Ingeniería e Investigación

A Review of the Citation Indicators of the Ingeniería e Investigación Journal

Resumen Recientemente, las distintas bases de datos citacionales han actualizado los resultados de citación y posicionamiento. En esta ocasión, queremos mostrar a los lectores de la revista Ingeniería e Investigación cómo han evolucionado nuestros indicadores en tres de ellas.

Abstract Recently, the different citation databases have updated their citation and positioning results. On this occasion, we want to show the readers of the Ingeniería e Investigación journal how our indicators have evolved in three of them.

Aluminum Waste in Road Pavement Subgrade

ABSTRACT This paper aims to investigate the use of spiral aluminum computer numerical control milling waste (CNC-W) in the construction of road pavement subgrade. The soil (CL) was mixed with CNC-W spirals with ratios of between 0% and 20%, and 5 percent increments by dry weight with different water contents. California Bearing Ratio (CBR), Unconfined Compressive Strength (UCS), and consolidation tests were conducted. The experimental results indicated that the inclusion of CNC-W spirals increased the CBR value of clay up to the 15% mixture ratio, then decreased it. Similarly, the UCS value of clay was increased to the same ratio, whilst the UCS was not able to be determined due to the failing of all specimens with a mixture ratio higher than 15%. The permeability and swelling values, as well as the consolidation characteristics of the mixtures, were defined. The swelling percentages decreased from 1,15 cm/sec to 0,81 cm/sec with an increment in the CNC-W spiral content. A reduction was observed in the coefficient of permeability (k) values up to 15% mixture ratio, whilst it remained constant with change in CNC-W spiral content with a 20% mixture ratio. Coefficient of consolidation demonstrated a similar pattern of behavior to the permeability changes.

RESUMEN Este artículo buscó investigar el uso de desechos espirálicos de aluminio de fresado de control numérico por computador (CNC-W) en la construcción de subrasantes de pavimento de carretera. La tierra (CL) fue mezclada con espirales de CNC-W con proporciones entre 0% y 20%, e incrementos del 5% por peso seco con contenidos diferentes de agua. Se efectuaron las pruebas California Bearing Ratio (CBR), Resistencia a la Compresión Uniaxial (UCS), y de consolidación. Los resultados experimentales indicaron que la inclusión de espirales de CNC-W incrementaba el valor CBR de la arcilla hasta el 15 % de proporción en la mezcla y después lo disminuía. Similarmente, el valor UCS de la arcilla se incrementó con las mismas proporciones, mientras que la USC no se pudo determinar debido a la falla de todos los especímenes con una proporción de mezcla más alta que el 15 %. Se definieron los valores de permeabilidad e hinchazón, así como las características de consolidación de las mezclas. Los porcentajes de hinchazón disminuyeron de 1,15 cm/sec a 0,81 cm/sec, con un incremento en el contenido de espirales de CNC-W. se observe una reducción en los valores del coeficiente de permeabilidad (k) con una proporción de mezcla de hasta el 15 %, mientras que estos permanecieron constantes con el cambio en el contenido de espirales de CNC-W con 20 % de proporción en la mezcla. El coeficiente de consolidación demostró un patrón similar de comportamiento a los cambios de permeabilidad.

Rapid Drawdown in Homogeneous Earth Dam Considering Transient Flow and Suction

ABSTRACT The present work intends to demonstrate the advantages of considering transient flow regime in the stability analysis of the upstream slope for the rapid drawdown situation of a homogeneous earth dam. Upstream slope stability evaluations were carried out, considering pore pressure and suction from transient flow analysis while simulating rapid drawdown of the reservoir. The evaluations comprised different geometries of the upstream slope (from 1V:1.1H to 1V:2.5H) and heights varying from 10 m to 50 m, as well as several low permeability materials (SM, SM-SC, SC, ML, ML-CL, CL, MH and CH). In addition, equations relating the safety factor to such slopes or dam height were adjusted to the analysis data, in order to define the minimum slope for a certain dam height or the maximum height for a given upstream slope. The results have shown that, considering the transient flow condition, including suction, within the slope stability analysis of the rapid drawdown situation, increases the safety factor in relation to the simplified analysis that is usually adopted. This also results in much steeper slopes (for a safety factor of 1,1) than the ones recommended by the U.S. Bureau of Reclamation (USBR), suggesting the importance of performing transient flow analysis for rapid drawdown situations and considering its results instability analysis.

RESUMEN El presente trabajo pretende demostrar las ventajas de considerar el régimen de flujo transitorio en el análisis de estabilidad de talud aguas arriba para la situación de reducción rápida de una presa de tierra homogénea. Se llevaron a cabo análisis de estabilidad de taludes aguas arriba, considerando la presión de poro / succión para análisis de flujo transitorio que simula la reducción rápida del embalse. Los análisis comprendieron diferentes geometrías del talud aguas arriba (de 1V: 1.1H a 1V: 2.5H), alturas que varían de 10 m a 50 m, así como varios materiales de baja permeabilidad (SM, SM-SC, SC, ML, ML-CL, CL, MH y CH). Además, las ecuaciones que relacionan el factor de seguridad con dichos taludes o la altura de la presa se ajustaron a los datos de análisis, para definir el talud mínimo para una determinada altura de la presa o la altura máxima para un determinado talud aguas arriba. Los resultados han demostrado que: teniendo en cuenta la condición de flujo transitorio, incluida la succión, en el análisis de estabilidad de taludes de la situación de reducción rápida, aumenta el factor de seguridad en relación con el análisis simplificado que generalmente se adopta. Esto también ha resultado en taludes mucho más pronunciados, para un factor de seguridad de 1,1, que los recomendados por la Oficina de Reclamación de los E.E.U.U. (USBR), sugiriendo la importancia de realizar análisis de flujo transitorio para las situaciones de reducción rápida y considerando sus resultados en el análisis de estabilidad.

Evaluation of a New Multimodal Optimization Algorithm in Fluid Phase Equilibrium Problems

ABSTRACT Multimodal optimization problems are commonly found in engineering problems, and their solution can be very challenging for metaheuristic approaches. In this work, the use of a recently proposed multimodal metaheuristic method was analyzed - the Multimodal Flower Pollination Algorithm - in two fluid phase equilibrium problems: (i) the calculation of double azeotropes and (ii) parameter estimation in a thermodynamic model. Two different formulations were also considered in the double azeotropy problem. In the azeotrope calculation, a statistical analysis was conducted in order to verify if the algorithm performance is affected by the the problem formulation. The computational results indicate that the methodology provides robust results and that the objective function employed affects the computational performance.

RESUMEN Los problemas de optimización multimodal se encuentran comúnmente en problemas de ingeniería y su solución puede ser muy desafiante para los enfoques metaheurísticos. En este trabajo se analizó el uso de un método metaheurístico multimodal recientemente propuesto - el Algoritmo Multimodal de Polinización de la Flor - en problemas de equilibrio de fase fluida en dos etapas: (i) el cálculo de azeótropos dobles y (ii) la estimación de parámetros en un modelo termodinámico. También se consideran dos formulaciones diferentes en el problema de doble azeotropía. En el cálculo de azeótropo, se realizó un análisis estadístico para verificar si el desempeño del algoritmo se ve afectado por la formulación del problema. Los resultados computacionales indican que la metodología proporciona resultados robustos y que la función objetivo empleada afecta el rendimiento computacional.

Production and Characterization of Activated Carbon From Coal for Gold Adsorption in Cyanide Solutions

ABSTRACT In this work, activated carbons were produced using coal as raw matter from seven Colombian carboniferous zones. Physical activation was performed in two stages: a carbonization stage with Nitrogen at a temperature of 850 °C and a residence time of 2 h, followed by an activation stage using steam at temperatures of 700 and 850 °C with residence times of 1,5 h and 2,5 h. From the pore volume characterization for the adsorption of gold, two activated carbons from Cundinamarca, obtained at 850 °C (1,5 h), 850 °C (2,5 h), and a commercial carbon (GRC 22) were selected. Gold adsorption tests were performed with those three activated carbons using synthetic aurocyanide solutions and a gold waste solution. The data of the adsorption isotherms were adjusted using the Freundlich adsorption model for the synthetic solution, as well as Langmuir for the waste solution. The results showed that, using a solution of 1 ppm, the activated carbons C-850-2.5 and C-850-1.5 produced the higher maximum gold loading capacities in the equilibrium (8,7 and 9,3 mg Au/g, respectively) in comparison to the commercial activated carbon (4,7 mg Au/g). Gold adsorption test using a waste solution (21 ppm of gold) showed that the activated carbon C-850-1.5 had the highest value of adsorption capacity (4,58 mg Au/g) compared to C-850-2.5 (2,95 mg Au/g).

RESUMEN En este trabajo se produjeron carbones activados utilizando carbón mineral como materia prima procedente de siete zonas carboníferas colombianas. La activación física se efectuó en dos etapas: una etapa de carbonización con Nitrógeno, a una temperatura de 850 °C y un tiempo de residencia de 2 h, seguida de una segunda etapa de activación, usando vapor de agua, a temperaturas de 700 y 850 °C con tiempos de residencia de 1,5 h y 2,5 h. De acuerdo con la caracterización de volúmenes de poros para la adsorción de oro, se seleccionaron dos carbonos activados del departamento de Cundinamarca, obtenidos a 850 °C (1,5 h), 850 °C (2,5 h) y un carbón activado comercial (GRC 22). Se realizaron pruebas de adsorción de oro con esos tres carbonos activados usando soluciones aurocianuradas sintéticas y una solución residual de oro. Los datos de las isotermas de adsorción se ajustaron usando el modelo de adsorción de Freundlich para la solución sintética, así como Langmuir para la solución residual. Los resultados mostraron que, usando una solución de 1 ppm, los carbonos activados C-850-2.5 y C-850-1.5 produjeron las mayores capacidades de carga de oro en el equilibrio (8,7 y 9,3 mg Au/g respectivamente) en comparación con el carbón activado comercial (4,7 mg Au/g). La prueba de adsorción de oro con la solución residual (21 ppm de oro) mostró que el carbón activado C-850-1.5 presentó el mayor valor de capacidad de adsorción (4,58 mg Au/g)) en comparación con el carbón activado C-850-2.5 (2,95 mg Au/g).

SAP Algorithm for Citation Analysis: An improvement to Tree of Science

ABSTRACT Tree of Science (ToS) is a web-based tool which uses the network structure of paper citation to identify relevant literature. ToS shows the information in the form of a tree, where the articles located in the roots are the classics, in the trunk are the structural publications, and leaves are the most current papers. It has been found that some results in the leaves can be separated from the tree. Therefore, an algorithm (SAP) is proposed, in order to improve results in the leaves. Two improvements are presented: articles located in the leaves are from the last five years, and they are connected to root and trunk articles through their citations. This improvement facilitates construction of current literature for researchers.

RESUMEN Tree of Science (ToS) es una herramienta web que usa la estructura de la red de citaciones para identificar literatura relevante. ToS muestra la información en forma de árbol, donde los artículos localizados en las raíces son los clásicos, en el tronco están las publicaciones estructurales y las hojas son los artículos más recientes. Se ha encontrado que algunos resultados de las hojas pueden ser separados del tema del árbol. Por lo tanto, se propone el algoritmo SAP para mejorar los resultados de las hojas. Se presentan dos mejoras: los artículos localizados en las hojas son de los últimos 5 años, y también, estos están conectados a la raíz y al tronco a través de sus citaciones. Esta mejora facilita la construcción de literatura actual a los investigadores.

Surveying the Perception of the Environmental Advantages of an Adaptable Product

ABSTRACT The aim of adaptable design is to create products that can easily adapt to different needs. The objective if this study is to analyze the effectivenes in communication to promote an adaptable baby stroller, in order to know the user perception of the advantages derived from its adaptability, as well as the environmental ones, and if there is correlation between them. It is also intended to determine whether age or previous experience with this type of product can influence this perception. To this effect, a study with 54 participants has been conducted. Results show that users percieve the advantages and find the adaptable design interesting. Valuation of the advantages of the product is affected by previous user experience with the need for adaptability. Valuation of the environmental benefits is independent from the degree of experiense, as well as from the age of the participants (between 30 and 45 years old).

RESUMEN El diseño adaptable tiene como objetivo crear productos que puedan adaptarse fácilmente a diferentes necesidades. El objetivo de este estudio es analizar la efectividad en la comunicación realizada para promover un cochecito de bebé adaptable, en aras de conocer la percepción que tienen los usuarios tanto de las ventajas derivadas de su adaptabilidad como de las medioambientales y si existe una correlación entre ambas. También se pretende determinar si la edad o experiencia previa con este tipo de productos influyen en esta percepción. Para ello, se ha realizado un estudio con 54 participantes. Los resultados muestran que los usuarios perciben las ventajas y consideran interesante el diseño adaptable. La estimación de las ventajas del producto se ve afectada por la experiencia previa del usuario con la necesidad de adaptabilidad. La estimación de los beneficios ambientales es independiente tanto del grado de experiencia como de la edad de los participantes (entre 30 y 45 años).

Heat Recovery Opportunities in a Poultry Slaughterhouse for Generation of Hot Water: A Case Study on Energy Production

ABSTRACT The aim of this work is to highlight the possibility of energy gains through heat recovery in an industrial plant. It was carried out in a poultry slaughterhouse, which, within its processes, consumes a very high amount of energy in various forms. It shows the usage of steam, its purpose, and why there is currently such a strong dependence on this resource. Alternatives were found for complete replacement of this energy input. In addition to the heat recovery from lubricating oil of air compressors and from refrigerant desuperheating processes after the discharge of the refrigeration compressors, the most interesting alternative was a water heater powered by mixed fuel. The mass of the proposed fuel mixture was 90% made of wood chip with 10% centrifuged sludge from the company effluent treatment station. From measurements made in the productive process relative to the consumption of water for sanitation, and from the availability of residual heat from processes, a water heater working with the mentioned fuel mixture has been proposed, reaching a payback of the investment predicted up to 3 years and 7 months. The project ensured the supply of hot water without using steam at a lower cost, which also achieved significant environmental gains.

RESUMEN El objetivo de este trabajo fue destacar la posibilidad de ganancias de energía por médio de la recuperación de calor en una planta industrial. El trabajo se llevó a cabo en un matadero de aves, que en sus procesos consume una cantidad muy alta de energía en varias formas. Se muestra el uso del vapor, su propósito y por qué existe actualmente una dependencia tan fuerte de este recurso. Se encontraron alternativas para el reemplazo completo de esta entrada de energía. Además de la recuperación de calor del aceite lubricante de los compresores de aire y del proceso de desalentamiento del refrigerante después de la descarga de los compresores de refrigeración, la alternativa más interesante fue un calentador de agua alimentado con combustible mixto. La la massa de la mezcla de combustible propuesta era em um 90% hecha de astillas de madera con 10% de lodos centrifugados de la estación de tratamiento de efluentes de la compañía. A partir de las mediciones realizadas en el proceso productivo en relación con el consumo de agua para saneamento, y de la disponibilidad de calor residual de los procesos, se ha propuesto un calentador de agua que funciona con dicha mezcla, alcanzando una recuperación de la inversión prevista hasta 3 años y 7 meses. El proyecto aseguró el suministro de agua caliente sin utilizar vapor a un costo menor, lo que también logró importantes beneficios ambientales.

Teaching Evaluation Questionnaire Validation at Escuela Politécnica Nacional, Applying the Method of Factor Analysis with Extraction of Principal Components

ABSTRACT This work validates a teaching evaluation instrument applied to professors in engineering, sciences and higher technological level programs of the Escuela Politécnica Nacional, using the method of Factor Analysis with extraction of principal components. The database used for the research was previously examined and refined due to inconsistency, eg. outliers, out of range values, etc. The result of the method described above was a reduced survey of 15 items, which was obtained from an original study of 33 items. This new questionnaire clearly identifies the four main dimensions or aspects required: teaching development and planning, teacher-student relationship, evaluation, and a global assessment question. The reduction of the evaluation scale will allow to improve the process of integral teaching performance evaluation of the faculty at Escuela Politécnica Nacional, and this method could serve as a benchmark for the teaching evaluation process of other universities that belong to the higher education system of Ecuador.

RESUMEN Este trabajo valida un instrumento de evaluación docente aplicado a profesores de las carreras de ingeniería, ciencias y de nivel tecnológico superior de la Escuela Politécnica Nacional, utilizando el método de Análisis Factorial con extracción de componentes principales. La base de datos utilizada en la investigación fue examinada previamente y refinada por inconsistencia - por ejemplo, valores atípicos, valores fuera de rango, etc. El resultado del método descrito anteriormente fue una encuesta reducida de 15 ítems, que se obtuvo de un estudio original de 33 ítems. Este nuevo cuestionario identifica claramente las cuatro dimensiones o aspectos: planificación y desarrollo de la docencia; relación profesor-alumno; evaluación; y una pregunta de valoración global. La reducción de la escala de evaluación permitirá mejorar el proceso de la evaluación integral del desempeño docente del personal de la Escuela Politécnica Nacional, y este método podría servir de referencia para el proceso de evaluación de la enseñanza de otras universidades que pertenecen al sistema de educación superior del Ecuador.