Ingeniería e Investigación

Report about the preliminary results of the National Bibliographic Index - Publindex

Growth and production of rice (Oryza Sativa L.) under different fertilization plans with silicon

ABSTRACT The application of fertilizers to rice crops constitutes a large percentage of productions costs, which in recent years have increased; therefore, it is necessary to implement alternatives that optimize the application and improve profitability. It was evaluated the effect of different doses and application times of a fertilizer with silicon on a rice crop, Fedearroz 50 variety. The experimental design was completely randomized with a 2 x 5 factorial arrangement. The first factor was dose (20 and 40 kg ha-1) and the second factor was combination of period and application dose (100 % preplant, 50 % preplant + 50 % first fertilization, 100 % first fertilization, 50 % preplant +50 % second fertilization, 100 % second fertilization) for a total of 10 treatments that were applied in 2 locations (Ibagué and El Guamo). We found that the preplant fertilizer applications increased the production of root biomass throughout the crop cycle and that the biomass of the stems and leaves had a similar behavior with the two doses of silicon. The tillering in Ibagué presented a value of 520 clusters m-2, 127 % higher than in El Guamo, which had a value of 229 clusters m-2, a highly significant difference. Throughout the period, height showed a behavior model double logistic sigmoid; the height of the rice plants was higher in El Guamo. In the two localities, Ibagué and El Guamo, the most appropriate fertilizer dose of silicon was 20 kg ha-1 in the second fertilization.

RESUMEN La aplicación de fertilizantes en el cultivo de arroz ocupa un gran porcentaje de los costos de producción, los cuales en los últimos años han incrementado, por lo tanto, se hace necesario implementar alternativas que optimicen la aplicación y mejoren la rentabilidad. Se evaluó el efecto de diferentes dosis y épocas de un fertilizante con silicio en el cultivo de arroz, variedad Fedearroz 50. El diseño experimental fue completamente al azar con factorial de 2 x 5. El primer factor fue la dosis (20 y 40 kg ha-1), y el segundo factor la combinación de época y dosis de aplicación (100 % presiembra, 50 % presiembra + 50 % 1a abonada, 100 % a la 1a abonada, 50 % presiembra + 50 % 2a abonada, 100 % a la 2a abonada) para un total de 10 tratamientos, aplicados en 2 localidades (Ibagué y El Guamo). Se encontró que las aplicaciones del fertilizante en presiembra generaron una mayor producción de biomasa radical a lo largo del ciclo de cultivo; la biomasa de tallos y hojas tuvo un comportamiento similar con las dos dosis aplicadas de silicio. El macollamiento en Ibagué presentó un valor de 520 macollas/m², un 127 % más que en El Guamo, que tuvo un valor de 229 macollas/m², por lo que las diferencias entre localidades son altamente significativas. A lo largo del tiempo la altura presentó un comportamiento de modelo logístico doble sigmoideo, en donde la altura de las plantas de arroz fue mayor en la localidad de El Guamo. En las dos localidades, la dosis de silicio que generó mayor crecimiento y producción fue la de 20 kg ha-1 aplicada el 100 % en segunda abonada.

Determination of leachate toxicity through acute toxicity using Daphnia pulex and anaerobic toxicity assays

ABSTRACT The municipal solid waste (MSW) of large cities, in particular the ones of developing countries, is mainly disposed in landfills (LFs), whose inadequate management generates the emission of greenhouse gases and the production of leachates with high concentrations of organic and inorganic matter and, occasionally heavy metals. In this study, the toxicity of the leachates from an intermediate-age municipal landfill was evaluated by ecotoxicity and anaerobic toxicity tests. The acute toxicity assays with Daphnia pulex presented a toxic unit (TU) value of 49,5%, which indicates that these leachates should not be directly discharged into water sources or percolate into the soil because they would affect the ecosystems related to these waters. According to statistical analyses, the leachate toxicity is mainly associated with the inorganic fraction, having the chlorides, calcium hardness and, calcium as the greatest influences on the toxicity. The anaerobic toxicity test showed that in the exposure stage, the methanogenic activity exceeded the control one, which suggests that the anaerobic bacteria easily adapted to the leachate. Therefore, this treatment could be an alternative to mitigate the toxicity of the studied leachates. The inhibition presented in the recovery stage, represented by a reduction of the methanogenic activity, may be because the amount of supplied substrate was not enough to fulfill the carbon and nutrient requirements of the bacterial population present.

RESUMEN Los residuos sólidos municipales (RSM) de las grandes urbes, en particular las de países en desarrollo, son predominantemente arrojados en rellenos sanitarios (RS), cuyo manejo inadecuado genera la emisión de gases de efecto invernadero y la producción de lixiviados con altas concentraciones de materia orgánica e inorgánica y, ocasionalmente, de metales pesados. En este estudio se evaluó la toxicidad de los lixiviados de un relleno sanitario municipal de edad intermedia, mediante ensayos de ecotoxicidad y de toxicidad anaerobia. Los ensayos de toxicidad aguda con Daphnia pulex presentaron valores de UT de 49,5%, lo que indica que estos no deben ser vertidos directamente a fuentes de agua ni deben percolar en el suelo, pues afectarían los ecosistemas que se sirvan de estas aguas. De acuerdo con los análisis estadísticos, la toxicidad del lixiviado está asociada principalmente a la fracción inorgánica, siendo los cloruros, la dureza cálcica y el calcio los parámetros de mayor influencia. Los ensayos de toxicidad anaerobia mostraron que en la etapa de exposición la actividad metanogénica superó a la del control, lo que sugiere que las bacterias anaerobias se adaptaron fácilmente al lixiviado y, por lo tanto, esta puede ser una alternativa de tratamiento para mitigar la toxicidad de los lixiviados estudiados. La inhibición presentada en la etapa de recuperación, representada en una reducción de la actividad metanogénica, puede deberse a que la cantidad de sustrato suministrada no fue suficiente para abastecer los requerimientos de carbono y nutrientes de la población bacteriana presente.

Refined cassava flour in bread making: a review

ABSTRACT Different studies have developed a variety of breads using cassava flour, with similar characteristics to wheat flour breads. The use of cassava flour in bread making is a convenient alternative for promoting the use of a local crop as well as reducing imports of wheat flour, promoting the production of high quality cassava flour, offering a gluten-free product and developing biofortified and fortified foods. Although the substitution level of cassava flour is limited, in some products, the incorporation of additives or flours from other crops improve the nutritional value and bread making quality of the baked foods. Several limitations have hindered the success of initiatives to promote, in some cassava producing countries, the intensive use cassava flour in bread making. Among these include the costs and efficiency of processing technologies, standards of the quality of cassava flour and lack of favorable policies. Further studies about bioavailability and retention of nutrients on baked foods and evaluation on the effects of processing cassava flour in relation to increasing the resistance starch are required to provide scientific evident for the health benefits of this flour.

RESUMEN Diferentes estudios han permitido desarrollar una variedad de panes utilizando harina de yuca, con características similares a los panes de harina de trigo. El uso de harina de yuca en productos de panificación es una alternativa conveniente para fomentar el uso de un cultivo local, reducir la importación de harina de trigo, promover la producción de harina de yuca de alta calidad, ofrecer un producto libre de gluten y desarrollar alimentos bio-fortificados y fortificados. Aunque el nivel de sustitución de harina de yuca es limitado, en algunos productos, la incorporación de aditivos o harinas de otros cultivos mejora el valor nutricional y la calidad panificable de los productos horneados. Varias limitaciones han impedido el éxito de iniciativas para promover, en algunos países productores de yuca, el uso intensivo de harina de yuca en panificación. Dentro de estas se incluyen costos y eficiencia de tecnologías de procesamiento, estándares de calidad de la harina de yuca y la falta de políticas favorables. Se requieren estudios adicionales sobre bio-disponiblidad y retención de nutrientes en productos horneados y evaluación de los efectos del procesamiento de la harina de yuca en relación a incrementar el almidón resistente para proveer evidencia científica de los beneficios para la salud de esta harina.

Hydrodeoxygenation of furfuryl alcohol over Cu/MgAl and Cu/ZnAl catalysts derived from hydrotalcite-like precursors

ABSTRACT The aqueous phase hydrodeoxygenation (HDO) of furfuryl alcohol over Cu/MgAl and Cu/ZnAl catalysts with different Mg/Al and Zn/ Al molar ratios, were investigated. Mg-Al and Zn-Al mixed oxides derived from hydrotalcites precursors were used as supports, which were impregnated with an aqueous solution of copper nitrate by incipient wetness impregnation. The HDO reaction was carried out in a typical batch reactor at 5 MPa of H2 and 200 °C for 4 h. Among the catalysts studied, the Cu/MgAl-0.5 catalyst exhibited the higher furfuryl alcohol conversion (86 %) and yield of cyclopentanol (35 %), which is the reaction product with the highest hydrogen-carbon (H/C) ratio. With the Cu/MgAl-3 catalyst a high cyclopentanone yield (67 %) was achieved. The results obtained, showed that copper supported on mixed oxides catalysts derived from hydrotalcite precursors are a promising alternative to improve the bio-oil quality.

RESUMEN Se investigó la hidrodesoxigenación(HDO) del furfuril alcohol sobre catalizadores de Cu/MgAl y Cu/ZnAl con diferentes relaciones molares Mg/Al y Zn/Al. Óxidos mixtos de Mg-Al y Zn-Al derivados de precursores tipo hidrotalcitas se usaron como soporte, los cuales fueron impregnados con una solución acuosa de nitrato de cobre, mediante el método de impregnación húmeda. La reacción de hidrodesoxigenación (HDO) se realizó en un reactor tipo batch a 5 MPa de H2 y 200 °C por 4 h. Entre los catalizadores estudiados, el catalizador de Cu/MgAl-0.5 exhibió la más alta conversión del furfuril alcohol (86 %) y rendimiento hacia ciclopentanol (35 %), el cual es el producto de reacción con mayor relación hidrógeno-carbono (H/C). Con el catalizador de Cu/MgAl-3 se logró un alto rendimiento hacia ciclopentanona (67 %). Los resultados obtenidos, mostraron que los catalizadores de óxidos mixtos derivados de precursores tipo hidrotalcitas son una alternativa prometedora para mejorar las características del bio-oil.

Mechanical characterization of porous asphalt mixes modified with fatty acid amides -FAA-

ABSTRACT Porous asphalt mixes (PAM), conform a special road surface for asphalt pavement structures. They have a distinctive particle size distribution that permits infiltration of the runoff storm water due to its voids content which is about 20 %. Many researchers have conducted studies and concluded that the use of modified asphalts is completely necessary to design PAM. Organic and chemical additives and special procedures such as foamed asphalt and including fibers into the mixture design have enhanced the performance of PAM, during its service life. This paper is based on the mechanical characterization of PAM and how the asphalt binder modified with fatty acid amides, influenced on their behavior and performance. In order to do so, an experimental methodology based on laboratory tests aimed to establish a comparison between porous asphalt mixes, designed and produced with a 60-70 in 1/10 mm penetration at 25 °C neat asphalt binder, and another using modified asphalt with fatty acid amides.

RESUMEN Las mezclas asfálticas porosas (PAM), conforman una superficie de rodadura especial para los pavimentos flexibles. Tienen una granulometría característica, lo cual permite la infiltración de las aguas de escorrentía pluvial, gracias al contenido de vacíos que posee, alrededor del 20 %. Muchos investigadores han realizado estudios que han permitido concluir que el uso de asfaltos modificados es completamente necesario para diseñar las PAM. Aditivos químicos y orgánicos y procesos especiales tales como el de asfalto espumado y la inclusión de fibras en el diseño de la mezcla, han mejorado el comportamiento de las PAM, durante su periodo de servicio. El presente artículo aborda la temática de la caracterización mecánica de mezclas asfálticas porosas (PAM) y hace énfasis en cómo el cemento asfáltico modificado con amidas de ácidos grasos, influye en su comportamiento y desempeño. Esta investigación, basada en una metodología experimental a través de ensayos de laboratorio, estableció una comparación entre las mezclas asfálticas porosas, empleando para su diseño y producción una, con asfalto puro de penetración 60-70 en 1/10 mm a 25 °C y otra, cuyo asfalto está modificado con amidas de ácidos grasos.

Evaluation of the methodologies used to generate random pavement profiles based on the power spectral density: an approach based on the International Roughness Index

ABSTRACT The pavement roughness is the main variable that produces the vertical excitation in vehicles. Pavement profiles are the main determinant of (i) discomfort perception on users and (ii) dynamic loads generated at the tire-pavement interface; hence its evaluation constitutes an essential step on a Pavement Management System. The present document evaluates two specific techniques used to simulate pavement profiles; these are the shaping filter and the sinusoidal approach, both based on the Power Spectral Density. Pavement roughness was evaluated using the International Roughness Index (IRI), which represents the most used index to characterize longitudinal road profiles. Appropriate parameters were defined in the simulation process to obtain pavement profiles with specific ranges of IRI values using both simulation techniques. The results suggest that using a sinusoidal approach one can generate random profiles with IRI values that are representative of different road types; therefore, one could generate a profile for a paved or an unpaved road, representing all the proposed categories defined by ISO 8608 standard. On the other hand, to obtain similar results using the shaping filter approximation, a modification in the simulation parameters is necessary. The new proposed values allow one to generate pavement profiles with high levels of roughness, covering a wider range of surface types. Finally, the results of the current investigation could be used to further improve our understanding on the effect of pavement roughness on tire pavement interaction. The evaluated methodologies could be used to generate random profiles with specific levels of roughness to assess its effect on dynamic loads generated at the tire-pavement interface and user's perception of road condition.

RESUMEN La rugosidad del pavimento es la principal variable que produce la excitación vertical en los vehículos. Los perfiles de pavimento son los principales responsables de (i) la incomodidad percibida por los usuarios y, (ii) las cargas dinámicas generadas en la interfaz entre el neumático y el pavimento, de ahí que su evaluación constituye un paso esencial en un Sistema de Gestión de Pavimentos. El presente documento evalúa dos técnicas específicas utilizadas para simular perfiles de pavimento; estos son los filtros de forma y la aproximación sinusoidal, ambos basados en la Densidad de Potencia Espectral. La rugosidad del pavimento se evaluó utilizando el Indice Rugosidad Internacional (IRI), el cual es el índice más utilizado para caracterizar rugosidad del perfil longitudinal de una vía. En la presente investigación se definieron parámetros apropiados en el proceso de simulación para obtener perfiles de pavimento con rangos específicos de los valores de IRI utilizando ambas técnicas de simulación. Los resultados sugieren que el uso de la aproximación sinusoidal puede generar perfiles aleatorios con valores de IRI que son representativos de diferentes tipos de vías, por lo tanto, se podría generar un perfil para un pavimento nuevo o una vía sin pavimentar, cubriendo todas las categorías definidas por la norma ISO 8608. Por otro lado, para obtener resultados similares usando la metodología de filtro de conformación, es necesaria una modificación en los parámetros de simulación. Los nuevos valores propuestos permiten generar perfiles de pavimento con altos niveles de rugosidad, que cubren una gama más amplia de tipos de superficie. Por último, los resultados de la presente investigación se podrían utilizar para enriquecer lo que se conoce sobre el efecto de la rugosidad del pavimento en la interacción del pavimento de neumáticos. Las metodologías analizadas se podrían utilizar para generar perfiles aleatorios con niveles específicos de rugosidad (IRI) para evaluar su efecto sobre las cargas dinámicas generadas en la interfaz neumático-pavimento y la percepción del usuario del estado de la carretera.

Innovative approach for achieving sustainable urban water supply system by using solar photovoltaic energy

ABSTRACT This paper describes and analyses new and innovative concepts for possible integration of solar photovoltaic (PV) energy in urban water supply system (UWSS). The proposed system consists of PV generator and invertor, pump station and water reservoir. The system is sized in such a manner that every part of it is sized separately and then, integrated into a whole. This integration is desirable for several reasons; the most important is the success of the objectives of sustainable living in urban areas i.e., achieving of sustainable urban water supply system. The biggest technological challenge associated with the use of solar, wind and other intermittent renewable energy sources RES is the realization of economically and environmentally friendly electric energy storage (EES). The paper elaborates the use of water reservoires in UWSS as EES. The proposed solution is still more expensive than the traditional and, is economically acceptable today in the cases of isolated urban water system and special situations. Wider application will depend on the future trends of energy prices, construction costs of PV generators and needs for CO2 reduction by urban water infrastructure.

RESUMEN Este artículo describe y analiza conceptos nuevos e innovadores para la posible integración de la energía solar fotovoltaica (PV) en los sistemas de abastecimiento urbano de agua. El sistema propuesto consiste en un generador fotovoltaico y un inversor, una estación de bombeo y un depósito de agua. El sistema se dimensiona de tal forma que cada una de sus partes se clasifica por separado y luego se integran en un todo. Dicha integración es deseable por varias razones: la más importante es el éxito de los objetivos de la vida sostenible en las zonas urbanas, esto es, el desarrollo de un sistema sostenible de abastecimiento urbano de agua. El mayor desafío tecnológico asociado con el uso de energía solar, eólica y otras fuentes de energía renovable intermitentes, es que el almacenamiento de energía eléctrica sea económico y amable con el medio ambiente. En este documento se revisa el uso de reservorios de agua en los sistemas de abastecimiento, como una forma de almacenamiento de energía eléctrica. La solución propuesta es aun más costosa que la tradicional y, hoy en día, es económicamente aceptable en los casos de sistemas aisla-dos de agua urbana y situaciones especiales. Una aplicación más amplia dependerá de las futuras tendencias de los precios de la energía, los costos de construcción de los generadores fotovoltaicos y las necesidades de reducción de CO2 por la infraestructura de agua urbana.

Weed recognition by SVM texture feature classification in outdoor vegetable crop images

ABSTRACT This paper presents a classification system for weeds and vegetables from outdoor crop images. The classifier is based on Support Vector Machine (SVM) with its extension to the nonlinear case, using the Radial Basis Function (RBF) and optimizing its scale parameter a to smooth the boundary decision. The feature space is the result of Principal Component Analysis (PCA) for 10 texture measurements calculated from Gray Level Co-occurrence Matrices (GLCM). The results indicate that classifier performance is above 90%, validated with specificity, sensitivity and precision calculations.

RESUMEN El presente trabajo muestra un sistema de clasificación de maleza y hortalizas a partir de imágenes exteriores de cultivos. El clasificador está basado en la teoría de las máquinas de vectores de soporte (Support Vector Machine o SVM) con su extensión para el caso no lineal, haciendo uso de la función de base radial (RBF) y optimizando su parámetro de escala a para suavizar la región de decisión. El espacio de características es el resultado del análisis por componentes principales (PCA) de 10 medidas de textura calculadas a partir de matrices de co-ocurrencia en niveles de gris (GLCM). Los resultados indican un rendimiento del clasificador por encima del 90%, calculando los índices de especificidad, sensibilidad y precisión.

Development of system for automatic measurement of transient photocurrent and thermally stimulated current

ABSTRACT This paper presents details of the design and implementation of a system for measuring of thermally stimulated current (TSC) and transient photocurrent (Iph), developed using the Virtual Instrumentation concept. For that we have used National Instrument hardware and the LabView® package as software. The system is controlled by a virtual instrument (VI) which includes facilities to perform measurements of photocurrent keeping the temperature of the sample and the pressure of the chamber of measurement controlled as well as real time display of the Iph vs t and TSC vs T curves. The system was tested by performing transient photocurrent and TSC measurements on CH3NH3PbI3 thin films that are generally used as absorbent layer of solar cells. This type of characterization is very useful to get information of the trapping and recombination processes that affect the transport properties of the devices.

RESUMEN Este trabajo presenta los detalles del diseño y la implementación de un sistema de medición de corriente termicamente estimulada (TSC, por sus siglas en inglés) y fotocorriente transitoria (Iph), desarrollado a partir del concepto de Instrumentación Virtual. Para esto, se ha utilizado el hardware de National Instrument y el paquete LabView® como software. El sistema está controlado por un instrumento virtual (VI, por sus siglas en inglés) que incluye instalaciones para realizar mediciones de fotocorriente manteniendo la temperatura de la muestra y la presión de la cámara de medida controlada, así como una visualización en tiempo real de las curvas Iph vs t y TSC vs T . El sistema se probó mediante la realización de fotocorrientes transitorias y mediciones de TSC en películas delgadas CH3NH3PbI3 que se utilizan, generalmente, como capa absorbente de células solares. Este tipo de caracterización es muy útil para obtener información de los procesos de captura y recombinación que afectan las propiedades de transporte de los dispositivos.

Development of a system dynamics model based on Six Sigma methodology

ABSTRACT A dynamic model to analyze the complexity associated with the manufacturing systems and to improve the performance of the process through the Six Sigma philosophy is proposed. The research focuses on the implementation of the system dynamics tool to comply with each of the phases of the DMAIC methodology. In the first phase, define, the problem is articulated, collecting data, selecting the variables, and representing them in a mental map that helps build the dynamic hypothesis. In the second phase, measure, model is formulated, equations are developed, and Forrester diagram is developed to carry out the simulation. In the third phase, analyze, the simulation results are studied. For the fourth phase, improving, the model is validated through a sensitivity analysis. Finally, in control phase, operation policies are proposed. This paper presents the development of a dynamic model of the system of knitted textile production knitted developed; the implementation was done in a textile company in southern Guanajuato. The results show an improvement in the process performance by increasing the level of sigma allowing the validation of the proposed approach.

RESUMEN Se propone un modelo dinámico para analizar la complejidad asociada a los sistemas de producción y mejorar el desempeño de los procesos a través de la filosofía Seis Sigma. La investigación se enfoca en la implementación de la herramienta de dinámica de sistemas para dar cumplimiento a cada una de las fases de la metodología DMAIC. En la primera fase, definir, se articula el problema, recolectando los datos, seleccionando las variables y representándolas en un mapa mental que ayuda a construir la hipótesis dinámica. En la segunda fase, medir, se formula el modelo, se desarrollan las ecuaciones y se elabora el diagrama de Forrester para llevar a cabo la simulación. En la tercer fase, analizar, se estudian los resultados obtenidos de la simulación. Para la cuarta fase, mejorar, se valida el modelo a través de un análisis de sensibilidad. Finalmente en la fase de control, se proponen políticas de operación. En este trabajo se desarrolló un modelo dinámico del sistema de producción textil de tejido de punto; la implementación se realizó en una empresa textil del sur de Guanajuato. Los resultados muestran un aumento en el desempeño del proceso incrementando el nivel de sigma, lo que valida el enfoque propuesto.

A Linear Criterion to sort Color Components in Images

ABSTRACT The color and its representation play a basic role in Image Analysis process. Several methods can be beneficial whenever they have a correct representation of wave-length variations used to represent scenes with a camera. A wide variety of spaces and color representations is founded in specialized literature. Each one is useful in concrete circumstances and others may offer redundant color information (for instance, all RGB components are high correlated). This work deals with the task of identifying and sorting which component from several color representations offers the majority of information about the scene. This approach is based on analyzing linear dependences among each color component, by the implementation of a new sorting algorithm based on entropy. The proposal is tested in several outdoor/indoor scenes with different light conditions. Repeatability and stability are tested in order to guarantee its use in several image analysis applications. Finally, the results of this work have been used to enhance an external algorithm to compensate the camera random vibrations.

RESUMEN El color y su representación juegan un papel fundamental en el proceso de análisis de imagen. Varios métodos pueden ser beneficiosos siempre que tengan una representación correcta de las variaciones de longitud de onda usadas para representar la escena. Una amplia variedad de espacios y representaciones de color se basa en la literatura especializada. Cada uno de ellos es útil en circunstancias concretas y puede ofrecer información de color redundante (por ejemplo, todos los componentes RGB están altamente correlacionados). En este trabajo se identifica y clasifica cuál componente ofrece la mayor cantidad de información acerca de la escena, a partir de varias representaciones de color. Este enfoque se basa en el análisis de las dependencias lineales entre cada canal y la implementación de un nuevo algoritmo para clasificar los componentes en base a la entropía. La propuesta se pone a prueba en varias escenas al aire libre y en interiores con diferentes condiciones de luz. La repetitividad y la estabilidad son probadas para garantizar su uso en aplicaciones de análisis de imágenes. Finalmente, los resultados de este trabajo son usados para mejorar un algoritmo externo para la compensación de vibraciones.