Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

Obituario: En Memoria de la profesora Consuelo Montes de C.

A method for estimating the position and direction of a leader of a set of moving objects

Movement patterns can be identified when studying a group of moving entities such as a group of people, a flock of birds, a school of fish, a convoy of vehicles, among others. In this paper, it is analyzed a pattern, known as leadership. Informally, this pattern is characterized by a moving entity called leader that motivates or represents the behavior of the group in order to reach a goal during a period. A formal method is proposed to estimate the position and the direction where a leader should be located and headed at a timepoint in order to lead a group. These estimations can also be useful to check the consistency of the data about a leadership pattern, and to estimate the missing information (position and direction) of a leader at a specific time, i.e., an imputation process. In order to show the expediency of the proposal, a series of experiments were implemented and conducted using Netlogo, a programmable modeling environment for simulating natural and social phenomena.

Patrones de movimiento pueden ser identificados cuando se estudia un grupo de entidades móviles, como un grupo de personas, una bandada de pájaros, un banco de peces, un convoy de vehículos, entre otros. En este artículo, se analiza un patrón, conocido como liderazgo. Informalmente, este patrón se caracteriza por una entidad móvil llamada líder que motiva o representa el comportamiento de un grupo con el fin de alcanzar un objetivo durante un período. Se propone un método formal para estimar la posición y la dirección donde un líder debería estar ubicado y orientado en un punto del tiempo con el fin de liderar un grupo. Estas estimaciones pueden también ser útiles para verificar la consistencia de los datos de un patrón de liderazgo y para estimar la información faltante (posición y dirección) de un líder en un tiempo específico, i.e., un proceso de imputación. Con el fin de mostrar la conveniencia de la propuesta, se implementó y se desarrolló una serie de experimentos mediante Netlogo, un entorno programable de modelado para la simulación de fenómenos naturales y sociales.

Integral and dynamic methodology applied to scheduling and control project

Este trabajo presenta la aplicación de la metodología integral y dinámica en la programación y control dinámico de proyectos. Para esto, a partir de la metodología se desarrolla un modelo que combina redes de actividad AON (actividad en el nodo) bajo los supuestos CPM, ejecución multimodo y dinámica de sistemas. El modelo se operacionaliza por medio del desarrollo de una red de programación y una red de ejecución que interactúan a través de un bucle de control. La propuesta se valida utilizando las redes de 16 actividades de la librería MRCPSP de PSPLIB. El modelo derivado de la metodología presenta ventajas significativas en los indicadores característicos en gestión de proyectos. El trabajo concluye con la propuesta de nuevas combinaciones de herramientas, que unidas a la metodología permiten abordar problemas de programación y control de proyectos con mayor variabilidad y complejidad.

This paper presents the implementation of the integral and dynamic methodology in the scheduling and dynamic control of projects. For this purpose and using the above-mentioned methodology, a model which combines activity networks AON (activity on node), CPM, multimode execution and system dynamics is developed. The model is operationalized by developing two separate networks, i.e., a scheduling network on the one hand and the execution network on the other hand, in order to interact through a control loop. The proposal is validated using activity networks with 16 activities selected from MRCPSP of PSPLIB library. The model derived from the methodology has significant advantages in characteristic indicators of the project management. The paper concludes with a proposal of new combinations of tools, which, together with the methodology, can address problems of scheduling and control of projects with greater variability and complexity.

Tests with two heuristic search strategies in the simulated annealing algorithm for an inventory problem

El principal problema en los resultados obtenidos con metaheurísticas implementadas para resolver instancias del problema de reaprovisionamiento multiproducto es el deterioro de la calidad de la solución. Se ha observado que las implementaciones se han concentrado en los parámetros del algoritmo prestando poca atención a la estrategia para acceder a la solución vecina. En este trabajo se estudia experimentalmente una implementación del algoritmo Recocido Simulado explorando los parámetros del algoritmo, además se estudian dos esquemas de obtención de la solución vecina realizando las comparaciones con el algoritmo RAND. El estudio se realiza mediante un diseño 2 factorial sobre 2.000 instancias generadas aleatoriamente, los resultados muestran que bajo las mismas combinaciones de parámetros del algoritmo recocido simulado, el esquema de perturbar una variable a la vez proporciona resultados muy pobres ya que devuelve la solución óptima con menor frecuencia, en cambio al acceder a la solución vecina tomando en cuenta grupos de productos, se obtienen mejores resultados y el algoritmo Recocido Simulado se comporta de manera robusta frente al incremento en el tamaño del problema.

The problem in the results when implemented metaheuristics techniques to solve instances of the problem of multi-product replenishment is the deterioration of the quality of the solution. It was noted that the implementations have focused on the parameters of the algorithm paying little attention to the strategy to access the neighboring solution. In this paper, we study experimentally an implementation of Simulated Annealing algorithm exploring several combinations of parameters and also, two schemes for obtaining the neighbor solution by comparison with the RAND algorithm. A 2-factorial experimental design was constructed and the study was conducted over 2.000 randomly generated instances, the results show that under the same combinations of parameters, perturbing a variable at a time provides poor results, however, to access the neighbor solution taking into account families of products provides better results and Simulated Annealing algorithm behaves robust against the increase in the size of the problem.

Potential use of focused logistics in disaster relief logistic systems. A conceptual analysis

La logística focalizada ha sido desarrollada para responder a entornos asimétricos, inseguros y muy variables, propios de los escenarios militares actuales, sin embargo estos escenarios comparten muchas características con los generados por los desastres naturales, por lo que el propósito de este artículo es mostrar desde la perspectiva conceptual como se podría aplicar la logística focalizada a la operación de los sistemas logísticos de atención de desastres. Para esto se parte del análisis de los entornos de operación militar y de desastres, los cuales se describen y comparan entre sí, y con los entornos empresariales, para determinar que conceptos de logística focalizada son aplicables a los sistemas logísticos humanitarios, finalmente se comparan las estructuras básicas de los sistemas logísticos militar y humanitario y se identifican modelos cuantitativos potencialmente transferibles entre ambos tipos de sistemas. La investigación encontró que dada la similitud de condiciones de operación de los sistemas logísticos militares y humanitarios, son aplicables a la atención de desastres los conceptos funcionales originados en logística focalizada, así como sus metas, capacidades básicas de implementación y varios conceptos emergentes. La novedad de la investigación radica principalmente en la propuesta de utilizar logística focalizada en sistemas logísticos humanitarios con el fin de mejorar sus tiempos de respuesta y la eficiencia en el uso de los recursos destinados a atender la población afectada.

The Focused logistics has been developed in order to respond to the asymmetric, uncertain and variable environments characteristics for the actual military scenes. Military scenes have many similarities with the scenes generated in natural disasters events. The aim of the work is to show, from the conceptual perspective, how focused logistics principles can be applied to the logistics operations in natural disasters relief. First an analysis and comparison between military and humanitarian operations was developed. This allowed us to establish which concepts of the focused logistics can be applied to humanitarian logistics problems. Second a comparison between the basic structures of the military logistic system operations and humanitarian logistics systems operations was used to identify potential quantitative models that can be transfer between the systems. Because of the similarity between the operations in military and humanitarian logistics systems, we concluded that focused logistics concepts can be applied in both. So, functional and emerging concepts, besides the principal goals and basic capabilities can be applied successfully. The new knowledge developed in this work is the use of focused logistics concepts as tool to improve response times and efficiency in humanitarian disaster relief.

Experimental analysis of factors affecting mobile phone use while driving

Aunque es un comportamiento común, está comprobado que usar el teléfono móvil mientras se conduce aumenta el riesgo de accidentes de tránsito debido a una disminución en la capacidad de reacción de los conductores; con el fin de perfeccionar las políticas conducentes a controlar este problema es importante estudiar los factores que definen esta conducta. Con datos de encuestas de preferencias declaradas aplicadas en Tunja (Colombia) se estimó un modelo de coeficientes aleatorios que explica el comportamiento de los conductores frente al uso del teléfono móvil mediante variables tales como género, antigüedad de la licencia, reducción de la velocidad, importancia de la llamada, condición de viajar en compañía, velocidad y costo de la multa. Se encontró que en este contexto la variable más importante es el costo de la multa con una elasticidad media de -1,236.

While this is common behavior, has been found that mobile phone use while driving increases the risk of traffic accidents due to a decrease in driver reaction. To study the factors that define this behavior is important to refine policies to limit this. Using data from stated preference surveys implemented in Tunja (Colombia) was estimated a random coefficient model that explains why drivers use mobile phones while driving, using variables such as gender, old driving license, the speed reduction , importance of the phone call, travel alone or with, velocity and traffic ticket. In this context it was found that the most important variable is the traffic ticket with an elasticity of -1.236.

Yeast immobilization in lignocellulosic wastes for ethanol production in packed bed bioreactor

This study is focused on the development of an immobilization process of yeast cells in waste lignocellulosic materials and their evaluation in the ethanol production by using packed bed bioreactors. We evaluated four different waste lignocellulosic materials: wood shavings, cane bagasse, corn cobs and corn leaves. The characterization made it possible to establish the microscopic structural differences between the four materials, as well as the differences in composition of lignin, cellulose, hemicelluloses and ash. A protocol for packaging materials and a quantification methodology of immobilized biomass was developed. An experimental design was conducted to determine the effects of the size of lignocellulosic materials on cell immobilization and to establish the effects of the flow rate in the immobilized cells when the fermentation is performed in packed bed bioreactors. Under the established experimental conditions we determined the size and flow rate that provided the better operational stability for the fermentation in packed bed bioreactor. The result of the study showed that the material in which the biggest amount of cells was immobilized was the sugar cane bagasse, and we obtained a value of 0.04657 dry immobilized biomass gX/gS (grams of dry biomass per grams of lignocellulosic material). This amount of immobilized biomass is significant compared to the values reported by other authors. As a result of the experimental design of the influence of flow and size of the carrier on the immobilization, it was established that there is no significant statistical difference in the range of the values used in the experiment (size of 3.4; 6.7 and 10 mm and flow rate of 0.36; 1.6 and 3.33 ml/s), so the best conditions for cell immobilization could be established taking into account the operational conditions and system stability. The size of the carrier selected was 3.4 mm and the flow rate of 0.36 ml/s. In the fermentations carried out in packed bed bioreactors with the biocatalyst (carrier + yeast), it was possible to obtain an increase of the amount of immobilized cells up to a value of 0.1444 ± 0.0061 grams of biomass after 12 hours of fermentation. Ethanol production using these biocatalysts reached a value of 20 g/L in 12 hours fermentation batch, equivalent to a volumetric productivity of 1.67 g/Lh. The results have established the implementation potential of ethanol production by continuous fermentation with immobilized cells in waste lignocellulosic materials.

El presente estudio se ha orientado hacia el desarrollo de un proceso de inmovilización de células de levaduras en residuos de materiales lignocelulosicos y a su evaluación en la producción de etanol mediante el uso de biorreactores de lecho empacado. Se evaluaron cuatro diferentes residuos de materiales lignocelulosicos: viruta de madera, bagazo de caña, tusa y capacho de maíz. La caracterización realizada permitió establecer las diferencias estructurales microscópicas que presentan los cuatro materiales, al igual que las diferencias en composición de lignina, celulosa, hemicelulosa y cenizas. Se desarrolló un protocolo para el acondicionamiento de los materiales y una metodología de cuantificación de biomasa inmovilizada. Se realizó un diseño experimental para determinar el efecto del tamaño de los materiales lignocelulósicos en la inmovilización celular y para establecer el efecto del caudal empleado en el proceso de inmovilización en los biorreactores de lecho empacado. Bajo las condiciones experimentales establecidas se determinó el tamaño y caudal que mejor estabilidad operacional proporcionaron a la fermentación en el biorreactor de lecho empacado. Como resultado del estudio se obtuvo que el material en el que se inmovilizó mayor cantidad de células de levadura fue el bagazo de caña, se obtuvo un valor de biomasa seca inmovilizada de 0,04657 gX/gS (gramos de biomasa por gramos de material lignocelulósico empleado). Esta cantidad de biomasa inmovilizada es significativa comparada con los valores reportados por otros autores. Como resultado del diseño experimental de la influencia del caudal y el tamaño del soporte en la inmovilización se pudo establecer que no existe diferencia estadística significativa en el rango de valores empleados en la experimentación (tamaño de 3,4, 6,7 y 10 mm y caudal de 0,36, 1,6 y 3,33 ml/s), así que las mejores condiciones para la inmovilización celular pudieron ser establecidas teniendo en cuenta las condiciones operacionales y estabilidad del sistema, el tamaño de soporte empleado fue de 3,4 mm y el caudal de 0,36 ml/s. En las fermentaciones realizadas en los biorreactores de lecho empacado con el biocatalizador (soporte + levaduras), se logró obtener un aumento en la cantidad de células inmovilizadas hasta un valor de 0,1444 ± 0,0061 gramos de biomasa inmovilizada después de 12 horas de fermentación. La producción de etanol empleando estos biocatalizadores alcanzó un valor de 20 g/L en 12 horas de fermentación por lote, es decir, una productividad volumétrica de 1,67 g/Lh. Los resultados obtenidos han permitido establecer el potencial de la implementación de la producción de etanol mediante fermentaciones en continuo con células inmovilizadas en residuos de materiales lignocelulosicos.

Phase diagram of polymer electrolyte: (x)(PEO) - ( 1-x)CF₃COOLi

Solid polymer electrolytes based on poly(ethylene oxide) (PEO) and lithium trifluoroacetate (CF3COOLi) were prepared by a solvent casting method by different concentrations of salt. The membranes resulting of slow evaporation were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC) and its phase diagram was drawing for a second thermal scan. The DSC curves on the first thermal cycle show three anomalies at 303, 338 and 393 K, that are slightly shifted with the salt content. For high concentrations, the intensity of the endothermic peak associated with the melting point of PEO (338 K) decreases, that one for the third transition increases with the salt content, the second peak (melting point of PEO) disappear when the concentration reaches the value of X = 0,405 (given in fraction of mass: salt/(salt + polymer)). These results and the change of conductivity demonstrate the formation of a new complex between the PEO and the CF3COOLi.

A partir de poli(oxido de etileno) y trifluoro acetato litio (CF3COOLi), se prepararon electrolitos sólidos poliméricos por el método de solución, para diferentes concentraciones de sal. Las membranas resultantes de la evaporación lenta, se analizaron por calorimetría diferencial de barrido (DSC) y se realizó un diagrama de fases a partir de los segundos calentamientos. Las curvas de DSC para un primer barrido muestran tres anomalías a 303, 308 y 393 K, las que cambian lentamente con el contenido de sal. Para altas concentraciones, la intensidad del pico endotérmico asociado con el punto de fusión del PEO (338K) decrece, mientras que para la tercera anomalía (asociada a la fusión del complejo PEO:sal) la intensidad aumenta. La segunda anomalía desaparece por completo, cuando la concentración de sal alcanza un valor de X = 0,405 (dada en fracción de masa: sal/(sal + PEO)). Estos resultados junto alta conductividad del sistema, muestran la formación de un nuevo complejo entre el PEO y la sal.

Kinetic of the photooxidation of 4-chlorophenol with singlet oxygen generated by the tetra(4- carboxyphenyl)porphyrin adsorbed on silicon dioxide

La foto oxidación del 4-clorofenol con oxígeno singulete fue estudiada en solución acuosa. Las reacciones fueron realizadas, en un sistema heterogéneo, usando la tetra(4-carboxifenil)porfirina adsorbida sobre dióxido de silicio (TcPPH/SiO2) como sensibilizador. La fotogeneración de oxígeno singulete producido por la TcPPH/SiO2 con luz visible fue analizada por resonancia paramagnética electrónica (EPR) usando la técnica de spin trapping. La hidroquinona y benzoquinona fueron identificados por HPLC como los productos principales de la reacción de fotooxidación. La fotooxidación catalítica del 4-clorofenol sigue una cinética global de Langmuir-Hinshelwood.

The photooxidation of 4-chlorophenol by singlet oxygen was studied in aqueous solution. The reactions were carried in a heterogeneous system using tetra(4-carboxyphenyl)porphyrin as a sensitizer adsorbed on silicon dioxide (TcPPH/SiO2). The generation of singlet oxygen produced during photosensitization of TcPPH/SiO2 with visible light was analyzed by electron paramagnetic resonance (EPR) studies using spin trapping technique. Hydroquinone and benzoquinone were identified by HPLC as the main products of the photooxidation. The photooxidation of 4-chlorophenol followed a global kinetic Langmuir-Hinshelwood.

Hydrochemical background of the Salar de Aguas Calientes I (Chile)

El Salar de Aguas Calientes I es un sistema salino del Altiplano chileno, situado a 4.280 m.s.n.m, expuesto a condiciones ambientales áridas. El presente trabajo da cuenta del estudio hidroquímico de las soluciones superficiales existentes en el salar, tanto de soluciones diluidas como concentradas en surgencias y acumulaciones lacustres, así como de la mineralogía de las sales precipitadas por evaporación de estas aguas lacustres. Los principales aportes de agua al salar ingresan por la zona norte y por el sector sur, siendo estos últimos de carácter termal. Los restantes aportes se limitan a escasas precipitaciones en forma de escorrentía superficial o subsuperficial. Todas estas aguas circulan hacia las zonas más bajas del salar, y se acumulan en distintos puntos a lo largo de su sector occidental como consecuencia de un ligero basculamiento en su superficie. Los resultados del análisis químico indican que, a pesar de tratarse de aguas con grados de concentración variable y que oscilan entre muy diluidas y altamente concentradas, todas ellas pertenecen al tipo químico Na-Cl, debido a la interacción de las aguas con los depósitos salinos preexistentes en el salar, en los que predominan halita y yeso. Además, todas las soluciones mostraron elevados contenidos en elementos químicos asociados a actividad hidrotermal como son Li, B y As, encontrándose este último en rangos de toxicidad incluso en las muestras diluidas. En el margen norte del salar, las aguas de una surgencia no termal caracterizadas por ser de muy baja concentración en sales minerales, discurren hacia el salar, alimentando una zona de bofedal en la que se desarrolla importante vida vegetal y sirven de sustento a los rebaños de camélidos del área. En cambio, las aguas de los sectores central y meridional (donde se encuentra una surgencia de carácter termal) son mucho más concentradas, acumulándose en lagunas desprovistas de desarrollo vegetal. El análisis mineralógico de las sales periféricas a las lagunas y el tratamiento de los datos fisicoquímicos de las aguas muestreadas, indican que los procesos activos de concentración por evaporación, dan lugar a la precipitación de halita y yeso. A partir de de las características hidroquímicas del salar podemos enfatizar que, el sector norte es el más interesante desde el punto de vista ambiental, ya que constituye un refugio para comunidades vegetales y de camélidos, siendo éste el más sensible a cualquier cambio provocado en el futuro por la explotación de los recursos del salar, principalmente boratos.

The salar ''Aguas Calientes I'' is a saline system located in the Chilean altiplane at 4.280 m.a.s.l, and exposed to arid climatic conditions. Chemistry of waters exposed in the salar surface has been studied in this work. During the field survey, several sectors with surficial waters were accurately located by means of GPS, and solutions in springs, wetlands, and saline ponds were sampled. Samples were adequately stored and carried to laboratory for chemical analysis. In several places, saline solid material was also collected for mineralogical analysis. The main water inputs to the salar are situated in the northern and southern areas, this latter being thermal. Other inputs are the scarce precipitations that enter into the salar as surficial and/or subsurficial runoff. All these waters circulate towards the lowest areas of salar, being accumulated in several ponds along the western edge as consequence of a light tilting of salar surface. The water chemistry indicate that all of them belong to the same chemical type, Na-Cl, despite the high dispersion in solute content. This is due to the interaction between solutions and underground saline deposits of salar, mainly composed of halite and gypsum. Moreover, concentrations of Li, B, and As were high for all samples, typical of waters related to hydrothermal activity. In the case of As all samples show concentrations above toxicity level, even in the most diluted. The non-thermal fresh spring waters outcropping in the northern margin flow towards the salar, feeding along their course an important wetland (locally named bofedal) and supplying fresh water to herds of camelids. On the contrary, waters present in central and southern areas of salar are highly concentrated in ponds without plants in their margins. Ponds are rimmed by saline minerals, whose mineralogical analysis together with physicochemical calculations on water chemical data indicate an active process of mineral precipitation involving halite and gypsum. Hydrology and water chemistry show that the northern sector of salar is the most interesting from the environmental point of view, since it offers the most suitable conditions in the region for development and maintenance of plants and camelids. Nevertheless, it is the most vulnerable to any potential change related to future economic developments as, for example, borate extraction.

Perspective of use of expanded polystyrene as an alternative waterproof coating for electrodes used in underwater wet welding

La soldadura subacuática mojada, usando el proceso manual con electrodo revestido (SMAW), es actualmente la técnica más empleada para realizar trabajos de reparación en condiciones subacuática (mojada), debido a las características de maniobrabilidad propias del proceso. El revestimiento es la parte estructural del electrodo que más influye sobre su campo de aplicación, por tanto su impermeabilización es requisito indispensable, la cual se realiza mediante la aplicación de capas impermeables sobre el mismo, utilizándose habitualmente para esta operación resinas, ceras, parafinas o barnices. En el trabajo se presenta una evaluación preliminar, acerca del uso del poliestireno reciclado como alternativa para la fabricación de un impermeabilizante para estos electrodos, abordándose las características principales de su preparación y forma de aplicación. Para realizar la evaluación de este nuevo impermeabilizante, se realizaron depósitos de soldadura en lámina de agua y a 50 m de profundidad, comparándose el desempeño de los electrodos impermeabilizados con el barniz tradicional y con la nueva formulación, fundamentalmente en lo referido a la apariencia superficial del cordón y a la formación de poros en el metal depositado a 50 m de profundidad, además fue realizada la caracterización química a los depósitos obtenidos en lámina de agua. La evaluación preliminar evidenció la factibilidad de emplear el poliestireno expandido como material alternativo para la fabricación de impermeabilizante para los electrodos empleados en operaciones de soldadura subacuática mojada.

Underwater wet welding, using shield metal arc welding (SMAW) manual process with coated electrode, is currently the most widely used technique for repair working in underwater wet conditions because it’s easy maneuverability characteristics. The coating is the structural part of the electrode with the greatest influence on its scope, so that its waterproofing is a prerequisite, which is performed by applying impermeable layers on it, commonly used for this operation, resins, waxes, paraffins or varnishes. This paper presents a preliminary assessment regarding the use of recycled polystyrene as an alternative for waterproof for these electrodes, addressing the main features of their preparation and application form. To evaluate this new waterproof, weld deposits were made with coated electrodes painted with polystyrene at a water depth of 50 m, comparing the performance of it with traditional varnishes, mainly with regard to the surface appearance of weld bead and the formation of pores in the weld metal. The chemical characterization of deposits obtained at a water depth also was performed. The preliminary results of the evaluation showed the feasibility of using expanded polystyrene as an alternative material for the manufacture of waterproofing for the electrodes used in underwater wet welding.

Power system capacity expansion planning model considering carbon emissions constraints

This paper presents a power system capacity expansion planning model considering carbon emissions constraints. In addition to the traditional technical and economical issues usually considered in the planning process, two environmental policies that consist on the taxation and the annual limits of carbon dioxide (CO2) emissions are considered. Furthermore, the gradual retirement of old inefficient generation plants has been included. The approach guarantees a cleaner electricity production in the expanded power system at a relatively low cost. The proposed model considers the transmission system and is applied to a 4-region and 11-region power systems over a 20-year planning horizon. Results show practical investment decisions in terms of sustainability and costs.

Este artículo presenta un modelo de planeamiento de expansión de la capacidad de sistemas de potencia considerando restricciones en emisiones de carbono. Además de los aspectos técnicos y económicos considerados usualmente en el proceso de planeamiento, se consideran dos políticas ambientales que consisten en el cobro de un impuesto y un límite anual a las emisiones de dióxido de carbono (CO2). Adicionalmente se ha incluido el retiro gradual de las plantas de generación ineficientes. Este abordaje garantiza una producción de electricidad más limpia en el sistema expandido a un costo relativamente bajo. El modelo propuesto considera la red de transmisión y es aplicado a un sistema de potencia de prueba de 4 regiones y a uno de 11 regiones para un horizonte de planeación de 20 años. Los resultados muestran decisiones de inversión prácticas en términos de sostenibilidad y costos.

Achievable transmission rate in an IEEE 802.11 Manet link

For management purposes, it is very important to estimate the available bandwidth for each link in a MANET, in an accurate, timely and efficient way. In this paper we show analytical results on the probability distribution function of the bandwidth of a link in a MANET based on IEEE 802.11, that take into account transmission errors. We also show some analytical results on the fraction of time the channel is available for a given virtual link, so the effects of other transmitting nodes can also be taken into account. Together, these results can be usefully exploited in an efficient, accurate and distributed available bandwidth estimation mechanism.

Para propósitos de gestión, es muy importante estimar el ancho de banda disponible en cada enlace de una red MANET, de una manera precisa, oportuna y eficiente. En este artículo mostramos resultados analíticos sobre la función de distribución de probabilidad del ancho de banda de un enlace en una red MANET basada en IEEE 802.11, los cuales tienen en cuenta errores de transmisión. También mostramos algunos resultados analíticos sobre la fracción de tiempo en que el canal está disponible para un enlace virtual dado, de tal manera que los efectos de las transmisiones de otros nodos puedan tenerse también en cuenta. Conjuntamente, estos resultados pueden ser explotados en un mecanismo de estimación de ancho de banda disponible que puede resultar eficiente, preciso y distribuido.

An enhanced vector diagram of Maxwell's equations for chiral media

A vector diagram of Maxwell’s time-harmonic equations in homogeneous isotropic media is derived and proposed so as to include chiral media. The diagram may be used to obtain a number of common relationships between fields, potentials and source by equating appropriate components of the vectors in it. The construction of the diagram is based on the formal similarity between many theorems of vector calculus and those of vector algebra. Construction of the diagrams for two different gauge choices, Lorentz and Coulomb’s gauges, is explained in detail and some of equations which can possibly be derived from one of the diagram are presented. In this work this approach is applied to a numerical calculation of a two-dimensional chiral slab. This work could be a tool for designing Wireless Communications Systems devices, in a spectral range from 1 GHz to about 60 GHz, for example, duplexers based on power splitters and a rear frequency selective filtering though the use of SRR/ CSRR (splits ring resonator)/ (coplanar SRR) cells. The circuit devices using SRR/CSRR have a very small size, due to its operations in a sub-lambda system. Also this work may be useful to discuss the design, among others, of a circularly polarized printed patch for S- Band and different types of filters and others devices using metamaterials and Coplanar Wave Guides.

En este trabajo se deriva un diagrama de las ecuaciones de Maxwell, en medios homogéneos isotrópicos, tal que pueda incluir un medio quiral. Este diagrama puede ser utilizado para obtener las relaciones entre campos, potenciales y fuentes, relacionando en forma adecuada las componentes vectoriales presentes en el diagrama. La construcción de este diagrama está basada en la similitud formal entre muchos teoremas del cálculo vectorial y aquellos del algebra vectorial. Se explica, en detalle, la construcción del diagrama para dos diferentes calibres, el de Lorentz y el de Coulomb, y se presentan algunas ecuaciones que pueden ser obtenidas del diagrama. En este trabajo, este enfoque, se aplica al cálculo numérico bidimensional de dos láminas quiral. Este trabajo puede ser una herramienta posible de usar en el diseño de dispositivos utilizados en sistemas de comunicaciones inalámbricas, en el rango espectral desde 1 GHz hasta aproximadamente 60 GHz, por ejemplo duplexores basados en divisores de potencia y filtraje posterior de frecuencia, utilizando SRR/CSRR (resonador de anillos divisores)/ celdas coplanares SSR. Los dispositivos de circuito que utilizan SRR/CSRR tienen un tamaño muy pequeño, debido a que operan en sistemas sub-lambda. Este trabajo también puede ser útil para el análisis del diseño, entre otros, de parches impresos para la banda S y para la discusión de diferentes tipos de filtros y otros dispositivos que utilicen metamateriales y guías de onda coplanares.

Modeling and control of grid connected photovoltaic systems

In grid-connected Photovoltaic (PV) applications, DC-links based on large electrolytic capacitors, which introduce reliability problems, are used to attenuate voltage oscillations caused by the sinusoidal power injection into the grid. This paper proposes the unified modeling of the complete PV system in grid-connected operation to design control strategies that mitigate the DC-link voltage oscillations as well as irradiance disturbances caused by environmental perturbations, it making feasible the use of non-electrolytic capacitors. The developed control strategies have been associated with a maximum power point tracking technique to maximize the power produced by the PV panel. Finally, the proposed solution has been validated by means of analytical expressions, simulations, and experimental results.

En los sistemas fotovoltaicos con conexión a la red eléctrica se utilizan enlaces de DC basados en condensadores electrolíticos, los cuales introducen problemas de confiabilidad, para atenuar las oscilaciones de voltaje causadas por la inyección de potencia sinusoidal a la red. Este artículo propone un modelado unificado del sistema fotovoltaico con conexión a la red, para el diseño de estrategias de control que mitiguen las oscilaciones de voltaje en el enlace DC y los disturbios en la irradiación solar causados por cambios ambientales, haciendo factible el uso de condensadores no electrolíticos. Las estrategias de control desarrolladas se asocian a una técnica de seguimiento del punto de máxima potencia para maximizar la potencia producida. Finalmente, las solución propuesta se validó usando expresiones analíticas, simulaciones, y resultados experimentales.

Decentralized power generation through biomass gasification: a technical - economic analysis and implications by reduction of CO₂ emissions

Este artículo presenta el análisis de prefactibilidad de dos proyectos de generación de electricidad a partir de biomasa (madera). El primero considera la madera cosechada para energía en un núcleo forestal con plantación de Pino (caso 1), y el segundo, biomasa residual de un núcleo con plantación de Teca (caso 2). La potencia eléctrica que puede ser producida de forma sostenible por el núcleo forestal es de 2,2 MWe para el Pino, y 1,0 MWe para la Teca. Considerando las potencias a generar, luego de una rigurosa búsqueda bibliográfica, se concluye que el método más apropiado para la generación de energía es el proceso termoquímico de gasificación acoplado a motores de combustión. Mediante un análisis técnico-económico se obtiene el costo de generación (USD/kWe-h) de cada una de las alternativas tecnológicas, concluyendo que las opciones de menor costo de generación están alrededor de 0,061 USD/kWe-h para 1,0 MWe, y 0,058 USD/kWe-h para 2,2 MWe, asumiendo que la biomasa no tiene costo de adquisición (0 USD/ton). Este cálculo es considerado como la línea base para proyectos de generación de energía con biomasa en Colombia. El estudio se complementa con un análisis de aplicabilidad a proyectos MDL, donde la venta de Certificados de Emisiones Reducidas (CERs) reduciría el costo del kWe-h entre 0,003 y 0,01 USD/kWe-h, para los dos proyectos de generación. No obstante, no se podría asegurar ni el precio, ni la venta de los CERs, pues a la fecha no existe un instrumento que prorrogue el protocolo de Kioto, el cual comprende un primer período entre los años 2008 a 2012.

This article presents the feasibility analysis of two electricity generation projects with wood biomass. The first one considers a wood harvested for energy from a forest with pine plantation (case 1), and the second one, biomass residues from a teak plantation (case 2). Electric power that can be produced is 2.0 MWe for pine's case, and 1.0 MWe for teak. Considering the power to generate and after a strict literature search and analysis, the most suitable electricity generation technology is thermo-chemical process of gasification coupled with combustion engines. Generation cost (USD/kWe-h) is calculated for each technological alternative with a technical-economic analysis, as result the lowest costs are approx. 0.061 USD/kWe-h for 1.0 MWe, and 0.058 USD/kWe-h for 2.2 MWe, assuming that biomass' cost is zero (0 USD/ton). This is considered the baseline for electricity generation projects with biomass in Colombia. The research is complemented with a CDM projects applicability analysis, finding that the sale of Certified Emission Reductions (CERs) would reduce kWe-h cost between from 0.003 to 0.01 USD/kWe-h, in the studied power plants. However, neither the price neither the sale of CERs can be guarantee because there is not a tool to extend the Kyoto protocol, which comprises a first period between 2008 and 2012.

Rainfall - CN (Curve Number) relationships in a tropical rainforest microbasin within the Panamá Canal watershed

Precipitation (P) Curve-Number (CN) relationships for different base flow ranges, obtained within the upper Chagres River watershed were applied to a 6.5 Ha microbasin located within the Panamá Canal watershed. These relationships estimate CN values from P data employing an equation established by Calvo et al (10). This equation uses k and CN∞ as fitting parameters. Rainfall/Runoff data from the microbasin, collected over a six-month period, were analyzed. These analyses showed that CN values at the microbasin are closer to CN results predicted by the equation corresponding to the lower base-flow range (14-42 m³/s) at the upper Chagres watershed. These results were explained by considering not the absolute values of the base flow (Qbase), but the value of this parameter relative to the basin area under study.

Relaciones de Precipitación (P) y Número de Curva (CN) para diferentes rangos de flujo base obtenidas dentro de la cuenca alta del Río Chagres fueron aplicadas a una microcuenca de 6.5 Ha localizada dentro de la cuenca del Canal de Panamá. Estas relaciones estiman valores de CN a partir de los datos de P empleando una ecuación establecida por Calvo et al (10). Esta ecuación usa k y CN∞ como parámetros de ajuste. Datos de precipitación/escorrentía de la microcuenca, colectados en un período de 6 meses fueron analizados. Estos análisis mostraron que los valores de CN en la microcuenca son más cercanos a los valores de CN predichos por la ecuación correspondiente al rango más bajo de los flujos base (14-42 m³/s) de la cuenca alta del Río Chagres. Estos resultados se explican si consideramos no los valores absolutos del flujo base Qbase, sino los valores relativos de este parámetro con respecto al área de la cuenca bajo estudio.

Calibration and validation a 3D in the Santa Marta coastal area (Colombia)

Se presenta el proceso de calibración y validación de un modelo hidrodinámico para simular las mareas, corrientes y condiciones de salinidad y temperatura en el área costera de la bahía de Santa Marta. Se desarrolla una metodología que incluye la implementación numérica del modelo y el desarrollo de mediciones de campo que se comparan con las simulaciones. Se estima el error entre las mediciones y las simulaciones para determinar cuantitativamente la confiabilidad del modelo.

This paper presents the calibration and validation of a hydrodynamic model to simulate the tides, currents and salinity and temperature conditions in the coastal area of Santa Marta Bay. The methodology used includes the numeric implementation of the model, the development of field measurements, and measurements data compared with simulations data. The error between measurements and simulations data was estimated to determine the quantitative reliability of the model.

Mechanical properties and absorption of chlorides in alkali activated slag concrete and exposed to carbonation

This paper presents an experimental study on the durability properties of carbonated alkali-activated slag (AAS) concrete. An ordinary Portland cement (OPC) was also tested for comparative purposes. The durability properties were studied through the measurements of compressive strength, permeable voids, and water absorption and chloride permeation. The results indicated that the AASs showed higher compressive strength at early ages than the OPCs. Contrary, permeable voids and water absorption measurements were lower for AASs than for OPCs.

Este trabajo presenta el estudio experimental de las propiedades de durabilidad del hormigón activado alcalinamente (AAS) y expuesto a carbonatación. Las propiedades de durabilidad fueron estudiadas a través de las mediciones de resistencia a la compresión, permeabilidad, absorción de agua y la penetración de ion cloruro. Los resultados muestran que los hormigones AAS, generan una mayor resistencia a la compresión a edades tempranas en comparación con los hormigones OPC. En contraste con las medidas de permeabilidad y absorción de agua las cuales fueron más bajas para el hormigón AAS con respecto a los OPC.