Los sistemas más promisorios para la síntesis de alcoholes grasos mediante hidrogenación catalítica son los basados en metales del grupo VIII con un promotor como el estaño, debido a que permiten realizar el proceso bajo condiciones moderadas, además que son menos tóxicos que los basados en cromo. A la fecha no se han realizado estudios de estos catalizadores con materias primas como mezclas de metil-ésteres o evaluaciones de la reutilización de ellos. En este artículo se estudia la hidrogenación de metilésteres derivados del aceite de palma y de metiloleato comercial con catalizadores de Ru-Sn/Al2O3 preparados por impregnación, a presión y temperatura moderadas (5 Mpa y 270 °C). Se encuentra que para una relación óptima Sn/Ru = 2 se obtiene mayor selectividad hacia el alcohol insaturado y menos hacia metilestearato. La hidrogenación de metilésteres del aceite de palma con este catalizador da lugar a una mezcla de alcoholes insaturados y de saturados de 16 y 18 carbonos, además de ésteres pesados. El tipo de materia prima no tiene un efecto muy significativo sobre la actividad del catalizador; sin embargo, éste presenta desactivación a lo largo de varios ensayos debido a la pérdida de área catalítica.

Most promising catalysts for synthesising unsaturated fatty alcohols are based on group 8 metals with a promoter like tin, because the process can be carried out in moderate conditions, and these metals are less toxic than chromium. There have been no reports about the use of this catalyst to date using raw materials like methyl ester blends or evaluation reusing catalysts. This paper presents the hydrogenation of methyl esters from palm oil and commercial methyl oleate with Ru-Sn/Al2O3 catalysts prepared by impregnation, at moderate pressure and temperatur (5 MPa and 270°C). Greater selectivity to unsaturated alcohol and the less selectivity to methyl stearate was found for an optimal Sn:Ru=2 ratio. Hydrogenation of palm oil methyl esters with this catalyst produced a mixture of oleyl alcohol, saturated alcohols having 16-18 carbon atoms and heavy esters. Raw material had no great effect on catalyst activity. However, the catalyst showed deactivation through several uses due to decreased catalytic area.

Analysing a method for small and medium sized companies to rate oil quality during immersion frying

Este trabajo estudió el deterioro de un aceite comercial, Frytol líquido, bajo condiciones controladas de freído, empleando como método estandarizado para su evaluación el índice de anisidina (IAn). Se determinó el efecto de la temperatura y del tiempo de fritura, 170 °C hasta 10 ho-ras y 200 °C hasta 6 horas, en presencia de los acelera-dores: agua, 1% y 8% en peso con respecto al aceite, y material no lipídico, 1% y 6% en peso con respecto al aceite, manteniendo constante el flujo de aire en 25 L h-1. Posteriormente se estableció la relación del IAn con las propiedades color y viscosidad, para determinar su viabili-dad téc-nica como métodos de valoración del deterioro de los aceites de fritura en pequeñas y medianas empresas (pyme). El aceite se deterioró más y en menor tiempo en los valores máximos del intervalo de estudio para cada uno de los factores experimentales, aunque sólo la tempe-ratura tuvo un efecto estadísticamente diferente de cero (p <0,05), en el intervalo de estudio. Los colores rojo y amarillo en escala Lovibond tuvieron una relación débil con el Ian, R² = 0,558 y R² = 0,526 respectivamente, existiendo dependencia del color con la temperatura de freído. La viscosidad, medida a 30 °C, tuvo la mayor co-rrelación (R² = 0,809) y fue independiente de la tempera-tura de freído, de tal forma que puede emplearse para determinar el deterioro de los aceites de fritura en pyme. Un cambio radical en el valor de la viscosidad, de 10 cP a 45 cP en las cercanías del límite de deterioro de los aceites de fritura (IAn 156), la facilidad de su determinación y los bajos costos asociados, permitirá que este tipo de empresas puedan implementarla como variable de seguimiento, lo que mejorará la calidad de los productos y la confianza de los clientes en ellos.

This work studied the deterioration of commercial Frytol oil in controlled frying conditions using the anisidine index (AI) as standard evaluation method. The effect of temperature and time was studied at 170°C for up to 10 hours and at 200°C for up to 6 hours in the presence of factors which speeded up oil deterioration: 1% and 8% water based on the mass of oil and non-lipid material, 1% and 6% based on the mass of oil. Air flow rate was kept constant at 25 L h-1. The relationship between AI, colour and viscosity was studied to evaluate the technical viability of measuring these variables as a function of time to be used as a method for rating oil deterioration by small and me-dium sized enterprises (SME). Oil deterioration was higher and faster at maximum study interval values for each experimental factor, although only the effect of temperature was significant (p<0.05). Red and yellow on the Lovibond scale were weakly related (AI R²=0.558 and R²=0.526, respectively), colour depending on frying temperature. Viscosity measured at 30°C had the highest coefficient of determination (R²=0.809) and was independent of frying temperature. Viscosity is thus a variable which can be used for determining frying oil deterioration in SME as a conse-quence of a significant change from 10 cP to 45 cP which is closer to frying oil deterioration limit (AI 156). It can facilitate determination and lower associated costs, there-by improving product quality and customer confidence in them

Anaerobic treatment of lactic waste and goat manure

Se realizó una digestión anaerobia para la obtención de biogás a partir de residuos lácteos de crema, queso y suero de leche en combinación con estiércol de cabra,mediante el desarrollo de tres formulaciones, manteniendo constante la cantidad de los desechos de crema y queso y variando la cantidad de excreta de cabra y suero de leche. Se utilizó un inóculo de bacterias metanogénicas obtenido partir de una predigestión de estiércol de cabra. La temperatura de operación fue de 35 °C, con un pH de 7,0, determinándose el porcentaje de metano en el biogás por medio de cromatografía de gases. Los resultados mostraron que la mayor concentración de metano fue de 82%, obtenida con la formulación número tres.

Anaerobic digestion was carried out to obtain biogas from lactic waste in combination with goat manure. Waste from lactic products such as cream, cheese and whey was mixed with goat manure using three formulations; the quantity of waste from cream and cheese was maintained, and only the quantity of manure and whey was varied. Methanogenic bacteria obtained from predigestion of goat manure were used as inoculants. Temperature was 35°C and pH 7.0.Biogas methane percentage was determined by gas chromatography. The results showed that the highest methane concentration obtained was 82% with formulation III.

Operators for reclassification que- queries in a temporal multidimensio- ries multidimensional model

Usualmente las dimensiones de una bodega de datos son consideradas estáticas porque su esquema y datos tienden a no cambiar. Sin embargo, tanto el esquema como los datos de las dimensiones pueden cambiar. Este artículo se enfoca en un tipo de cambio dimensional denominado reclasificación, que ocurre cuando un miembro de un nivel cambia de miembro en un nivel superior de la dimensión, ejemplo, cuando un producto cambia de categoría (es reclasificado). Este tipo de cambios da lugar al concepto período de clasificación y a un tipo de consultas que pueden ser útiles para la toma de decisiones. Verbigracia, ¿cuál fue el total vendido del producto ajedrez durante su primer periodo de clasificación en la categoría juguete? Para facilitar el planteamiento de este tipo de consultas se propone un conjunto de operadores y se muestra como éstos se incorporan en SQL, un lenguaje familiar para los desarrolladores de bases de datos. También se demuestra la expresividad de los operadores propuestos, ya que la formulación de esas consultas sin usar estos operadores usualmente conduce a soluciones complejas y poco intuitivas.

Data warehouse dimensions are usually considered to be static because their schema and data tend not to change; however, both dimension schema and dimension data can change. This paper focuses on a type of dimension data change called reclassification which occurs when a member of a certain level becomes a member of a higher level in the same dimension, e.g. when a product changes category (it is reclassified). This type of change gives rise to the notion of classification period and to a type of query that can be useful for decision-support. For example, What were total chess-set sales during first classification period in Toy category? A set of operators has been proposed to facilitate formulating this type of query and it is shown how to incorporate them in SQL, a familiar database developer language. Our operators´ expressivity is also shown because formulating such queries without using these operators usually leads to complex and nonintuitive solutions.

Hydroinformatics’ contributionto Amazonian water resources and ecosystem management

En los últimos años se han logrado importantes avances en la aplicación de tecnologías de información en la gestión de recursos hídricos, desde un campo multidisciplinar lamado hidroinformática, cambiando así el enfoque en la valoración del impacto medioambiental y en la toma de decisiones con respecto a diversos recursos ambientales. Este artículo presenta un sistema de recuperación de imágenes utilizando como base la colección digital de varios tipos de ecosistemas de piedemonte y llanura amazónica, del Grupo de Investigación en Calidad y Preservación de Ecosistemas Acuáticos, de la Universidad de la Amazonia. Este sistema propone la clasificación automática de imágenes a partir de tres atributos: color del agua, márgenes y tipo de flujo del recurso acuático, de acuerdo al esquema de clasificación de Dinnerstein, adaptado en el 2001 por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam) y la Universidad Nacional de Colombia.

Significant progress has been made during recent yearsin applying information technologiesto water resource management from a multidisciplinary field called hydroinformatics; this can change the focus of environmental impact assessment and decision-making according to available environmental resources. This article presents an image retrieval system which uses the Universidad de la Amazonia´s (Colombia)Aquatic Ecosystem Quality and Preservation Research Group´s (CAPREA) digital image collection. Automaticpicture classification (having attributes relative to water colour, edges and flow type) is proposed which has beenbased onDinnertein´s classification, adapted by the Universidad Nacional de Colombia´s Hydrology and Meteorology Institute and Environment Studies in 2001.

OneWeb: web content adaptation platform based on W3C Mobile Web Initiative guidelines

Las limitaciones con respecto a la experiencia de navegabilidad y facilidad de uso constituyen los principales obstáculos que enfrenta la web móvil para lograr una amplia aceptación mundial. Recientemente el W3C ha desarrollado una iniciativa conocida como Mobile Web Initiative (MWI), la cual define un conjunto de directrices para el diseño y presentación adecuada de interfaces web dirigidas a dispositivos móviles. El presente artículo describe las principales características y los módulos funcionales de OneWeb, una plataforma de adaptación de contenidos basada en las recomendaciones de MWI, desarrollada por el Grupo de Interés en el Desarrollo de Aplicaciones Móviles para Dispositivos Móviles - W@PColombia, adscrito al Grupo de Ingeniería Telemática de la Universidad del Cauca. Adicionalmente se presentan medidas de rendimiento y una comparación con sistemas de adaptación de contenido que operan actualmente. De manera experimental se obtuvieron tiempos de respuesta satisfactorios para entornos web móviles y se logró el cumplimiento de las recomendaciones de MWI sobre un conjunto de veinte páginas de prueba.

Restrictions regarding navigability and user-friendliness are the main challenges the Mobile Web faces to be accepted worldwide. W3C has recently developed the Mobile Web Initiative (MWI), a set of directives for the suitable design and presentation of mobile Web interfaces. This article presents the main features and functional modules of OneWeb, an MWI-based Web content adaptation platform developed by Mobile Devices Applications Development Interest Group´s (W@PColombia) research activities, forming part of the Universidad de Cauca´s Telematics Engineering Group. Some performance measurement results and comparison with other Web content adaptation platforms are presented. Tests have shown suitable response times for Mobile Web environments; MWI guidelines were applied to over twenty Web pages selected for testing purposes.

Using traditional heuristic algo- algorithms on an initial genetic algo- rithms algorithm population applied to the rithm transmission expansion planning problem

En este artículo se analiza el impacto de seleccionar poblaciones iníciales de buena calidad para ser usadas en algoritmos genéticos, con el propósito de obtener mayor velocidad de convergencia y mejor calidad en las soluciones alcanzadas cuando se resuelve el problema del planeamiento de la expansión a largo plazo de los sistemas de transmisión de energía eléctrica. Los sistemas de prueba que se analizan corresponden a sistemas de alta complejidad, tradicionalmente usados en la literatura especializada. Para generar soluciones iníciales de buena calidad se utilizan algoritmos heurísticos constructivos, particularmente los más utilizados en problemas de planeamiento de la expansión de sistemas de transmisión. Se comparan los resultados obtenidos con los que entregan los algoritmos genéticos que usan poblaciones iniciales aleatorias. Los resultados muestran que una población inicial generada en forma heurística permite obtener soluciones de mejor o igual calidad y con esfuerzos computacionales menores, cuando se resuelven sistemas eléctricos de gran complejidad.

This paper analyses the impact of choosing good initial populations for genetic algorithms regarding convergence speed and final solution quality. Test problems were taken from complex electricity distribution network expansion planning. Constructive heuristic algorithms were used to generate good initial populations, particularly those used in resolving transmission network expansion planning. The results were compared to those found by a genetic algorithm with random initial populations. The results showed that an efficiently generated initial population led to better solutions being found in less time when applied to low complexity electricity distribution networks and better quality solutions for highly complex networks when compared to a genetic algorithm using random initial populations.

GaAs/AlGaAs nanoheterostruc- nanoheterostructures

En este trabajo se analizan las características de la heteroestructura de GaAs/AlGaAs haciendo énfasis en las propiedades de la unión de ambos semiconductores. Cuando se unen dos materiales, con diferentes anchos en las bandas prohibidas, ocurre un confinamiento de portadores que se les puede describir como un gas de electrones bidimensional. DESSIS (Device Simulation for Smart Integrated Systems) es un programa de simulación que mediante modelos físicos y métodos numéricos robustos permite la simulación de dispositivos semiconductores y de heteroestructuras compuestas por elementos de los grupos III-V de la tabla periódica. Los resultados para diferentes dopajes y voltajes aplicados en la heteroestructura son presentados en este trabajo. Los transistores de alta movilidad (HEMT, High Electron Mobility Transistor) son una de las aplicaciones más importantes de las propiedades de las heteroestructuras, con frecuencias de trabajo en el rango de 30 a 300 GHz. La simulación de un ejemplo de estos transistores es presentada en este trabajo, lográndose una densidad de corriente máxima en el canal de 1 A/mm² comparable con resultados reportados para transistores similares.

This work analyses the features of GaAs/AlGaAs heterostructure, highlighting semiconductor junction properties. Charge confinement was produced when two materials having different band-gap were fixed; such high electron concentration is called two-dimensional electron gas (2DEG). Device simulation for smart integrated systems (DESSIS) is simulation software which uses physical models and robust numerical methods for simulating semiconductor devices and 3-5 element heterostructures. Results for different heterostructure doping profiles and voltages are presented in this work. High electron mobility transistors (HEMTs) are one of the most important applications for heterostructures; they work on 30 to 300 GHz frequency ranges. These transistors are simulated in this work; a 1 A/mm2 high current density was obtained in the channel, such value being comparable to other values reported for similar transistors.

A study of low low-cost adsorbent ma- materials for removing Cr(VI) from terials aqueous waste effluent

El presente estudio muestra el enorme potencial de dos tipos de sólidos diferentes, una alúmina comercial y un material producto del compostaje, en la adsorción/eliminación de Cr(VI) en medio acuoso, en concentraciones de metal equivalentes a las halladas en aguas residuales provenientes de industrias en Colombia. Ambos materiales mostraron propiedades importantes para la eliminación de Cr(VI), considerándose de mayor relevancia el compost por ser un material de bajo costo. Se establecieron las condiciones óptimas para la adsorción de cromo sobre alúmina y sobre compost. Para la alúmina: concentración inicial de Cr(VI) = 10 mgL-1, volumen de solución por masa de adsorbente = 100 mL/g, pH = 2,0, tiempo de equilibrio = 1 hora, y agitación = 150 rpm. Para el compost: concentración inicial de Cr(VI) = 3 mg L-1, volumen de solución por masa de adsorbente = 50 mL/g, pH = 2.5, tiempo de equilibrio = 3 horas, y agitación = 150 rpm. Además, los resultados mostraron que las propiedades de adsorción del compost se pueden mejorar mediante la adición de pequeñas cantidades de alúmina. El estudio permitió seleccionar al compost como un material promisorio para procedimientos de remediación de aguas residuales que contienen cromo (VI) dentro de una política de manejo y uso de residuos sólidos con el objeto de minimizar el impacto ambiental de éstos.

The present paper shows very high potential for two types of solid (a commercial alumina and material obtained by composting, i.e. matured compost) on Cr(VI) adsorption/elimination in aqueous solution using a concentration range close to those previously detected in waste-water from Colombian industries. Both had important properties for eliminating Cr(VI), the compost being more important as it represents low-cost material. Optimal conditions for chromium adsorption on alumina and compost were established. Initial Cr(VI) alumina concentration was 10 mgL- 1, with 100 mL/g volume of solution per adsorbent mass, pH=2.0, 1 hour equilibrium time and 150 rpm stirring. For compost, initial Cr(VI) concentration was = 3 mg L-1, 50 mL/g volume of solution per adsorbent mass, pH=2.5, 3 hour equilibrium time and 150 rpm stirring. The experiments showed that compost adsorption properties could be enhanced by adding small quantities of alumina. Compost could thus be chosen as a promising material for use in bioremediation chromium-containing waste water in a management programme for using solid waste in for minimising environmental impact.

Designing, constructing and evaluating a dynamic prototype dryer for obtaining rolled dehy- dehydrated fruit pulp

En el presente trabajo se diseñó un prototipo funcional de un secador dinámico conformado por: túnel de secado, sistema mecánico de transporte de material en el interior del equipo y selección y diseño del sistema de suministro de aire caliente. Se implementó un mecanismo de transporte sencillo, que permite la combinación de dos disposiciones de flujo: paralelo y contracorriente. Para la evaluación del prototipo se deshidrató pulpa de mango(Mangifera indica L.) usando tres temperaturas en el aire de secado (50, 60 y 70 °C) y tres velocidades del aire en el interior del secador (1,6; 2,2 y 3,4 m s-1). Se utilizó combustión de gas propano para calentar el aire. El prototipo permitió deshidratar pulpa de fruta fluida con un contenido de humedad inicial de 4,26 bs hasta un contenido de humedad final de 0,11 bs, con un tiempo de secado de 8 h (temperatura y velocidad del aire de 70 °C y 3,4 m s-1 respectivamente), con un espesor de pulpa de 4,5 ± 0,5 mm, dispuesta en bandejas rectangulares de 300 x 180 mm y una altura de 15 mm. Bajo estas condiciones se obtienen láminas de pulpa deshidratada con un espesor de 1,5 ± 0,5 mm. El producto final tiene una actividad de agua ( a w ) de 0,60, lo que lo hace estable, con bajo contenido de agua y con características muy similares al producto fresco (demostrado por análisis Weende).

This paper describes how a functional prototype for a dynamic dryer was designed, along with its basic parts: drying tunnel, mechanical transport system for material inside the equipment and selecting and designing a system for supplying hot air. A simple transport mechanism was implemented which allowed combining two flow dispositions: parallel and countercurrent flow. Mango (Mangifera indica L) pulp was dehydrated using three dryer air temperatures (50°C, 60°C and 70°C) and three drying air speeds inside the dryer (1.6, 2.2, 3.4 m s-1) for evaluating the prototype. Propane gas was used as fuel for heating the air. The prototype design led to dehydrating fruit pulp having 4.26 bs smooth initial humidity content up to a 0.11 db final humidity content, with 8-hour drying time (70°C and 3.4 m s-1 air speed), assuming 4.5 ±0.5 mm pulp thickness, in 300 x 180 mm and 15 mm height rectangular trays. 1.5 ± 0.5 mm thickness rolled dehydrated pulps were obtained in these conditions The final product had 0.60a (aw) water activity providing for a stable product, having low water content and very similar characteristics to those of the fresh product (shown by Weende analysis).

Two Two-dimensional wood drying stress simulation using control control-volume mixed finite element methods ( CVFEM)

El objetivo de este trabajo es el de simular esfuerzos bidimensionales de secado usando el método de volúmenes de control conformado por elementos finitos (CVFEM). Se modelan esfuerzos de secado en una sección transversal de madera sólida, producidos por gradientes de humedad asociados a los fenómenos de contracción y sorción mecánica. En particular, se implementa CVFEM con elementos finitos triangulares, interpolación lineal de la variable independiente al interior de él y programado en lenguaje Fortran 90. El modelo se valida contrastando resultados con trabajos similares disponibles en la literatura especializada. Finalmente, se muestran resultados originales de la modelación aplicada al secado isotérmico (20 ºC) de madera sólida de álamo (Populus tremuloides): distribución bidimensional de esfuerzo/deformación y contenidos de humedad para tiempos de secado igual a 40, 80, 130, 190 y 260 (h) y evolución transitoria de esfuerzos normales ( -2,5<σxx<1.2, MPa ), desde el centro a la superficie de la madera.

The work was aimed at simulating two-dimensional wood drying stress using the control-volume finite element method (CVFEM). Stress/strain was modeled by moisture content gradients regarding shrinkage and mechanical sorption in a cross-section of wood. CVFEM was implemented with triangular finite elements and lineal interpolation of the independent variable which were programmed in Fortran 90 language. The model was validated by contrasting results with similar ones available in the specialised literature. The present models results came from isothermal (20ºC) drying of quaking aspen (Populus tremuloides): two-dimensional distribution of stress/strain and water content, 40, 80, 130, 190 and 260 hour drying time and evolution of normal stress ( -2,5<σxx<1.2, MPa ), from the interior to the exterior of wood.

Neural fuzzy digital filtering: mul- multivariate identifier filters involving tivariate multiple inputs and multiple out-outputs (MIMO)

Los filtros identificadores multivariables (MIMO) son sistemas digitales adaptivos que cuentan con retroalimentación para que, de acuerdo a una función objetivo, ajusten su matriz de parámetros con la que se aproximan a la dinámica observable del sistema de referencia. Una forma de que un identificador cumpla con esas condiciones, es la de la lógica difusa por medio de sus mecanismos de inferencia que interpretan y seleccionan en una base de conocimiento la mejor matriz de parámetros. Estos mecanismos de selección mediante las redes neuronales permiten encontrar la respuesta con el mejor nivel de operación para cada cambio de estado (Shannon, 1948). En este artículo se considera en el modelo MIMO del filtrado digital, el proceso neuronal difuso para la estimación matricial de parámetros adaptiva, que se integra en el filtro de Kalman a través de la matriz de transición. Para ello se utilizó la red neuronal del tipo retropropagación en el mecanismo difuso, interpretando sus variables y sus respectivos niveles, seleccionando los mejores valores para ajustar automáticamente los valores de la matriz de transición. La simulación en Matlab presenta al filtrado digital neuronal difuso dando el seguimiento, observándose un funcional de error decreciente exponencialmente.

Multivariate identifier filters (multiple inputs and multiple outputs - MIMO) are adaptive digital systems having a loop in accordance with an objective function to adjust matrix parameter convergence to observable reference system dynamics. One way of complying with this condition is to use fuzzy logic inference mechanisms which interpret and select the best matrix parameter from a knowledge base. Such selection mechanisms with neural networks can provide a response from the best operational level for each change in state (Shannon, 1948). This paper considers the MIMO digital filter model using neuro fuzzy digital filtering to find an adaptive parameter matrix which is integrated into the Kalman filter by the transition matrix. The filter uses the neural network as backpropagation into the fuzzy mechanism to do this, interpreting its variables and its respective levels and selecting the best values for automatically adjusting transition matrix values. The Matlab simulation describes the neural fuzzy digital filter giving an approximation of exponential convergence seen in functional error.

University objectives and socioeconomic results regarding engineering: multi-criteria measuring of alignment

Las facultades o escuelas de las universidades desarrollan mecanismos de transferencia de conocimiento como herramientas para lograr los objetivos de las misiones universitarias con el entorno socioeconómico. El principal propósito de este trabajo es presentar los resultados obtenidos al medir el grado de alineación de los objetivos estratégicos de una universidad con los resultados obtenidos por una facultad, mediante sus mecanismos de transferencia de conocimiento. Esto permite desarrollar un diagnóstico, comparando la situación deseada por el equipo directivo de la universidad (caso esperado) con los resultados reales obtenidos al desarrollar los planes que aplican los mecanismos de transferencia de conocimiento (caso real). Para lograr lo anterior se aplican técnicas de análisis de decisión multicriterio (Multi-Criteria Decisión Análisis, MCDA), en concreto, el proceso de análisis en red (Analytic Network Process - ANP) y el proceso de análisis jerárquico (Analytic Hierarchy Process- AHP). Los resultados presentados dependen de la experiencia y percepciones de los expertos que participaron en el estudio. La metodología propuesta en el presente trabajo es aplicada en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia. El estudio permite medir: la importancia de cada uno de los objetivos estratégicos de una universidad, los resultados alcanzados en una facultad en cada uno de los objetivos, el grado de alineación entre los resultados esperados y los reales, y el nivel de influencia de cada uno de los mecanismos de transferencia de conocimiento.

University faculties and schools develop mechanisms for knowledge transfer as tools for achieving goals stated in a university´s mission regarding its socio-economic environment. The main purpose of this paper is to present the results obtained after measuring the degree of alignment of a university´s strategic objectives with results obtained by a faculty through its knowledge transfer mechanisms. This allows for diagnosis by comparing the situation desired by the university management team (expected case) with actual results achieved by developing plans applying the knowledge transfer mechanisms (real case). Multicriteria decision analysis techniques (MCDA) were thus applied, namely analytic network process (ANP) and analytic hierarchy process (AHP). The results relied on the experience and perceptions of the experts who participated in the study. The methodology proposed in this paper has been applied in the Universidad Nacional de Colombia´s Faculty of Engineering. The study led to measuring the importance of each of a university´s strategic objectives, the results achieved in a faculty regarding each objective, the degree of alignment between expected and actual results and each knowledge transfer mechanism´s level of influence.

Analysing collision detection in a virtual environment for haptic applications in surgery

Este trabajo presenta de forma resumida el uso de dos interfaces hápticas comercialmente disponibles para aplicaciones de asistencia quirúrgica en tareas de entrenamiento y simulación médica. Mediante la integración de kits de desarrollo con librerías software de código abierto como OpenGL y VCollide, se propone una solución a los problemas de pérdida de realismo táctil y detección de colisiones con objetos sólidos en un entorno virtual. Con base en los resultados de algunos trabajos relacionados con la obtención, procesamiento y análisis de imágenes para la construcción de modelos, se desarrollan aplicaciones hápticas de interacción con sólidos rígidos de interés médico, que incluyen herramientas para la marcación de puntos y trayectorias sobre una superficie, y un algoritmo de reflexión de fuerzas para la simulación de interacción con órganos modelados por medio de técnicas hibridas (renderizado superficial y volumétrico). Se hace especial énfasis en la representación de los instrumentos virtuales quirúrgicos, integrando herramientas con geometría 3D.

This paper presents an analysis of two commerciallyavailable haptic interfaces that can be used in surgical training and medical simulation. Integrating development kits with open source software libraries like OpenGL and VCollide led to proposing a solution to problems like loss of tactile ability and detecting collisions between objects in a virtual environment. Haptic applications were based on results regarding capturing, processing and analysing images for building models for interaction with rigid bodies of medical interest. The application included tools for marking points and paths on a virtual surfaces and force reflection algorithms for simulating interactions with surface/volumetric 3D models. Immersion characteristics and the effect of virtual surgical instruments were analysed.

How can metacognition be developed through problem-solving in higher education?

Cuando se trata de resolver problemas del área de comunicaciones digitales en ingeniería electrónica, las actividades académicas realizadas por los estudiantes y orientadas por el profesor enfatizan en las estrategias cognitivas y en los procedimientos necesarios para su correcta resolución. Sin embargo, falta propiciar el acercamiento al conocimiento de las habilidades de aprendizaje propias del estudiante (metacognición), de tal manera que se favorezcan el autoconocimiento y el desarrollo de la capacidad de valoración y control de las propias aptitudes y limitaciones a la hora de orientar su aprendizaje. El artículo presenta algunos rasgos metacognitivos que se identifican en los estudiantes cuando se aplican estrategias sobre resolución de problemas (RP) en la enseñanza, el aprendizaje y la evaluación de la ingeniería.

Teacher-guided academic activities undertaken by students emphasise the cognitive strategies and procedures necessary for their successful resolution when problemsolving in electronic engineering´s digital communications area. However, students do not approach knowledge regarding their learning abilities (metacognition) in such a way that self-knowledge, skills development assessment and controlling their own abilities and limitations are favoured when guiding their learning. This article presents some meta-cognitive features which have been identified in students regarding problem-solving strategies in teaching, learning and evaluating engineering

Evaluating protection systems against marine corrosion of aero- aeronautic alloy Alclad 2024 nautic 2024-T3

Se muestra la obtención de dos sistemas de recubrimientos protectores como una alternativa de protección contra la corrosión de la aleación de aluminio Alclad 2024-T3, que es utilizada en la fabricación del compartimiento de la batería de los aviones T-41. Dichos sistemas constan de tres tipos de resinas orgánicas: una primera capa de resina poliéster P-115, a manera de imprimante en ambos sistemas de recubrimientos, y una segunda capa de resina de poliéster Hetron 197-3 en el primer caso, o de resina vinil-éster F-010 en el segundo. El análisis de la morfología superficial se realizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), observando la rugosidad generada por el tratamiento superficial. El estudio electroquímico de los recubrimientos se desarrolló mediante la técnica de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y curvas de polarización Tafel; de esta manera se encontró que todos los sistemas presentan un buen desempeño frente a la corrosión en un medio marino, y que el sistema con preparación superficial química muestra un comportamiento protector superior para el Alodine 5700 + Hetron 197-3; se obtuvo una velocidad de corrosión 1,42 x 10-12 mpy, mientras que para el sustrato la velocidad fue de 1,59 x 10-7 mpy.

This paper shows how two coating systems were obtained as an alternative for protection against corrosion of al clad 2024-T3which is used in battery compartment manufacture for T-41 aircraft. Such systems consist of three types of organic resin: a first layer of P-115 polyester resin as the first coating on both systems, and a second layer of Hetron 197-3 polyester resin in the first system and vinylester resin in the second one. Scanning electron microscopy (SEM) was used for surface morphology analysis, showing the roughness produced by surface treatment. The coatings were electrochemically characterised by electro chemical impedance spectroscopy (EIS) and Tafel polarization curves; it was found that both systems had good performance against corrosion in a marine environment and the chemical surface preparation system had a superior protective pattern for Alodine5700 + 197-3 Hetron, a 1.42x10-12 mpycorrosion rate being obtained while substratum rate was 1.59x10-7 mpy.

A comparative study of the com- combustion properties of normal bio-bustion biogas gas gas-air mixture and oxygen oxygen-enriched biogas biogas-air

La búsqueda de alternativas energéticas de origen renovable y la disminución de gases de efecto invernadero provenientes de la descomposición de desechos orgánicos hacen del biogás una prometedora alternativa para la sustitución de combustibles fósiles y para la valorización energética de residuos orgánicos en zonas urbanas, rurales y agroindustriales. En el presente trabajo se realizó un análisis de sensibilidad de las propiedades de combustión del biogás con enriquecimiento de aire con oxígeno en un rango entre 22 y 35% O2. Los resultados indican que la velocidad de deflagración laminar, la temperatura de llama adiabática, el porcentaje en volumen de CO2, la temperatura de rocío y el porcentaje de H2O se incrementaron cuando el porcentaje de oxígeno en el aire fue mayor que 21% O2, mientras que propiedades como el volumen de aire estequiométrico, volumen de humos húmedos, volumen de humos secos y la energía mínima de ignición,disminuyeron.

Research into renewable energy as energy alternatives and decreasing greenhouse gases from organic waste decomposition make biogas a promising alternative for fossil fuel substitution and an energy source from recovery of organic waste in urban, rural and agroindustrial areas. This paper presents a sensitivity analysis of oxygen-enriched biogas combustion properties ranging from 22% to 35%. Results showed that properties such as deflagration speed, adiabatic flame temperature, dew temperature and CO2 and H2O percentage increased when oxygen percentage in air was increased. On the other hand, properties such as minimum ignition energy, stoichiometric air volume and dry fume volume decreased when the O2 percentage in air was higher than 21%.

Towards a systemic parameterisa- parameterisation of the environmental dimen- tion dimension

El presente artículo constituye una síntesis del resultado y producto final de la fase I del proyecto de investigación "Parametrización sistémica de la dimensión ambiental", cuyo objetivo fundamental consistió en generar y plantear los fundamentos teóricos, así como el marco conceptual y metodológico, para el desarrollo de la propuesta. El proceso de parametrización sistémica permitirá contar con información ambiental suficiente y de calidad, debidamente recolectada, organizada, agregada, sistematizada, almacenada y dispuesta para el desarrollo de cualquier actividad antrópica. Será fundamental en la formulación, seguimiento y evaluación de políticas, planes, programas y proyectos en el desarrollo de procesos productivos sostenibles, en el mejoramiento de la calidad de vida de la población y, particularmente, en la gestión del desarrollo sostenible.

Information, particularly environmental information, constitutes a valuable asset which is fundamental in formulating, implementing and controlling environmental policy and management aimed at environmental sustainability. The systemic parameterisation of the so-called "environmental dimension" will lead to having enough, top-quality environmental information which has been duly collected, processed and prepared for developing any anthropic activity. The present article synthesises the results of a research project entitled, "A Systemic Parameterisation of the Environmental Dimension- Phase I," carried out by the Policy, Information and Environmental Management (PIGA) research group; its main objective consisted of producing and proposing a theoretical basis and conceptual and methodological framework for developing such parameterisation.