Ingeniería e Investigación

Sucker rod string design of the pumping systems

The existing design of sucker rod string mainly focuses on the simplifying assumptions that rod string was exposed to simple tension loading. And its goal was to have equal modified stress at the top of each taper. The improved rod design was to have the same degree of safety at each section, and it used a dynamic force distribution that was proportional along the whole string. Moreover, the available procedures did not provide the desired accuracy of its pertinent analysis, and the operators could not identify the specific phenomena that occur in CBM wells. In this paper, the mathematical models of rod loads and string length were developed based on the cyclic nature of rod string loading. And the fatigue endurance method is utilized to design the single rod string, and the tapered rod string is designed to have an equal equivalent stress at the top of each section. Its application characteristics are demonstrated by the example of CBM wells in Ordos Basin. The interpretations of results show that the previous design gave the single rods a larger diameter and the top rods in the string a greater percent than the proposed method would dictate. The calculation should concern about inertial, vibration and friction forces to illustrate the elastic force waves travelling in the rod material with the speed of sound. The single string should be designed using fatigue endurance ratings due to asymmetric pulsating tension of rod loading. And the tapered string involves a balanced design by setting the fatigue endurance at each section equal. A shorter stroke length gives a greater rod taper percentage and an increased load capacity results to an enhanced rod diameter. The rod diameter increases with the pump size and load capacity for the single string, and the rod taper percentage of the top rod strings increases with plunger diameter for the tapered string. The proposed research improves efficiency of the pumping system, assures good operating conditions, and reduces total production costs.

El actual diseño de sarta de varillas de succión parte del principio que asume que una sarta de varillas es expuesta a una carga simple de tensión, cuyo objetivo es mantener el mismo estrés modificado en la parte superior de cada cono. La mejora que hasta ahora se había propuesto en el diseño de la varilla consistía en conseguir el mismo grado de seguridad en cada sección, utilizando una distribución dinámica de la fuerza proporcional a lo largo de toda la sarta. Sin embargo, los procedimientos disponibles no proporcionan la pre-cisión deseada para un análisis pertinente y los operadores no pudieron identificar los fenómenos específicos que se producen en los pozos de CBM. En el presente trabajo se desarrollan modelos matemáticos de las cargas las varillas y en la sarta de varillas basados en la naturaleza periódica de carga en la sarta de varillas; el método de resistencia a la fatiga es utilizado para diseñar una única sarta de varillas; y la sarta de varilla cónica está diseñada para obtener la misma tensión en cada una de las partes superiores de cada sección. Sus características de aplicación se demuestran con el ejemplo de los pozos de CBM en la Cuenca de Ordos. Las interpretaciones de los resultados muestran que el diseño anterior daba a las varillas individuales un mayor diámetro y a las varillas en la sarta un mayor porcentaje que el del método propuesto. El cálculo debería enfocarse en la inercia, la vibración y las fuerzas de fricción para ilustrar la propagación de los esfuerzos elásticos en el material de la varilla con la velocidad del sonido. La sarta única debe ser diseñada usando medidores de resistencia de fatiga debido a la tensión pulsante asimétrica de la carga de varilla; y la sarta cónica debe tener un diseño equilibrado que permita fijar una igual resistencia a la fatiga en cada sección. Una longitud de carrera más corta da un mayor porcentaje de la varilla cónica y un aumento de los resultados de la capacidad de carga a un diámetro de varilla mejorado. El diámetro de la varilla aumenta con el tamaño de la bomba y la capacidad de carga de la sarta única; y el porcentaje de la varilla cónica en las cuerdas de varillas superiores aumenta con el diámetro del émbolo para la sarta cónica. La presente investigación busca mejorar la eficiencia del sistema de bombeo, asegurar buenas condiciones de funcionamiento, y reducir los costos totales de producción.

A novel finite element method for designing floor slabs on grade and pavements with loads at edges

In the present paper a methodology to design slabs on grade for industrial floors and pavements using bi-dimensional finite elements and integrating the subgrade in the design is presented. The suggested method to design slabs on grade for industrial floors and pavements has been called the Camero Finite Element Method. An example of an industrial floor designed to be capable of sustaining an infinite number of load applications (or a 50 years lifespan period) is here presented in order to be compared with the results of the Camero Finite Element Method, the PCA (Portland Cement Association), and the WRI's (Wire Reinforcement Institute) simplified methods. In this example, an industrial floor is designed to be capable of sustaining an infinite number of load applications comparing the results of the Camero Finite Element Method and the simplified methods of the PCA and WRI. The industrial floor or pavement will be able to resist an infinite number of load applications if it is designed with the Camero Finite Element Method. On the other hand, if it is designed using the PCA and the WRI methods, it will last a few years (in this example, in one year period, the number of axle load applications is equal to the number of allowable repetitions). To conclude, if an industrial floor o pavement is designed with the Camero Finite Element Method, it will be able to sustain an infinite number of load applications (up to 50 years lifespan period).

En el presente artículo se presenta una metodología para el diseño de losas sobre terreno para pisos industriales y pavimentos utilizando elementos Anitos bidimensionales e integrando el suelo en el diseño. El método propuesto para diseñar pisos industriales ha sido llamado Camero Finite Element Method. Un ejemplo de un piso industrial diseñado para soportar un número infinito de repeticiones de carga (o un periodo de vida útil de 50 años) es aquí presentado con el fin de comparar los resultados de Camero Finite Element Method, los métodos simplificados de la PCA (portland Cement association) y la WRI (wire Reinforcement Institute). En el ejemplo, un piso industrial es diseñado para ser capaz de admitir un número infinito de aplicaciones de carga (o un periodo de vida útil de 50 años), comparando los resultados de Camero Finite Element Method y los métodos simplificados de las PCA y la WRI. El piso industrial o pavimento será capaz de resistir un número infinito de aplicaciones de carga (50 años) si es diseñado con Camero Finite Element Method. De otra manera: Si es diseñado por los métodos de la PCA y la WRI únicamente durará pocos años (en este ejemplo, en el periodo de un año el número de aplicaciones del eje cargado es igual al número de repeticiones admisibles). Concluimos que el piso industrial o pavimento será capaz de admitir un número infinito de aplicaciones de carga (periodo de vida útil de 50 años) si es diseñado con Camero Finite Element Method.

Spatial and temporal estimation of the erosivity factor R based on daily rainfall data for the department of Atlántico, Colombia

Soil erosion caused by rain is the detachment and movement of soil particles caused by the impact of raindrops on the surface. Erosivity factor R is a measure of the rain erosive power used for estimating the erosion rate with the RUSLE method (Revised Universal Soil Loss Equation). Estimating R factor requires rainfall intensity records of storms greater than 12.5 mm or greater than 6 mm but longer than 15 min. However, most of the Colombian rainfall stations have daily rainfall records with which it is not possible to estimate the intensity of each storm and, therefore, makes it difficult to estimate the R factor for a specific area. In this paper a methodology for estimating the erosivity factor R for the department of Atlántico, Colombia from daily records of 16 IDEAM stations is presented. The spatial distribution of the erosivity factor R in the department and its temporal distribution throughout the year are also shown. The results showed a minimum erosivity factor R of 6,894 MJ·mm·Ha-1·Hr-1·yr-1 and a maximum of 10,925 MJ·mm·Ha-1·Hr -1·yr-1. The average erosivity factor R for the department of Atlántico was 8,697 MJ·mm·Ha-1·Hr-1·yr-1. This methodology might be used for estimating the erosion factor R in different Colombian regions where high-resolution precipitation data is limited, but seasonal and orographic conditions should be considered for selecting the rain gages and the area of study.

La erosión del suelo por lluvia es el desprendimiento y movilización de las partículas del suelo a causa del impacto de gotas de lluvia sobre la superficie. El factor de erosividad R es una medida de la energía erosiva de la lluvia utilizada para la estimación de la tasa de erosión en el método de RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation). La estimación de este factor requiere de registros de intensidad de precipitación superiores a 12.5 mm o superiores a 6 mm con duración mayor a15 min con intervalos de captura menores a 30 min. Sin embargo, en gran parte del territorio colombiano se cuenta con registros diarios de precipitación con los que no es posible estimar la intensidad de cada evento de lluvia, y por lo tanto se dificulta la estimación del factor R para una zona específica. En este artículo se presenta una metodología para la estimación del factor de erosividad R para el departamento del Atlántico, Colombia a partir de registros diarios de 16 estaciones IDEAM. También se muestra la distribución espacial del factor de erosividad R en el departamento y su distribución temporal a lo largo del año. Los resultados obtenidos mostraron un factor de erosividad R mínimo de 6,894 MJ·mm·Ha-1·Hr-1·año-1 y un máximo de 10,925 MJ·mm·Ha-1·Hr-1·año-1. Y para todo el departamento del Atlántico, un factor de erosividad R promedio 8,697 MJ·mm·Ha-1·Hr-1·año-1. Esta metodología podría ser usada para estimar el factor de erosión R en distintas zonas de Colombia con limitados registros de precipitación de alta resolución, siempre y cuando se tenga en cuenta condiciones estacionales y orográficas para la selección de estaciones de lluvia y el área de estudio.

Monitoring ground subsidence in urban environments: M-30 tunnels under Madrid City (Spain)

Big cities improvement usually requires the construction of large underground infrastructures, in order to ensure proper communication and optimize urban use. Monitoring ground subsidences is therefore one of the main challenges in changing urban environments. "Madrid Rio" project (2003-2008) is an effort to reclaim the riverfront land and improve the busy M-30 beltway that involved the construction of 7.93 km of tunnels underneath the southern center of Madrid City. This paper presents a remote-sensing approach to monitor ground subsidences induced by tunneling excavation. Persistent Scatterers Interferometry technique (PSI) was used to estimate subsidence and displacement time series from Synthetic Aperture Radar images, acquired between August 2003 and April 2008 from ENVISAT. Remote sensed results were compared to traditional extensometric measures, fitting adequately for selected sectors. Spatial analysis of displacements allowed evaluating impacts of tunneling on surrounding buildings and facilities, highlighting critical areas. The availability of a spatial distribution of displacements in a time series allowed analyzing longitudinal, cross-sectional and temporal dynamics. The main limitations found were the heterogeneous spatial distribution of Persistent Scatterers, the absence of measurement points in work areas, the threshold for velocity detection and low temporal resolution of ENVISAT images. Nevertheless, these limitations of DInSAR for monitoring infrastructures are overcome by actual satellites, being a complementary technique with an exceptional added value and temporal analysis capability.

Mejorar las grandes ciudades requiere la construcción de importantes infraestructuras subterráneas para asegurar la movilidad y la optimización del uso urbano del suelo. La monitorización es uno de los grandes retos del mega-proyecto "Madrid Río (2003-2008)". El soterramiento de la autovía de circunvalación M-30, que discurre junto al río Manzanares, requirió la ejecución de dos túneles gemelos. Este artículo presenta los resultados del estudio de las subsidencias que dichas obras indujeron en el terreno mediante el uso de la técnica DInSAR (Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar), aplicada a las imágenes radar ENVISAT tomadas entre agosto de 2003 y abril de 2008, utilizando la técnica PSI (Persistent Scatterers Interferometry). Los resultados obtenidos se compararon con las medidas de los extensómetros tradicionales instalados en la zona, llegando a la conclusión de que esta técnica produce unos buenos resultados y es complementaria de cualquier otra tradicional.

Conceptual analysis of single-feed heterogeneous distillation columns

Separation in heterogeneous distillation columns is attained by interaction of two liquid and one vapor phases, interaction of three phases involves complexities due to the determination of vapor-liquid-liquid equilibrium and hence, in the design of separation units. Nevertheless, the liquid-liquid equilibrium allows developing separations that may be unfeasible by vapor-liquid equilibrium. In this way, heterogeneous azeotropic distillation is a useful operation for the separation of azeotropic and close-boiling mixtures. In this work, a new methodology for evaluating the feasibility of this process is developed. This methodology is an extension of that proposed by Castillo et al. (1998) for homogeneous systems. Operation leaves for heterogeneous systems are calculated using the concept of pinch point curves in order to establish the process feasibility. Heterogeneous columns with external decanter are considered as the only heterogeneous stage (OHED: only heterogeneous external decanter). The initialization process for the column calculation requires the selection of the distillate composition using thermodynamic criteria in order to guarantee homogeneous phases within the column. A system with industrial and academic relevance was considered as case study: water-acetic acid-amyl acetate. Results show that the developed shortcut method allows evaluating process feasibility and estimating design parameters, without the use of trial and error procedures implemented, with the aid of simulation tools.

En las columnas de destilación heterogénea la separación se logra por la interacción de dos fases líquidas y una de vapor, la interacción de tres fases genera complejidades especiales en los cálculos de equilibrio vapor-líquido-líquido y de los equipos de sepa-ración que se basan en este equilibrio; sin embargo, el equilibrio líquido-líquido permite desarrollar separaciones que pueden ser imposibles mediante equilibrio vapor-líquido. En este sentido, la destilación azeotrópica heterogénea es una operación útil para la separación de mezclas azeotrópicas y con puntos de ebullición cercanos. En este trabajo se desarrolla una nueva metodología para evaluar la viabilidad de este proceso de separación; esta metodología es una extensión de la propuesta por Castillo et al. (1998) para sistemas homogéneos. Las hojas de operación se calculan usando el concepto de curvas pinch para establecer la viabilidad del proceso. Las columnas heterogéneas con decantador externo fueron consideradas como la única etapa heterogénea (OHED: only heterogeneous external decanter). Para iniciar el cálculo de las columnas es necesario escoger la composición del destilado con criterios termodinámicos, para garantizar que la fase líquida es homogénea en la columna. Un sistema con relevancia académica e industrial fue considerado como estudio de caso: agua-ácido acético-acetato de amilo. Los resultados muestran que el método corto desarrollado permite determinar la viabilidad del proceso y estimar parámetros de diseño, evitando la implementación de procedimientos de ensayo y error con el auxilio de herramientas de simulación.

Effect of pH on the rheological response of reconstituted gastric mucin

The rheological response of reconstituted gastric mucin was studied by time dependent rheological experiments as function of pH. Mucin concentrations of 5 % and 10 % were prepared in buffer dispersions at pH of 1.15, 2.00, 2.55, 4.00 and 7.67. The isoelectric point was identified by z-potential between pH 2.00 to 2.55. Dynamic light scattering showed that as pH reduced, a second population of larger mucin aggregates was formed indicating the presence of new structures. Steady shear rheological measurements reflected the pseudoplastic behavior of mucin dispersions and the effect of concentration on viscosity. Creep-recovery measurements were performed on the regenerated mucus at different levels of pH. By creep, it was possible to determine the values of zero-shear-viscosity of mucin suspensions, with higher precision and in a lower experimental time than steady shear measurements. Additionally, it was found that at pH ∼1.15, the viscosity of the mucus increased to high values, which is an indicative of a gel-like structure. By recovery experiments, it was possible to find that even the very low viscosities the mucin suspensions at pH ∼1.15 possessed a defined elastic character. By the use of a four-element mechanistic viscoelastic model, it was concluded that this elasticity underwent retardation due to the combined effect of viscous and elastic responses.

Se estudió la respuesta reológica de mucina gástrica reconstituida como función del pH mediante experimentos reológicos dependientes del tiempo. Se usaron concentraciones de mucina del 5 % y 10 % en soluciones buffer a valores de pH de 1.15, 2.00, 2.55, 4.00 y 7.67. Mediante potencial zeta se identificó que el punto isoeléctrico se ubicaba entre pH de 2.00 a 2.55. Los estudios de dispersión de luz dinámica mostraron que a mediada que el pH se reduce, una segunda población de agregados de mucina se forma, indicando el estructuramiento dentro del fluido. Las mediciones reológicas en estado estable, mostraron el comportamiento seudoplástico y el efecto de la concentración en las soluciones de mucina. Se llevaron a cabo determinaciones de fluencia lenta-recuperación sobre las suspensiones de mucina a diferentes valores de pH. Mediante fluencia lenta, se determinaron los valores de viscosidad a cero corte con mayor precisión y menor tiempo experimental que las mediciones de estado estable. Adicionalmente, se encontró que para pH ∼1.15 la viscosidad del mucus incrementó a valores altos, lo cual es una característica de las estructuras tipo gel. Los experimentos de recuperación mostraron que aun a bajas viscosidades las suspensiones de mucina a pH ∼1.15 poseían un carácter elástico definido. Mediante el uso de un modelo viscoelástico de cuatro elementos, se concluyó que esta elasticidad presentaba respuesta retardada debido al efecto combinado de los efectos viscoso y elástico.

HDO of guaiacol over NiMo catalyst supported on activated carbon derived from castor de-oiled cake

Physical and chemical activation methods were used to prepare two different activated carbons (ACs) from castor de-oiled cake. H2O/CO2 mixture was used as the physical activating agent, and for chemical activation potassium carbonate (K2CO3) was used. For both materials, textural and chemical properties were characterized by N2 adsorption-desorption isotherms, thermogravimetric analysis (TGA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), thermal programmed reduction (TPR), X-ray fluorescence (XRF), and scanning electron microscopy (SEM). The ACs were used as supports for NiMo sulfide catalysts, which were prepared by wetness impregnation and in-situ sulfided for the hydrodeoxygenation (HDO) of guaiacol (GUA) as a model compound of bio-oil. The HDO reaction was carried out in a typical batch reactor at 5 MPa of H2 and 350 °C. Under the same test conditions, commercial catalysts were also tested in the reaction. Although the commercial catalysts displayed higher GUA conversion, the prepared catalysts showed higher activity and non-oxygenated and saturated products yield.

Se prepararon dos carbones activados a partir de la torta de higuerilla; como métodos para su obtención se usaron la activación física y la activación química. Para la activación física se usó una mezcla H2O/CO2 como agente activante, y para la activación química, K2CO3. Las propiedades químicas y texturales de ambos carbones activados fueron caracterizados por isotermas de adsorción-desorción de N2, análisis termogravimétrico (TGA), espectroscopia infrarroja (FT-IR), reducción a temperatura programada (TPR), fluorescencia de rayos X (XRF) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Los carbones activados se usaron como soporte en catalizadores NiMo sulfurados, los cuales fueron preparados por impregnación húmeda y reducidos in-situ para la reacción de hidrodesoxigenación del guaiacol (GUA), compuesto modelo de los aceites de pirólisis. La reacción de hidrodesoxigenación (HDO) se realizó en un reactor tipo batch a 5 MPa de H2 y 350 °C. Con el fin de comparar, los catalizadores comerciales también se probaron en reacción. A pesar de que los catalizadores comerciales mostraron una mayor conversión de GUA, los catalizadores sintetizados exhibieron una mayor actividad y un mayor rendimiento en la producción de compuestos saturados y no oxigenados.

Stability criteria and critical runway conditions of propylene glycol manufacture in a continuous stirred tank reactor

The present paper presents the development of a new method for the analysis of the steady state and the safety operational conditions of the propylene oxide hydrolysis with excess of water in a Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR). At first, for the industrial operational typical values, the generated and removed heat balances were examined. Next, the effect of coolant fluid temperature on the critical ignition and extinction temperatures (T CI and T CE, respectively) was analyzed. The influence of the heat exchange parameter (hS) on coolant and critical temperatures was also studied. Finally, the steady state operation areas were defined. The existence of multiple stable states was recognized when the heat exchange parameter was in the range of 6.636 < hS kJ/(min.K) < 11.125. The Unstable operation area was located between the T C| and T CE values, restricting the reactor operation area to the low stable temperatures.

En este trabajo se presenta un nuevo método para el análisis del estado estable y de las condiciones operativas seguras para la hidrólisis del óxido de propileno con exceso de agua en un reactor continuo de tanque agitado (CSTR). Inicialmente, para valores típicos de operación industrial, se examinaron los balances de calor generado y removido. Luego, se analizó el efecto de la temperatura del fluido de enfriamiento en las temperaturas de ignición y extinción (T C| y T CE, respectivamente). También se estudió el efecto del parámetro de transferencia de calor (hS) sobre las temperaturas críticas y del fluido de enfriamiento. Finalmente, se definieron las áreas de operación estables. Se reconoció la existencia de múltiples estados estables cuando el parámetro de transferencia de calor está en el intervalo de 6.636 < hS kJ/(min.K) < 11.125. El área de operación inestable está localizada entre los valores de TCI y TCE, restringiendo la operación del reactor al área de bajas temperaturas estables.

Glucose obtained from rice bran by ultrasound-assisted enzymatic hydrolysis

In this work ultrasound-assisted solid-state enzymatic hydrolysis of rice bran to obtain fermentable sugars was investigated. For this purpose, process variables such as temperature, enzyme concentration and moisture content were evaluated during the enzymatic hydrolysis with and without ultrasound irradiation. The enzyme used is a blend of amylases derived from genetically modified strains of Trichoderma reesei. Kinetic of the enzymatic hydrolysis of rice bran at the constant-reaction rate period were measured. The best results for the ultrasound-assisted enzymatic hydrolysis was obtained using 3 wt % of enzyme, 60 ºC and moisture content of 65 wt %, yielding 0.38 g sugar/g rice bran, whereas for the hydrolysis in the absence of ultrasound the highest yield was 0.20 g sugar/g rice bran using 3 wt % of enzyme, 60 ºC and moisture content of 50 wt % . The use of ultrasound-assisted enzymatic hydrolysis of rice bran was intensified, obtaining around 74 % more fermentable sugar than in the absence, showing that the use of ultrasound is a promising technology to be used in enzymatic reaction as an alternative of process intensification.

En este trabajo se investigó la hidrólisis enzimática de salvado de arroz por ultrasonido para obtener glucosa. Se evaluaron variables del proceso tales como la temperatura, la concentración de enzima y la humedad para la hidrólisis enzimática con y sin la aplicación de la irradiación ultrasónica. La enzima utilizada fue una mezcla de amilasa de Trichoderma reesei. Se evaluó la cinética de la hidrólisis enzimática de salvado de arroz en el período constante de la velocidad de reacción. Los mejores resultados para la hidrólisis enzimática con la aplicación de ultrasonidos fueran utilizando 3% de enzima, 60 ° C y 65% de humedad, el rendimiento obtenido fue 0,38 g de azúcar / g de salvado de arroz, mientras que el más alto rendimiento de la hidrólisis en ausencia de ultrasonido fue 0,20 g de azúcar / g de salvado de arroz utilizando 3 % de enzima, 60 ° C y 50 % de humedad. El uso de ultrasonido mejora la hidrólisis enzimática permitiendo obtener 74 % más azúcares fermentables que en la ausencia de ultrasonidos, lo que demuestra que el uso de ultrasonido es una promisora tecnología que se puede utilizar en las reacciones enzimáticas y como una alternativa de intensificación de procesos.

EEWES: An energy-efficient wireless sensor network embedded system to be applied on industrial environments

Nowadays, the vast majority of information monitoring in industrial plants is still carried out by wired technologies, in which the installation and maintenance cost is high. However, in outdoor applications, such as those used in the oil and gas industry, the use of Wireless Sensor Networks (WSN) is increasing due to mobility, reliability, and low cost of the sensor nodes that make up the network. Moreover, this solution reduces the risks of workers in classified areas (regions with high probability of accidents occurrence) to the extent that the equipment maintenance is optimized. This paper proposes the development of the EEWES, an energy efficient wireless sensor network embedded system, which can be applied on industrial environments. This development approach significantly reduces the energy consumption of the sensor nodes by using a method that alternates sleep periods of the transceiver/sensor set with data transmission/reception periods, which reduces the duty cycle while keeping the desirable parameters of the service quality (QoS). The results presented in this paper will be confirmed by field tests.

Actualmente, la gran mayoría de información de monitoreo en plantas industriales es transmitida a través de tecnologías alámbricas cuyo costo de instalación y mantenimiento es alto. Sin embargo, en aplicaciones outdoor tales como las utilizadas en la industria del petróleo y el gas, el uso de la red de sensores inalámbricos (WSN) ha ido creciendo debido a la movilidad, confiabilidad y bajo costo de sus nodos sensores. Esta solución reduce los riesgos de los trabajadores en las áreas peligrosas (regiones con alta probabilidad de accidentes) en la medida en que el mantenimiento de los equipos se ha optimizado. El presente artículo propone el desarrollo de EEWES - Sistema Integrado para Red de Sensores Inalámbricos con Eficiencia de Energía, que se puede aplicar en entornos industriales. El consumo de energía de los nodos sensores se reduce significativamente mediante el uso de un método que alterna períodos de apagado de su subsistema de detección y comunicaciones con los períodos de transmisión y recepción de datos, reduciendo el ciclo de trabajo mediante el mantenimiento de los parámetros deseables de calidad de servicio. Los resultados presentados en este trabajo serán confirmados experimentalmente mediante pruebas de campo.

Kinematics modeling and simulation of an autonomous omni-directional mobile robot

Although robotics has progressed to the extent that it has become relatively accessible with low-cost projects, there is still a need to create models that accurately represent the physical behavior of a robot. Creating a completely virtual platform allows us to test behavior algorithms such as those implemented using artificial intelligence, and additionally, it enables us to find potential problems in the physical design of the robot. The present work describes a methodology for the construction of a kinematic model and a simulation of the autonomous robot, specifically of an omni-directional wheeled robot. This paper presents the kinematic model development and its implementation using several tools. The result is a model that follows the kinematics of a triangular omni-directional mobile wheeled robot, which is then tested by using a 3D model imported from 3D Studio® and Matlab® for the simulation. The environment used for the experiment is very close to the real environment and reflects the kinematic characteristics of the robot.

Aunque la robótica ha avanzado hasta el punto de ser relativamente accesible con proyectos de bajo costo, aún cabe la necesidad de crear modelos que representen fielmente el comportamiento físico de un robot creando una plataforma completamente virtual. Esto nos permite, por un lado, probar algoritmos de comportamiento o de inteligencia artificial y, por otro lado, encontrar probables problemas en el diseño físico. El presente trabajo propone el modelado cinemático y la simulación de un robot móvil autónomo, particularmente de un robot omni-direccional con ruedas. Se plantea la metodología para la construcción del modelo cinemático así como su implementación utilizando diversas herramientas. El resultado es un modelo que representa a un robot móvil omni-direccional triangular con ruedas, que fue probado utilizando un modelo tridimensional importado de 3D Studio®, y utilizando Matlab® para la simulación del modelo. También se implementa el mismo modelo utilizando una herramienta dedicada a la simulación de robots, que ofrece un ambiente muy completo de simulación. El ambiente de simulación ofrece un comportamiento muy cercano al real y refleja las características cinemáticas del robot.

An algorithm for identifying the best current friend in a social network

A research field in the area of social networks (SNs) is the identification of some types of users and groups. To facilitate this process, a SN is usually represented by a graph. The centrality measures, which identify the most important vertices in a graph according to some criterion, are usual tools to analyze a graph. One of these measures is the PageRank (a measure originally designed to classify web pages). Informally, in the context of a SN, the PageRank of a user i represents the probability that another user of the SN is seeing the page of i after a considerable time of navigation in the SN. In this paper, we define a new type of user in a SN: the best current friend. The idea is to identify, among the friends of a user i, who is the friend k that would generate the highest decrease in the Page-Rank of i if k stops being his/her friend. This may be useful to identify the users/customers whose friendship/relationship should be a priority to keep. We provide formal definitions, algorithms and some experiments for this subject. Our experiments showed that the best current friend of a user is not necessarily the one who has the highest PageRank in the SN nor the one who has more friends.

Un campo de investigación en el área de las redes sociales (RSs) es la identificación de ciertos tipos de usuarios y de grupos. Para facilitar este proceso, una RS se suele representar mediante un grafo. Las medidas de centralidad, las cuales identifican los nodos más importantes en un grafo según algún criterio, suelen ser usadas para analizar un grafo. Una de estas medidas es el PageRank (una medida inicialmente concebida para clasificar las páginas web). Informalmente, en el contexto de las RSs, el PageRank de un usuario i representa la probabilidad de que otro usuario de la RS esté viendo la página de i luego de un tiempo considerable de navegación por la RS. En este artículo, se define un tipo de usuario en una RS: el mejor amigo actual. La idea es identificar, entre los amigos de i, quién es el amigo k que generaría el mayor decremento en el PageRank de i, si k dejara de ser amigo de i. Esto puede ser útil para identificar los usuarios/clientes cuya amistad/relación es prioritario conservar. En este artículo se presentan las definiciones formales, algoritmos y experimentos al respecto. Los experimentos demostraron que el mejor amigo actual de un usuario no es necesariamente aquel que tiene el mayor PageRank en la RS ni aquel que tiene más amigos.

A quantitative definition of engineering professional profiles

A professional profile is a set of knowledge and skills. In this paper we propose a methodology to define professional profiles giving a quantitative assessment of skills and knowledge associated with an engineering curriculum. This approach can be used to evaluate the curriculum flexibility, i.e., if the curriculum offers the students diverse and flexible approaches and routes to learning. We describe a mathematical model that allows us to calculate the compliance level accomplished by a student with regard to one or more different profiles. Our proposal has been applied in the Undergraduate Program of Electrical Engineering from Universidad Nacional de Colombia.

Un perfil profesional es un conjunto de conocimientos y habilidades. En el presente artículo se propone una metodología para definir perfiles profesionales basada en una evaluación cualitativa de habilidades y conocimientos asociados con un plan de estudios de ingeniería. Esta metodología puede ser usada para evaluar la flexibilidad curricular, es decir, si el plan de estudios ofrece a los estudiantes enfoques y rutas de aprendizaje que sean diversos y flexibles. Aqui se describe un modelo matemático que permite calcular el grado de satisfacción logrado por un estudiante con respecto a uno o varios perfiles. Esta propuesta ha sido aplicada en el programa de pregrado de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia.

Validation of the academic management evaluation instrument based on principal component analysis for engineering and technological courses

In recent years, the expansion of higher education in Brazil has led to a series of demands related to aspects concerning training at the college level. These processes relate to: academics, professionals, entering in the labor market, among others. In this context, an important aspect is the quality of the courses. Thus, the evaluation becomes a critical diagnostic process of reality and starting point for possible interventions to be put in practice by the coordinators of the programs. This article presents the results of a questionnaire administered at the Federal University of Ceará (UFC), especially to Systems & Digital Media and Engineering Programs professors. This research aims to identify how the professors from each department see the administrative procedures developed by the departments and also investigate the possibility of using Principal Components Analysis (PCA) as a support for management of the higher education training. The methodology included the implementation of Likert scale questionnaire and subsequent mathematical treatment with PCA. The results indicate the potential application of PCA to support the management of higher education; it was possible to extract preliminaries inferences related to management methods and their characteristics. This suggests the possibility of developing the Educametrics field.

En los últimos años, la expansion de la educación superior en Brasil ha dado lugar a una serie de demandas relacionadas con la calidad de la formación en el nivel universitario. Estas demandas están vinculadas a los siguientes aspectos: elementos de gestión académica, calidad de los profesionales, mercado de trabajo, entre otros. En este contexto, un aspecto importante es la calidad de los cursos y de la formación de los alumnos. Por lo tanto, la evaluación se convierte en una importante herramienta de diagnóstico de la realidad y también en punto de partida para posibles intervenciones que pueden ser llevadas a cabo por los coordinadores de los cursos. Este artículo presenta los resultados de un cuestionario realizado en la Universidad Federal de Ceará (UFC), especialmente a profesores de los cursos de Sistemas y Medios Digitales e Ingenierías, cuyos objetivos fueron, por un lado, identificar la forma en que los profesores de cada departamento ven los procedimientos administrativos desarrollados en sus departamentos, y por otro lado, investigar la posibilidad de utilizar el Análisis de Componentes Principales (PCA) como apoyo a la gestión de la formación en educación superior. La metodología utilizada incluyó la aplicación del cuestionario tipo Likert y el tratamiento matemático posterior con PCA. Los resultados indican la posible aplicación de las herramientas de análisis para apoyar la gestión educacional y también la posibilidad de extraer inferencias relacionadas con los métodos de gestión y sus características particulares. Esto sugiere la posibilidad de desarrollar el campo de la Educametría.