Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

Kinetic study of the hydrogenation of trans-cinnamaldehyde over Ir/Nb₂O₅ catalysts

Se estudió la hidrogenación de trans-cinamaldehído sobre catalizadores de Ir/Nb2O5 reducidos en atmósfera de hidrógeno a 473 K (LTR) y a 773 K (HTR). Los catalizadores se caracterizaron por adsorción de N2 a 77 K, quimisorción de H2 a 298 K, TPR y TPD-NH3. El estudio cinético de la hidrogenación de trans-cinamaldehído sobre catalizadores reducidos alta temperatura (HTR) se realizó en el rango de presiones de 0,48 a 0,98 MPa, a temperaturas de reacción entre 323 a 363 K, masa del catalizador de 0,1 a 0,3 g y concentraciones de trans-cinamaldehído de 0,025 a 0,1 M, usando como solvente n-heptano. Los resultados indican que la hidrogenación procede de manera selectiva hacía el alcohol insaturado, aunque la acidez del soporte conduce a la formación de subproductos. Un mecanismo dual Langmuir-Hinshelwood con adsorción molecular de hidrógeno no competitiva con las moléculas orgánicas en la que se asumió la reacción superficial como etapa limitante de la reacción se ajusta a los datos experimentales.

The hydrogenation of trans-cinnamaldehyde was studied over Ir/Nb2O5 catalysts reduced at 473 K (LTR) and 773 K (HTR). The catalysts were characterized by N2 physisorption at 77 K, H2 chemisorption, TPR, and TPD- NH3. Kinetic study of trans-cinnamaldehyde over Ir/Nb2O5 reduced at HTR was carried out in n-heptane at hydrogen pressures in the range of 0.48 to 0.98 MPa, the reaction temperatures were 323-363 K, catalyst loadings 0.1 to 0.3 g and cinnamaldehyde concentrations 0.025 to 0.1 M. Trans-cinnamaldehyde can be selectively hydrogenated to cinnamyl alcohol although the support acidity leads to the formation of byproducts. A Langmuir-Hinshelwood model with molecular adsorption of hydrogen non competitive with organic molecules and considering the surface reaction as the rate-controlling step provided the best fit of the experimental data.

Degradation and adsorption of AZO RR239 dye in aqueous solution by nanoscale zerovalent iron particles immobilized on sawdust

Se reportan resultados de adsorción del colorante RR239 (colorante reactivo azo) con aserrín pretratado con formaldehído, los experimentos se realizaron a dos valores de pH y considerando el efecto de nanopartículas de hierro de valencia cero. Los datos cinéticos de adsorción se ajustaron bien a un modelo de seudo segundo orden. Los experimentos realizados en el sistema por lotes sugieren que la eficiencia de la decoloración esta fuertemente influenciada por la presencia de partículas de ZVI y bajos pH. La cinética de adsorción por la mezcla de adsorbente (5 g de aserrín y 180 mg de ZVI) a pH 2,0 fue rápida, lográndose más del 90% de la decoloración en 3 minutos.

Carra sawdust pretrated with formaldehyde was used to adsorb RR239 (reactive azo dye) at varying pH and zerovalent iron (ZVI) dosage. Modeling of kinetic results shows that sorption process is best described by the pseudo- second-order model. Batch experiments suggest that the decolorization efficiency was strongly enhanced with the presence of ZVI and low solution pH. The kinetics of dye sorption by mixed sorbent (5 g of sawdust and 180 mg of ZVI) at pH 2.0 was rapid, reaching more than 90% of the total discoloration in three minutes.

Study of hydration of cement pastes added with used catalytic cracking catalyst (FCC) from a colombian refinery

En este artículo se analiza el efecto de la incorporación de un residuo industrial de una refinería de petróleo colombiana, conocido como catalizador de craqueo catalítico usado (FCC), en el proceso de hidratación de pastas cementicias. Para tal efecto, se prepararon pastas de cemento Pórtland ordinario (OPC) adicionadas en porcentajes del 10 y 20% de FCC como reemplazo de la cantidad de cemento. La reactividad puzolánica del material y el tipo de productos de hidratación se determinó mediante difracción de rayos X (DRX) y análisis termogravimétrico (TG/DTG). Adicionalmente, se determinó el calor de hidratación liberado con base en la norma ASTM C186. Los resultados indican que el proceso de hidratación de pastas adicionadas con FCC es altamente exotérmico como consecuencia de su actividad puzolánica a cortas edades. Las fases principales presentes en el proceso de hidratación de las pastas adicionadas con FCC fueron CSH, CAH y CASH, productos similares a los obtenidos en pastas adicionadas con metacaolín.

This paper analyzes the effect of the incorporation of industrial waste from an oil refinery in Colombia, known as used catalytic cracking catalyst (FCC), in the hydration process of cementitious pastes. For this purpose, ordinary Portland cement pastes (OPC) added in percentages of 10 and 20% of FCC were prepared. The pozzolanic reactivity of the material and type of hydration products were determined by X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TG / DTG). Additionally, the heat of hydration released was determined based on the standard ASTM C186. The results indicate that the hydration process of FCC blended cement is strongly exothermic as a consequence of its pozzolanic activity. The main phases present in the blended cement system were the calcium silicate hydrates (CSH gel), calcium aluminate hydrates (CAH) y calcium aluminosilicate hydrates (CASH), similar to the products obtained in metakaolin blended cement pastes.

Heavy metals in Sinú river, department of Córdoba, Colombia, South America

Concentrations of Al, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Cr, Hg, Pb and Cd in superficial sediments of river Sinú were studied. Samples were collected in 10 sampling stations downstream from Urrá 1 dam, taking into account two sampling periods, one during rainy season and the other during dry season. Metal concentrations were determined by spectrophotometry or by voltametry, they were normalized with regard to aluminum concentrations, which is a conservative element. It was observed that there was a high concentration of Cu, Ni, Cr and Zn for both sampling periods, which suggesting a common origin. Furthermore, a high level of heavy metal sediment concentrations was pointed out by the enrichment factor test for each of the evaluated elements, except Fe. Places receiving a high impact of floodplains exhibited a larger concentration of heavy metals in sediments, as compared to other basin areas, which is associated with sulfate decrease and sulfides formation and subsequent release and availability of heavy metals.

Se evaluaron las concentraciones de Al, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Cr, Hg, Pb y Cd en sedimentos superficiales del río Sinú. Las muestras se recolectaron en 10 sitios de muestreo aguas abajo del embalse de Urrá I, considerándose dos períodos de muestreo, uno en época de lluvia y otro en época seca. Las concentraciones de los metales se determinaron por espectrofotometría de absorción atómica o por voltametría y se normalizaron con respecto a las concentraciones del aluminio, por ser un metal conservativo. Se observó una fuerte correlación entre las concentraciones de Cu, Ni, Cr y Zn para ambos períodos muestreados, sugiriendo un origen común. Adicionalmente, el factor de enriquecimiento indicó para todos los elementos evaluados, a excepción del Fe, concentraciones enriquecidas de metales pesados en los sedimentos. En los sitios que reciben el impacto de los suelos inundados, existe una mayor concentración de metales en los sedimentos, comparada con otras zonas de la cuenca, lo cual se asocia con la reducción de sulfatos y la formación de sulfuros y la subsecuente liberación y disponibilidad de metales pesados.

Relationship between soluble forms of iron and manganese and the presence of oxidizing bacteria of both elements in the dam Riogrande II-Don Matías (Antioquia, Colombia)

Entre agosto de 2006 y marzo de 2008 se determinó la presencia de bacterias asociadas a la oxidación de hierro y manganeso en el límite de zona fótica (LZF) y en el fondo del hipolimnio (FH) en siete estaciones del Embalse Riogrande II en función de la disponibilidad de estos metales. Se realizaron mediciones in situ de temperatura del agua, oxígeno disuelto, pH, potencial redox y conductividad eléctrica. En el fondo del hipolimnio con niveles de oxígeno disuelto ≤ 4mgL-1 solo se encontró presencia de las bacterias oxidantes de hierro compatibles con Gallionella sp, Sphaerotilus sp, Beggiatoa sp y estructuras compatibles con bacterias prostecadas. El mayor número de estas bacterias se observó en el brazo de Río Grande (E4) en donde los niveles de hierro soluble fueron superiores a 1,4 mgL-1 . No se encontró presencia de bacterias dependientes de la oxidación del manganeso.

From August 2006 to March 2008 presence of bacteria associated with the oxidation of iron and manganese was determined in the euphotic zone limit (LZF) and in the bottom of the hipolimnio (HF) in seven seasons of Riogrande II Dam reservoir depending on the availability of these metals. A water temperature, dissolved oxygen, pH, redox potential and electrical conductivity were measured in situ. At the bottom of hipolimnio with levels of dissolved oxygen ≤ 4 mgL-1 only were found iron oxidizing bacteria compatible with Gallionella sp, and Sphaerotilus sp, Beggiatoa sp . Final estimates for the bacterial population were conducted in culture media and the selective and specific recognition through morphological observations on wet mounts and colors. The largest number of these bacteria was found on the arm of Rio Grande (E4) in which levels of soluble iron were above 1.4 mgL-1. We found no presence of manganese-oxidizing bacteria.

Kinetic of fermentation and antimicrobial activity of Weissella confusa against Staphylococcus aureus and Streptococcus agalactiae

Se evaluaron las cinéticas de producción de biomasa, producción de ácido láctico, consumo de sustrato y actividad antimicrobiana de Weissella confusa, una bacteria acido láctica con actividad antimicrobiana frente a Streptococcus agalactiae y Staphylococcus aureus, microorganismos productores de mastitis bovina. Las fermentaciones se llevaron a cabo anaeróbicamente en discontinuo utilizando como sustratos, sustrato comercial (SC), leche suplementada con extracto levadura (LEL) y leche suplementada con extracto de levadura y glucosa (LELG) y se compararon los parámetros cinéticos. La mayor inhibición de los patógenos, la mayor producción de ácido láctico y el mayor rendimiento de biomasa se presentó en sustrato LELG. En éste último sustrato al cabo de la cuarta hora de fermentación, se presentó un diámetro de inhibición de 36,33 mm para Staphylococcus aureus y a la octava hora de fermentación 39 mm de diámetro para Streptococcus agalactiae; la producción máxima de ácido láctico fue 13,12 gL-1 (a las 48 h) y la máxima concentración de biomasa fue 3,07 gL-1 (a las 48 h). Estos resultados fueron superiores a los obtenidos en SC donde, para el mismo tiempo de fermentación, se obtuvieron 24,38 mm para Staphylococcus aureus y 30,58 mm de diámetro de inhibición para Streptococcus agalactiae; la mayor producción de ácido láctico fue 11,6 gL-1 (a las 12 h) y la mayor concentración de biomasa fue 1,18 gL-1 (a las 24 h). Los resultados sugieren que el LELG puede convertirse en una alternativa a bajo costo para la producción de Weissella confusa, microorganismo con gran potencial para el control y el tratamiento de mastitis bovina.

The kinetics of biomass and lactic acid production, substrate consumption, antimicrobial activity of Weissella confusa, a lactic acid bacteria with antimicrobial activity against Streptococcus agalactiae and Staphylococcus aureus, bovine-mastitis producing microorganisms, were evaluated. The fermentations were carried out anaerobically in batch using as substrate, commercial substrate (SC), milk supplemented with yeast extract (LEL) and milk supplemented with yeast extract and glucose (LELG) and the kinetic parameters were compared. The greater the inhibition of pathogens, the greater production of lactic acid and the higher yield of biomass is presented on substrate LELG. This substrate presented a diameter of inhibition of 36.33 mm for Staphylococcus aureus after the fourth hour of fermentation and 39 mm of diameter for Streptococcus agalactiae at the eighth hour of fermentation; maximum production of lactic acid was 13.12 gL-1 (at 48 h) and maximum concentration of biomass was 3.07 gL-1 (at 48 h). These results were superior to those obtained on SC where, for the same fermentation time 24.38 mm for Staphylococcus aureus and 30.58 mm diameter of inhibition for Streptococcus agalactiae were obtained; the highest lactic acid production was 11,6 gL-1 (at 12h) and the highest concentration of biomass was 1.18 gL-1 (at 24 h). The results suggest that LELG may become a low cost alternative for the production of Weissella confusa, microorganism with great potential for control and treatment of bovine mastitis.

Study of trace elements vaporization during the sewage sludge combustion

Se estudió el comportamiento de 11 elementos traza durante la incineración de barros cloacales y su co-combustión con residuos sólidos municipales desde el punto de vista termodinámico, con el fin de observar la influencia de diferentes variables del proceso. Los cálculos termodinámicos se realizaron simulando la atmósfera de combustión existente durante la combustión de barros cloacales, en un rango de temperatura entre 200 y 1000 °C, trabajando a presión atmosférica. Se analizó además la presencia de cloro y azufre en dicha atmósfera, debido a que éstos pueden estar presentes durante la co-combustión con residuos sólidos municipales. Desde el punto de vista experimental se incineraron los barros cloacales en un lecho fluidizado. El trabajo se focalizó en el comportamiento de tres metales tóxicos representativos: Cd, Pb y Zn. Los resultados de este estudio permiten concluir, desde el punto de vista termodinámico, que la co-combustión con residuos sólidos municipales no favorecería la vaporización de los elementos traza, ya que los cloruros metálicos reaccionarían con el agua formando óxidos y serían retenidos por la matriz mineral. El estudio experimental nos muestra que la vaporización de los metales pesados es altamente dependiente de las condiciones de operación.

The behavior of 11 trace elements during the sewage sludge combustion and its co-combustion with municipal solid wastes was thermodynamically investigated in order to observe the influence of different operating parameters. The thermodynamic calculations were carried out simulating the existing atmosphere during the sewage sludge combustion, between 200 and 1000°C, working at atmospheric pressure. Also, the contents of chlorine and sulphur in this atmosphere was analyzed, because these elements can exist during the co-combustion with municipal solid waste. Experimentally, the sewage sludge combustion in fluidized bed was carried out. The study was focalized in three representative toxic metals: Cd, Pb, Zn. The results show that the co-combustion with municipal solid wastes makes it difficult trace elements vaporization, since metallic chlorides react with water forming oxides which remain in the mineral matrix. The experimental study confirmed the important dependence of the heavy metals vaporization upon the operating parameters.

Dynamics of the primary production of phytoplankton in tropical lake through the flood pulse

En comparación con los ecosistemas acuáticos de zonas templadas, los lagos de inundación tropicales son sistemas altamente complejos, numerosos pero poco conocidos. Esta investigación evaluó la variación de la producción primaria y la biomasa fitoplanctónica en una estación en la ciénaga Escobillitas del complejo cenagoso de Ayapel, ubicado al norte de Colombia. Se presentó variación de la producción primaria en relación con el pulso de inundación, ya que esta osciló entre 0 (aguas altas en ascenso 2007) y 191.6 mgC m-2 d-1 (aguas altas en descenso 2007) con un valor medio de 108.6 mgC m-2 d-1. Se encontró la mayor producción primaria bruta en aguas altas en descenso, condición acompañada por un mayor registro de biomasa algal, reducción en la eficiencia fotosintética, bajos valores de respiración y de las relaciones P/B y P/R. Entre ciclos hidrológicos consecutivos se presenta variación de los patrones de producción primaria, ya que para la fase de aguas altas en ascenso, en el 2006 se presentó una baja biomasa, con una alta PPB, acompañados de la mayor eficiencia fotosintética y altos valores de la respiración, En contraste, para el mismo periodo hidrológico del pulso de inundación pero en el año 2007, se presentó un aumento de la biomasa, reducción de la PPB, de la eficiencia fotosintética, de la relación P/B y de la respiración. El sistema acuático oscila entre euproductivo y oligoproductivo, lo cual es indicador de una alta dinámica trófica.

Compared to aquatic ecosystems in temperate zones, tropical flood plain lake systems are highly complex, and poorly understood. This work evaluated the variation of primary production and phytoplankton biomass in one station in Escobillitas swamp in the complex of Ayapel system, located in northern Colombia. Primary production presented variation in relation to the flood pulse, as it ranged from 0 (high water ascent in 2007) and 191.6 mgC m-2 d-1 (high water on the decline in 2007) with an average value of 108.6 mgC m-2 d-1. We found the highest gross primary production in high water falling, a condition accompanied by increased algal biomass photosynthetic efficiency, reduction low rates in respiration and the P / B and P / R. ratios. Between consecutive hydrological cycles variations in the patterns of primary production the high water rising in 2006 had a low biomass, high PPB, with the highest photosynthetic efficiency, and low respiration rates; in contrast, for the same period of the hydrological flood pulse in 2007, an increase in biomass and reducing of PPB, photosynthetic efficiency, P / B ratio and respiration were observed. The water system changed between euproductive and oligoproductive, which indicates a high trophic dynamics.

Experimental analysis of the vibration on the draft tube of a Francis hydraulic turbine during operation at different power levels

Severe vibrations are present on the draft tube of a 95 MW hydraulic turbine operating at partial load. Frequent failures on structural elements of the power plant are produced, due to the hydraulic instability inside the draft tube; mainly when the machine operates at partial load. Pressure inside the draft tube and stress on the external draft tube wall were measured at several power levels to identify the power where the conditions are critical for the structure. Also, measurements were conducted at partial load with air injection over the stay vanes and pressure relief on the spiral case. It was found that air injection effectively reduced vibrations while the pressure relief on the spiral case did not produce any useful effect.

En el tubo de aspiración de una turbina hidráulica de 95 MW operando a carga parcial se presentan fuertes vibraciones. Debido a la inestabilidad hidráulica dentro del tubo se presentan fallas frecuentes en elementos estructurales de la planta, principalmente cuando la máquina opera a carga parcial. En este trabajo se midieron las presiones dentro del tubo de aspiración y los esfuerzos en la pared externa del tubo de aspiración a varios niveles de potencia para identificar la potencia donde las condiciones son críticas para la estructura. También, se realizaron mediciones a carga parcial con inyección de aire sobre los alabes fijos y con alivio de presión en el caracol. Se encontró que la inyección de aire reduce efectivamente las vibraciones mientras que el alivio de presión en el caracol no produce ningún efecto útil.

Design and implementation of a digital electrocardiographic system

Trabajar con señales bioeléctricas del cuerpo humano no es una tarea simple. Es necesario conocer aspectos biológicos y eléctricos propios del cuerpo humano. Este trabajo describe conocimiento y pasos necesarios para el diseño e implementación de un sistema digital para la adquisición y tratamiento de una señal eléctrica del cuerpo humano: la señal electrocardiográfica (ECG). Algunos de los aspectos más importantes a ser considerados en la implementación de un sistema de procesamiento digital de señales (DSP, del inglés digital signal processing) para trabajar con señales bioeléctricas humanas son descritos: computación gráfica, diseño de circuitos electrónicos con restricciones de tiempo real, análisis de señales eléctricas del cuerpo humano y diseño de algoritmos en línea. En el contexto de los últimos dos aspectos señalados, se dan a conocer algunos algoritmos de filtrado de la señal ECG y se muestran algunos resultados de mejoras a un algoritmo clásico para la detección de complejos QRS de la señal ECG.

To work with bioelectrical signals of the human body is not an easy work. It is necessary to know some biological and electric aspects of the human body. This paper describes necessary knowledge and steps for designing and implementing a digital system for acquisition and processing of an electric human body signal: electrocardiographic signal (EKG). Some of the most important aspects to be considered in the implementation of a digital signal processing (DSP) system to work with human bioelectric signals are described: graphic computation, electronic circuits design with real time restrictions, human body electric signals analysis and online algorithms design). In the context of the last two indicated aspects, some algorithms for the signal filtering are described and some improvements to a classic algorithm for QRS detection of an ECG signal are shown.

Design optimization of aluminum rims in bending by finite element analysis

El presente trabajo da a conocer el proceso llevado a cabo para la optimización del diseño estructural a fatiga por flexión de llantas de aluminio automotrices en una empresa ubicada en la ciudad de Manizales, Colombia. El proceso se efectuó relacionando los análisis de elementos finitos con los resultados de la prueba física de fatiga por flexión, demostrando que el diseño de llantas de aluminio puede optimizarse reduciendo el tiempo de desarrollo de cada modelo, obteniendo llantas más livianas, lo cual significa ahorro en costos de desarrollo y manufactura del producto con las consecuentes mejoras de eficiencia y desempeño de los vehículos. Además, la incorporación temprana de la simulación el proceso de desarrollo del producto da como resultado diseños que pueden optimizarse antes de fabricar y ensayar los prototipos físicos. El trabajo presentado da a conocer entonces, cómo se ha incorporado exitosamente el análisis de elementos finitos como parte del proceso normal de diseño de llantas de la empresa objeto de estudio, con los consecuentes beneficios en términos de confiabilidad y productividad.

This paper shows the process for optimization of structural design to fatigue bending aluminum wheels in a company located in the city of Manizales, Colombia. The process was conducted relating the finite element analysis with fatigue bending tests results, demonstrating that the design of aluminum wheels can be optimized by reducing the development time of each model, getting lighter wheels, which means savings cost of development and manufacturing of the product with consequent improvements in efficiency and performance of vehicles. Furthermore, if the simulation is performed early in the product development process, designs can be optimized prior to manufacture and testing of physical prototypes. The work presented shows how the finite element analysis has successfully incorporated as part of the wheels normal design process in the company, with consequent benefits in terms of reliability and productivity.

System identification of a DC motor using PSO algorithm

En este artículo se presenta la aplicación del algoritmo Particle Swarm Optimization (PSO) como estrategia de búsqueda para determinar los parámetros de un sistema tipo caja gris. Este proceso de identificación se ilustra utilizando la respuesta a un escalón de un motor DC en lazo abierto. Para agilizar la identificación del sistema a través del uso de PSO, se limita el espacio de búsqueda usando la información que puede extraerse de la respuesta en el dominio del tiempo del sistema a identificar. Los resultados del proceso de identificación de los parámetros del motor se obtienen utilizando la herramienta PSOt disponible para entorno Matlab® desarrollada por Brian Birge.

In this paper an application of Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm is presented as strategy for parameters determination of a grey box system. This system identification process is implemented based on the open loop step response for a DC motor. The vector space is bounded via step time response to speed up the parameter identification. The PSO algorithm is implemented and validated using the PSOt Matlab® toolbox developed by Brian Birge.

Active vibration control of a rotorbearing system based on dynamic stiffness

This paper presents an active vibration control scheme to reduce unbalance induced synchronous vibration in rotorbearing systems supported on two ball bearings, one of which can be automatically moved to control the effective rotor length and, as an immediate consequence, the rotor stiffness. This dynamic stiffness control scheme, based on frequency analysis, speed control and acceleration scheduling, is used to avoid resonant vibration of a rotor system when it passes (runup or coast down) through its first critical speed. Algebraic identification is used for online unbalance estimation at the same time that the rotor is taken to the desired operating speed. Some numerical simulations and experiments are included to show the unbalance compensation properties and robustness of the proposed active vibration control scheme when the rotor is started and operated over the first critical speed.

En este artículo se presenta un esquema de control activo de vibraciones para atenuar las amplitudes de vibración síncrona inducidas por el desbalance en un sistema rotorchumaceras; donde una de las chumaceras puede ser desplazada automáticamente para modificar la longitud efectiva del rotor, y como consecuencia, la rigidez del rotor. El control de la rigidez dinámica se basa en un análisis de la respuesta en frecuencia, control de velocidad y en el uso de esquemas de aceleración, para evadir las amplitudes de la vibración en la resonancia mientras el sistema rotatorio pasa (acelerado o desacelerado) a través de una velocidad crítica. Se utiliza identificación algebraica para estimar el desbalance en línea, mientras el rotor es llevado a la velocidad de operación deseada. Algunas simulaciones numéricas y resultados experimentales son incluidos para mostrar las propiedades de la compensación del desbalance y la robustez del esquema de control activo de vibraciones propuesto, cuando el rotor se opera a una velocidad por encima de la primera velocidad crítica.

Signal compression in radar using FPGA

We present the hardware implementation of radar real time processing procedures using a simple, fast technique based on FPGA (Field Programmable Gate Array) architecture. This processing includes different window procedures during pulse compression in synthetic aperture radar (SAR). The radar signal compression processing is realized using matched filter, and classical and novel window functions, where we focus on better solution for minimum values of sidelobes. The proposed architecture exploits the parallel computing resources of FPGA devices to achieve better computation speed. Experimental investigations have shown that the best results for pulse compression performance have been obtained using atomic functions, improving the performance of the radar system in the presence of noise, obtaining small degradation in range resolution. Implementation of the signal processing in the radar system for real time mode is discussed here and the effectiveness of the proposed hardware architecture has been justified.

El presente artículo muestra la puesta en práctica de hardware para realizar el procesamiento en tiempo real de la señal de radar usando una técnica simple, rápida basada en arquitectura de FPGA (Field Programmable Gate Array). El proceso incluye diversos procedimientos de enventanado durante la compresión del pulso del radar de apertura sintética (SAR). El proceso de compresión de la señal de radar se hace con un filtro acoplado. que aplica funciones clásicas y nuevas de enventanado, donde nos centramos en obtener una mejor atenuación para los valores de lóbulos laterales. La arquitectura propuesta explota los recursos de computación paralela de los dispositivos FPGA para alcanzar una mejor velocidad de cómputo. Las investigaciones experimentales han demostrado que los mejores resultados para el funcionamiento de la compresión del pulso se han obtenido usando las funciones atómicas, mejorando el funcionamiento del sistema del radar en presencia de ruido, y consiguiendo una pequeña degradación en la resolución de rango. La puesta en práctica del tratamiento de señales en el sistema de radar en tiempo real se discute y se justifica la eficiencia de la arquitectura de hardware propuesta.

Architecture and performance of optical packet switching router architecture for future Internet networks

En este artículo se describe la arquitectura, funcionamiento y prestaciones de un prototipo de router de conmutación de paquetes ópticos con intercambio de etiqueta y con capacidad para procesar dos canales independientes. Además se describen los principales subsistemas usados en la arquitectura del router óptico de conmutación de paquetes en el cual se transportan 10Gb/s NRZ de carga de datos junto con 155Mb/s NRZ de etiqueta codificada en SCM sobre una subportadora de RF de 18GHz.

This paper describes the architecture, operation and performance of an optical packet switching node prototype with 2 wavelength/channels and label swapping capabilities. Also, the main subsystems of the node to route and forward optical packets at 10 Gb/s NRZ based on the155 Mb/s 18GHz- SCM encoded label are described.

A harmony search algorithm for clustering with feature selection

This paper presents a new clustering algorithm, called IHSK, with feature selection in a linear order of complexity. The algorithm is based on the combination of the harmony search and K-means algorithms. Feature selection uses both the concept of variability and a heuristic method that penalizes the presence of dimensions with a low probability of contributing to the current solution. The algorithm was tested with sets of synthetic and real data, obtaining promising results.

En este artículo se presenta un nuevo algoritmo de clustering denominado IHSK, con la capacidad de seleccionar características en un orden de complejidad lineal. El algoritmo es inspirado en la combinación de los algoritmos de búsqueda armónica y K-means. Para la selección de las características se usó el concepto de variabilidad y un método heurístico que penaliza la presencia de dimensiones con baja probabilidad de aportar en la solución actual. El algoritmo fue probado con conjuntos de datos sintéticos y reales, obteniendo resultados prometedores.

Detection and correction of inconsistencies of cyclical references in database logical schemas

La transformación de esquemas conceptuales a esquemas lógicos llevada a cabo por herramientas de diseño de bases de datos puede traer como resultado esquemas lógicos que presenten algún tipo de inconsistencia y por consiguiente los esquemas físicos tendrán problemas de implementación. En este trabajo se analiza un tipo de inconsistencia (nombrada por los autores como "inconsistencia de referencias cíclicas") que puede presentarse en el esquema lógico de la base de datos y se propone un algoritmo para su detección y corrección. Este algoritmo puede ser implementado en herramientas de diseño de bases de datos.

The transformations of conceptual schemes into logical schemes carried out by database design tools may result in logical schemes that present some kind of inconsistence and therefore the physical schemes will have implementation problems. This work presents an algorithm that allows detecting and correcting these inconsistencies in the logical schema. This algorithm can be implemented in a database design tool.

On classification improvement by using an approximate discriminative hidden Markov model

HMMs are statistical models used in a very successful and effective form in speech recognition. However, HMM is a general model to describe the dynamic of stochastic processes; therefore it can be applied to a huge variety of biomedical signals. Usually, the HMM parameters are estimated by means of MLE (Maximum Likelihood Estimation) criterion. Nevertheless, MLE has as disadvantage that the distribution it is wanted to adjust is the distribution of each class, besides the models and/or data of other classes do not participate in the parameter re-estimation, as a result, the ML criterion is not directly related to reduce the error rate; it has led to many researchers to choice other training techniques known as discriminative training, including maximum mutual information (MMI) estimation. In this work, we carry out an EEG classification in order to compare HMM trained with both ML estimation and MMI estimation. The obtained results show a better performance in all database used.

Los modelos ocultos de Markov (HMM) son modelos estadísticos usados de forma efectiva en procesamiento del habla. Aunque, siendo orientado al análisis de procesos estocásticos puede ser aplicado a una alta variedad de tareas relacionadas con el proceso e identificación con señales biomédicas. Tradicionalmente, los parámetros HMM son estimados bajo el criterio de máxima verosimilitud (entrenamiento generativo). Sin embargo, la estimación en este caso tiene como desventaja que la distribución que se quiere ajustar es la distribución de cada clase, y además los modelos y/o datos de otras clases no participan en la re-estimación de los parámetros, como consecuencia, el criterio MLE (Maximum Likelihood Estimation) no esta relacionado directamente con el objetivo de reducción de la tasa de error, lo que ha llevado a muchos investigadores a optar por técnicas de entrenamiento conocidas como entrenamiento discriminativo, en el que se encuentra la estimación de máxima información mutua. Este trabajo se realiza una comparación entre las técnicas de entrenamiento generativo y discriminativo para casos concretos de detección de patologías en señales de voz, fonocardiografía y electroencefalografía. Los resultados obtenidos muestran un mejor desempeño de la técnica discriminativa sobre la generativa en todas las bases de datos usadas.

Ontological approach to knowledge management in software maintenance

Muchos documentos describen diseños ontológicos, pero pocos explican cómo se puede diseñar una ontología; además, muy pocos se enfocan en la aplicación de técnicas de gestión del conocimiento para el mantenimiento del software. En este trabajo se hace un análisis de varias de las ontologías propuestas para responder a esta necesidad, con la finalidad de que algunas de sus ideas puedan ayudar a las organizaciones de desarrollo de software en trabajos similares, y se describe una metodología para estructurar una ontología que, además del área del mantenimiento del software, se pueda aplicar a otras áreas del conocimiento.

Many papers describe ontological designs but few explain how to design ontology. Moreover, very few focus on applying knowledge management techniques for software maintenance. This paper provides an analysis of several of the ontology's proposed to address this need, in order that some of their ideas can help software development organizations in similar work, and describes a methodology for structuring an ontology that, besides the area of software maintenance, can be applied in other areas of knowledge.

Emulation and remote experimentation as support resources in a PBL approach for control systems

This paper presents the use of a platform with emulation and remote experimentation tools to support a Project-Based Learning approach for courses of linear-control systems. Emulation and remote experimentation are incorporated as experimentation resources in the academic activities of the approach. The platform resources allow defining projects within new contexts and observing the dynamics of control complex problems from diverse nature. Moreover, emulation is used to experiment with non-available systems in the laboratory and observe the controller performance before implementation in real contexts. This work describes the learning approach, platform, and its different operation conditions. These conditions are shown through the emulation of a DC motor model with oscillating mode. Finally, this paper presents the results of a survey used to evaluate the platform, emphasizing on the assessment of the emulation tool as a learning resource.

Este artículo presenta la utilización de una plataforma con herramientas de emulación y experimentación remota como recursos de apoyo en un enfoque de aprendizaje basado en proyectos para cursos de sistemas de control lineal. La emulación y la experimentación remota se incorporan como recursos de experimentación en las actividades académicas de este enfoque. Los recursos de la plataforma permiten la definición de proyectos en nuevos contextos y observar la dinámica de problemas complejos de control de diversa naturaleza. Adicionalmente, la emulación se utiliza para experimentar con sistemas no disponibles en el laboratorio y observar el desempeño de los controladores antes de su implementación en contextos reales. Este trabajo describe el enfoque de aprendizaje, la plataforma, y sus diferentes condiciones de operación. Estas condiciones se muestran a través de la emulación de un modelo de un motor DC con modo oscilante en la carga. Por último, este documento presenta los resultados de la encuesta utilizada para evaluar la plataforma, haciendo énfasis en la evaluación de la herramienta de emulación como recurso de aprendizaje.

Variables that dynamize access to information and communication technologies in middle income families from Aburrá Valley

This paper presents the methodology for the selection of the most important or essential variables to access information and communication technologies (ICT) in middle-income families from a developing country. The variables are chosen through a combination of three different methods for the interpretation of the results based on structural analysis using MICMAC (Impact Matrix Cross-reference Multiplication) software.

El presente artículo muestra una metodología para seleccionar las variables que tengan una influencia significativa en la dinamización del acceso a las tecnologías de información y comunicación (TIC) en las familias de ingreso medio en el Valle de Aburrá, así como las interrelaciones principales entre esas variables. Las variables se escogen a partir de la combinación de tres métodos de interpretación de resultados, basados en Análisis Estructural con el software MICMAC (Impact Matrix Cross-reference Multiplication).

Benefits of using ad-hoc inventory management models in the presence of return flows

En este trabajo se analiza el impacto de la logística reversa en los modelos de gestión de inventarios a través del análisis de las implicancias y extensiones de algunos modelos estudiados en la literatura. A través de experimentación con modelos de inventario determinísticos encontramos que en gran parten de los escenarios estudiados, los costos de utilizar modelos clásicos de gestión de inventarios son superiores a modelos que toman en cuenta los flujos de retorno. Solo en casos muy particulares en donde el costo de mantención de stocks en el taller de reparables era muy elevado, se observaba la conveniencia del uso de los modelos tradicionales en detrimento de los que consideran flujos de retorno. Se puede observar además que no existen comparaciones cuantitativas entre una gestión tradicional de inventarios y una que considere los flujos de retorno.

In this work we analyze the impact of reverse logistics in inventory management models through the analysis of implications and extensions of some literature models. Through experimentation with deterministic inventory models we found that in most cases, the traditional inventory management costs are higher than the models considering return flows. Only in few cases, mainly when the recoverable inventory holding cost was very high in relation to the serviceable inventory holding cost, the benefits of ad-hoc models was negligible. We also observe that there is no quantitative comparison in the literature between a traditional inventory management and one which considers return flows.