Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

An e-voting system for Android Smartphones

Electoral processes using electronic devices allow voters to cast electronically. Devices such as personal computers, Direct Record Machines (DRE) voting machines, and smartcards, among others, in conjunction with private nets or the Internet have been the main tools to implement electronic voting systems (e-voting). Some years ago, mobile devices had not been considered due to their storage restrictions and low computational power; however, nowadays the technology in these devices has advanced and it is possible to implement complicated applications that offer security services such as confidentiality and authentication. In this paper, a reliable and efficient e-voting system for Android Smartphone is implemented. The e-voting proposed herein is composed of three entities: the authentication server (AS), the voting server (VS) and the voter (V) which runs on an Android Smartphone. Two short messages, between V and AS, are necessary to generate an electronic ballot. In order to cast a vote, one more message containing the ballot is sent from V to VS. Bilinear pairing functions are used to verify the signatures contained in the electronic ballot. Each ballot has short lengths, implying improvements in transmission times. Additionally, considering that the most costly operations such as bilinear pairing are not performed in V, the results obtained in tests show that the e-voting system is efficient.

Los procesos electorales que utilizan dispositivos electrónicos permiten a los votantes emitir su voto de forma electrónica. Dispositivos tales como las computadoras de escritorio, las máquinas de registro directo (DRE), tarjetas inteligentes, etc., junto con las redes privadas o el Internet han sido las herramientas principales para implementar sistemas electrónicos de votación. Años atrás, los dispositivos móviles no habían sido considerados debido a sus restricciones en almacenamiento y poco poder de procesamiento; sin embargo, en la actualidad, la tecnología en estos dispositivos ha evolucionado, y es posible implementar aplicaciones cada vez más completas, que consideran los servicios de seguridad como son la confidencialidad y la autenticación. En este artículo, un sistema de votación electrónica (e-voting) es implementado para teléfonos inteligentes Android. El sistema está compuesto de tres entidades: Servidor de Autenticación (SA), Servidor de Votación (SV) y el votante (V) el cual se ejecuta en un teléfono inteligente Android. Dos mensajes de longitud corta son necesarios para generar una boleta electrónica entre el V y el SA. Con la finalidad de emitir el voto, la boleta es enviada en un mensaje más, del V al SV. Las funciones de emparejamiento bilineales son usadas para verificar las firmas contenidas en la boleta electrónica, la cual tiene una longitud corta, por tanto, el tiempo de transmisión es muy corto. Adicionalmente, considerando que las operaciones más costosas, como el emparejamiento bilineal, no son ejecutadas en el V, los resultados obtenidos de las pruebas muestran que el sistema de votación electrónica es muy eficiente.

Design and implementation of an Inverse Neural Network Controller applied To VSC Converter for active and reactive Power Flow, based on regions of work

Voltage Source Converter (VSC) usually used in High Voltage Direct Current (HVDC) systems, where a VSC can be used as inverter or rectifier. VSC systems allow the independent control of active or reactive power flow using different techniques. VSC systems present nonlinear behaviors, multiple inputs and multiple outputs, therefore nonlinear controllers can be used to obtain an adequate behavior. Inverse Neural Control is an alternative of an intelligent control since a mathematical model of the system is not required for designing controllers. Additionally, Inverse Neural Control can easily manage uncertainties and nonlinear behaviors typically presented in VSC systems. In this paper are presented the design, simulation and implementation of an Inverse Neural Control applied to the control of active and reactive power flow in a VSC system. Initially, is presented the simulation of the controller, where is evaluated the behavior of the system using a MIMO controller for the control of two parameters in the same time. Subsequently, the implementation of the controller is done and the e obtained is presented. Finally, a modular Inverse Neural Network Control is proposed to overcome the drawbacks presented in the behavior of the system when it was controlled in real implementation.

Los Convertidores de Fuente de Tensión (VSC) son usualmente usados con inversores o convertidores en sistemas de transmisión de Alta Tensión de Corriente Continua (HVDC). Una característica fundamental de los sistemas VSC es que permiten de manera independiente el control del flujo de potencia activa y reactiva por medio de diferentes técnicas de control. Los VSC presentan comportamientos no lineales y son sistemas de múltiples entradas y múltiples salidas, por lo que controladores no lineares pueden ser usados para obtener una respuesta de control adecuada. El Control Neuronal Inverso es una alternativa de control inteligente, donde no es necesario tener un modelo matemático del sistema a controlar, y a su vez es capaz de identificar incertidumbres y comportamientos no lineales, típicos en un sistema VSC. En este artículo, se presenta el diseño, simulación y posterior implementación de un Control Neuronal Inverso aplicado al control de la potencia activa y reactiva de un sistema VSC. Inicialmente, es presentado el control en simulación, donde es evaluado el comportamiento del sistema usando un controlador MIMO para el control de los dos parámetros al mismo tiempo. Posteriormente, se realiza la implementación del controlador en el sistema real y se presentan los problemas observados en la implementación. Esto conduce a la implementa un Controlador Modular Neuronal Inverso, cuyos módulos se entrenan y activan dependiendo de la región de trabajo del VSC.

Black box systems identification with estimation

En un sistema tipo caja de negra, los parámetros internos no son observables con respecto a su relación entrada-salida. Se desarrolla un estimador para describirlos, basado en el segundo momento de probabilidad. Los resultados obtenidos en la estimación en conjunto con el funcional de error y el proceso de innovación son necesarios para que funcione la estructura de identificación. Esto se conoce como el proceso de filtrado con adaptación. Con base a los resultados obtenidos se logró un buen nivel de convergencia con respecto a la señal de referencia, que ilustrativamente, se ejemplifica a través de la simulación, de forma tal, que el comportamiento dinámico de un motor de corriente continua (CC) se describe por el filtro adaptativo sin conocer su funcionamiento interno, resultados que fueron comparados con una metodología similar descrita en [1].

In a black box system the internal parameters are not observables between input-output relationships. An approach is made knowing as estimation, based on the second probability moment. These results with a functional error and the innovation process are needed into identification structure. This process is known as an adaptive filter. Achieving a good convergence level with respect to the reference signal illustratively exemplified into simulation. The DC motor dynamical behavior is described by an adaptive filter without knowing the internal operation. Results compared with a methodology considered in [1].

Direct power control in grid-tied photovoltaic systems

Este artículo presenta un análisis sobre la utilización del control directo de potencia en sistemas fotovoltaicos conectados a la red de distribución. Esta técnica es utilizada para regular directamente las potencias instantáneas activa y reactiva intercambiadas entre el sistema fotovoltaico y la red de distribución trifásica, eliminando los lazos de control de corriente utilizados por las estrategias de control tradicionales. El funcionamiento del control directo de potencia en sistemas fotovoltaicos es evaluado mediante simulaciones en PSIM, lo cual muestra su buen desempeño para este tipo de aplicaciones. Finalmente, se realiza un análisis comparativo entre este controlador y una técnica tradicional utilizada en sistemas fotovoltaicos conocida como control orientado a tensión.

This paper presents an analysis about the use of the direct power control in grid-tied photovoltaic systems. This technique is used to directly regulate the injection of instantaneous active and reactive power to the three-phase distribution network, avoiding current control loops used by traditional control strategies. The direct power control performance in photovoltaic systems is evaluated by PSIM simulation, which shows its good operation for this kind of applications. Finally, a comparative analysis is made between this controller and a traditional technique used in photovoltaic systems called voltage oriented control.

Analysis and design of control systems to application in portable dry block

Actualmente, la industria aplica rigurosos estándares de calidad en sus procesos de producción, obligándose a contar con instrumentos de medición cada vez más exactos. Lo que exige que para obtener una certificación, en muchos casos se tenga que calibrar sus instrumentos fuera de las propias instalaciones, generando diversas dificultades debido a la imposibilidad de parar los procesos de producción. En algunos casos, se contrata a empresas especializadas para realizar la calibración dentro de la planta, pero generalmente resulta una operación parcial, costosa e incómoda. Como una solución práctica se propone un baño de bloque seco portátil basado en las Celdas Peltier, que permita la calibración de sensores de temperatura, con las características de fácil transportación y manejo, para realizar dicha calibración en la propia planta de producción. El prototipo experimental de baño de bloque seco permite alcanzar un rango de temperatura que va de los 0°C hasta los 150°C (273,2°k a 423,2°k), recurrente en muchos procesos industriales. Para asegurar un correcto control de temperatura se propone un algoritmo de control digital PID, implantado en un micro controlador tipo PiC. El sistema de control de temperatura se validó con simulaciones y pruebas experimentales para todo el sistema en funcionamiento, obteniéndose resultados bastantes satisfactorios.

Currently the industry works with rigorous quality standards in their production processes, forcing instruments have most accurate measurement possible, to achieve this certification must send to calibrate their instruments outside facilities, but these is difficult due to the operation periodical or are in a process of production, as solution they have contracted specialist companies for the calibration process within the plant, being an expensive solution. As a practical solution we present the design of a portable dry block bath based on Peltier Cells for the calibration of temperature sensors, which complies with the characteristics of being an instrument of easy transport and handling for sensor calibration within the plant. The experimental prototype dry block bath achieves a temperature range from 0°C to 150°C (273,2°k to 423,2°k) typical industrial processes. To ensure correct temperature control is designed a digital PID control algorithm, which was implanted in a PiC. The temperature control system was validated with experimental simulations and tests the whole system operation, quite satisfactory results were obtained.

Robust Design in Multiobjective Systems using Taguchi's Parameter Design Approach and a Pareto Genetic Algorithm

We present a Pareto Genetic Algorithm (PGA), which finds the Pareto frontier of solutions to problems of robust design in multiobjective systems. The PGA was designed to be applied using Taguchi's Parameter Design method, which is the most frequently used approach by practitioners to executing robust design studies. We tested the PGA using data obtained from a real single-output system and from multiobjective process simulators with many control and noise factors. In all cases, the PGA delivered Pareto-optimal solutions that adequately achieved the objective of robust design. Additionally, the discussion of the results showed that having those Pareto solutions helps in the selection of the best ones to be implemented in the system under study, especially when the system has many control factors and responses.

Se presenta un Algoritmo Genético de Pareto (AGP), que encuentra la frontera de Pareto en problemas de diseño robusto para sistemas multiobjetivo. El AGP fue diseñado para ser aplicado usando el método de Diseño de Parámetros de Taguchi, el cual es el método más frecuentemente empleado por profesionales para ejecutar diseño robusto. El AGP se probó con datos obtenidos de un sistema real con una respuesta y de un simulador de procesos multiobjetivo con muchos factores de control y ruido. En todos los casos, el AGP entregó soluciones óptimas que cumplen con los objetivos del diseño robusto. Además, la discusión de resultados muestra que tener dichas soluciones ayuda en la selección de las mejores a ser implementadas en el sistema bajo estudio, especialmente cuando el sistema tiene muchos factores de control y salidas.

New computer aided device for real time analysis of speech of people with Parkinson's disease

Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disorder that affects the coordination of muscles and limbs, including those responsible of the speech production. The lack of control ofthe limbs and muscles involved in the speech production process can generate intelligibility problems and this situation has a negative impact in the social interaction of the patients. It is already demonstrated that constant speech therapy can improve the communication abilities of the patients; however, the measurement of the recovery progress is done subjectively by speech therapists and neurologists. Due to this, it is required the development of flexible tools able to asses and guide the speech therapy of the patients. In this paper the design and deployment of a new device for the real time assessment of speech signals of people with PD is presented. The processes of design and deployment include the development on three platforms: first, a graphic user interface is developed on Matlab, second the first prototype is implemented on a digital signal processor (DSP) and third, the final device is developed on a mini-computer. The device is equipped with an audio codec, storage capacity and the processing unit. Besides, the system is complemented with a monitor to display the processed information on real time and with a keyboard enabling the interaction of the end-user with the device. Different acoustics and nonlinear dynamics measures which have been used in the state of the art for the assessment of speech of people with PD are implemented on the three mentioned platforms. In accordance with the state of the art, the designed platforms show an increment in the variation of the fundamental period of speech (commonly called pitch) of people with PD. Additionally, the decrease of the vocal space area is validated for the case of patients with PD. These results indicate that the designed device is useful to perform the assessment and monitoring of the speech therapy of people with PD.

La enfermedad de Parkinson (EP) es un desorden neurodegenerativo que afecta la coordinación de músculos y extremidades, incluyendo aquellos responsables de la producción del habla, generando alteraciones en la inteligibilidad de la señal de voz. Está demostrado que el ejercicio terapéutico constante puede mejorar las habilidades de comunicación de los pacientes; sin embargo, el diagnóstico acerca del avance en el proceso de recuperación es realizado de forma subjetiva por los fonoaudiólogos o neurólogos. Debido a esto se requiere el desarrollo de herramientas flexibles que valoren y guíen la terapia fonoaudiológica de los pacientes. En este artículo se presenta el diseño e implementación de un sistema embebido para el análisis en tiempo real de la voz de pacientes con EP. Para esto se desarrollan tres plataformas; primero, se construye una interfaz gráfica en Matlab; luego, se crea un primer prototipo basado en un DSP TMS320C6713 de Texas Instruments. La aplicación final es desarrollada sobre un mini-ordenador que cuenta con un códec de audio, capacidad de almacenamiento, y una unidad de procesamiento. El sistema además se complementa con un monitor LCD para desplegar información en tiempo real, y un teclado para la interacción con el usuario. En todas las plataformas se evalúan diferentes medidas usadas comúnmente en la valoración de la voz de pacientes con EP, incluyendo características acústicas y de dinámica no lineal. En concordancia con otros trabajos del estado del arte donde se analiza la voz de personas con EP, la plataforma diseñada muestra un incremento en la variación del pitch en la voz de los pacientes, además de un decremento en el valor del área del espacio vocálico. Este resultado indica que la herramienta diseñada puede ser útil para hacer la evaluación y seguimiento de la terapia fonoaudiológica de pacientes con EP.

Transduction methods used on biosensors: amperometry and fluorescence

Biosensor devices have applications in a variety of fields as environmental analysis, biomedical, bio-defense, food and agriculture. On this kind of sensors, a biological material (known as biomediator) reacts with target analytes and an appropriated transduction system converts that reaction to an electrical signal that can be processed, saved and transmitted by using electronic systems. In this article, two transduction methods used for biosensing applications are described: amperometry that is based on the measurement of the electron transfer occurring inside the biomediator and fluorescence, that is based on the measurement of the re-emitted light. Emphasis has been done on the electronics design, including component selection, useful circuit topologies and common problems and solutions. Electronics has been validated for the development of biosensor-based instruments characterized by low production costs and portability.

Los biosensores tienen aplicación en una gran variedad de campos, incluyendo el análisis ambiental, biomedicina, biodefensa, alimentación y agricultura, entre otros. En este tipo de sensores, un material biológico (conocido como biomediador) reacciona con el analito y un sistema de transducción apropiado transforma dicha reacción en una señal eléctrica que puede ser procesada, almacenada o transmitida usando sistemas electrónicos. En este artículo, se describen dos métodos de transducción usados en aplicaciones bio-sensoriales: la amperometria que consiste en la medida del transferimento electrónico (corriente) del biomediador y fluorescencia que es basada en la medida de la luz re-emitida. Se enfatiza en el diseño electrónico (selección de componentes, topologia de los circuitos, problemas comunes y soluciones). Estos diseños han sido utilizados en el desarrollo de instrumentos comerciales para biosensores, caracterizados por bajos costes de producción y portabilidad.

Application of 3D modeling methodology using CT Scans for numerical analysis

Este trabajo presenta una metodología para la generación de un modelo del segmento lumbar porcino y humano L4-L5 a partir de Tomografías Computarizadas (TC). El uso de la TC como herramienta de biomodelado es una técnica que actualmente es muy usada en el desarrollo de análisis numéricos computacionales mediante programas de Análisis de Elemento Finito (AEF), lo que permite visualizar y analizar estructuras anatómicas simples y/o complejas. Por lo que, la relevancia de este trabajo radica en el hecho de la generación de análisis numéricos biomecánicos con resultados muy cercanos a los análisis experimentales, creando soluciones médicas en el diseño de dispositivos protésicos. Los resultados numéricos muestran una concentración de esfuerzos en el disco intervertebral justo en la zona de las placas terminales, tanto en el caso humano como en el porcino, lo que concuerda con análisis experimentales previos. De este modo, se concluye que los resultados obtenidos mediante esta técnica validan análisis experimentales previos, sin embargo, es necesario tomar en cuenta las características del comportamiento mecánico de los diferentes tejidos biológicos que componen la columna lumbar.

This paper presents a methodology for generating a model of human and porcine lumbar spine from CT Scans. Nowadays, the use of CT Scans as a biomodeling tool is a technique widely used in the development of computational numerical analysis based on Finite Element Analysis (FEA), thus the simple and/or complex anatomical structures can be visualized and analyzed. Thus, the relevance of this paper lies in the fact generation numerical analyses biomechanical with results very close to experimental analyses creating medical solutions in the design of prosthetic devices. Numerical results show a stress concentration in the intervertebral disc just in the end plates, both in the human case as in pigs, which is consistent with previous experimental analysis. Thus, it is concluded that the results obtained through this technique validate previous experimental analysis, however, it is necessary to take into account the characteristics the mechanical behavior of the different biological tissues that form the lumbar spine.

Influence of inoculum on growth and retention of the biomass in anaerobic filters

In this study we evaluated, on bench scale, two anaerobic filters of equal configuration and using coconut shell as support material, for the treatment of the wastewater generated in cassava's starch extraction process. Considering that in the study area the inoculum available in enough quantity is cow manure, this inoculum was used alone (Reactor 1) and mixed with granular sludge in a ratio of 1:1 (Reactor 2). The influence of inoculum was evaluated in the performance of the anaerobic filters as well as in the biomass adaptation to the substrate and the prevalent growth on support material. Both reactors showed potential for the treatment of this type of wastewater, with a Hydraulic Retention Time (HRT) of 12 hours, an average Organic Loading Rate (OLR) of 7.0 kg COD/m3*d and a Buffer Index (BI) that varied from 0.20 to 0.35. The increase up to 50% in the Specific Methanogenic Activity (SMA) at the end of the start-up in both reactors, confirmed the adequate biomass adaptation to the substrate as a result of the control of buffer capacity, and the higher values in the R2, showed that cow manure mixed with granular sludge improved methane production and process efficiency. It was found that the occluded biomass had greater activity than the attached one; this showed that the support material allowed the development of a greater proportion of active biomass within the interstices.

En este estudio se evaluaron dos filtros anaerobios de igual configuración en escala de laboratorio y usando cáscara de coco como material de soporte, para el tratamiento de las aguas residuales del proceso de extracción de almidón de yuca. Considerando que en el área de estudio el inóculo disponible en cantidad suficiente es el estiércol de vaca, se usó este inóculo solo (Reactor R1) y combinado con lodo granular en una proporción 1:1 (Reactor R2). Se evaluó la influencia del inóculo sobre el desempeño de los filtros anaerobios, sobre la adaptación de la biomasa al sustrato y sobre el crecimiento prevalente en el material de soporte. Ambos reactores mostraron potencial para el tratamiento de estas aguas residuales, con un Tiempo de Retención Hidráulico (TRH) de aproximadamente 12 horas, Carga Orgánica Volumétrica (COV) de 7.0 kg DQO/m3*d y un Índice Buffer (IB) entre 0.20 y 0.35. El incremento hasta de 50% en la Actividad Metanogénica Específica (AME) al final del arranque en ambos reactores, confirmó la adecuada adaptación de la biomasa al sustrato como resultado del control de la capacidad buffer; adicionalmente, los mayores valores de AME en el R2 mostraron que la mezcla de estiércol de vaca con lodo granular mejoró la producción de metano y la eficiencia del proceso. Se encontró que la biomasa ocluida tuvo mayor actividad que la biomasa adherida, indicando que el medio de soporte favoreció el desarrollo de una mayor proporción de biomasa activa en los intersticios del material de soporte.

Development of a model that determines the optimal production lot size using nonlinear programming and proposal of resolution with a spreadsheet

Para facilitar el esfuerzo de reducción de costos que la crisis mundial ha generado en empresas de todo el mundo, en este artículo se propone un modelo para hacer más eficiente la producción, área fundamental de la cadena de suministro. El modelo propuesto determina el lote óptimo a fabricar tomando en consideración actividades propias de diversas áreas de la cadena de suministro, muchas de la cuales no se habían considerado previamente. Con el objeto de facilitar la aplicación del modelo propuesto en diversas empresas, incluyendo Pymes, se presenta como resolver el modelo mediante una hoja de cálculo.

To facilitate the cost reduction effort that the global crisis has led in companies around the world, in this paper we propose a model to streamline production, a key area of the supply chain. The proposed model determines the optimal lot size considering activities of different areas of the supply chain, many of which were not previously considered. In order to facilitate the implementation of the proposed model in several companies, including SMEs, we show how to solve this model with a conventional spreadsheet.

What can't be ignored in service quality evaluation: Application contexts, tools and factors

This paper locates a Relevant Literary Space (RLS) about service quality evaluation, between 2006 and 2011, in order to characterise the following: service typologies, evaluation approaches, measurement models, reliability indexes, scales, quantitative techniques, factors (or quality dimensions) and likely variables affected by them. For this we use a systematic literature review methodology, taking the Scopus database to browse the research papers. The procedure was carried out through the plan-do-check-act cycle. The findings show that the e-service is the most studied typology; the hybrid models are the most used as well as the 7-point Likert scale and Cronbach's Coefficient Alpha (average value of 0.87). Also, the findings show that the majority of the research community applies Structural Equation Modeling. From a holistic interpretation, a general structure of service quality is proposed. This article offers findings about the application of reproducible methods, open-to- scrutiny, and free of inclusion/exclusion biases of studies.

Este artículo localiza un Espacio Literario Relevante (ELR) sobre la evaluación de la calidad del servicio, entre 2006 y 2011, con el fin de caracterizarlo desde: tipologías de servicio, enfoques de evaluación, modelos de medición, índices de fiabilidad, técnicas cuantitativas, factores (o dimensiones de calidad) y posibles variables afectadas por ellos. Se utilizó una metodología de revisión sistemática, empleando la base de datos Scopus para la localización de los estudios. El procedimiento fue llevado a cabo mediante el ciclo planear-hacer- verificar-actuar. Los resultados mostraron al e-service como la tipología más estudiada; los modelos híbridos, la escala Likert de 7 puntos y el coeficiente Alpha de Cronbach (media 0.87) resultaron ser los de mayor uso. Además, la mayoría de los estudios aplicaron la técnica de Modelos de Ecuaciones Estructurales. Desde una interpretación holística, se propone una estructura general de la calidad del servicio. Este artículo ofrece resultados derivados de métodos reproducibles, abiertos al escrutinio y libres de sesgos de inclusión/ exclusión de estudios.

Service-life prediction of reinforced concrete structures through a chloride diffusion model

La mayor parte de los deterioros en las estructuras de hormigón armado se deben a la corrosión. En este artículo se presenta una metodología clara, que permite predecir cuantitativamente la vida útil de las estructuras de concreto armado frente al ataque de iones cloruro a través de la utilización de modelos de difusión de cloruros. Es mostrada la aplicación de la metodología a un caso de estudio en el cual se han seguido las prescripciones de las normas de durabilidad. Los resultados de estimación de la vida útil son contrastados con las recomendaciones utilizadas comúnmente demostrando la necesidad de los análisis de vida útil.

Most of the pathologies presented in the concrete structures are because of the corrosion process. Herein, a methodology that allows doing a quantitative estimation of the service life of concrete structures is presented. This methodology uses chloride diffusion models. The application of the methodology to a study case is presented. In this study case were considered all the prescriptions of the durability standards. The results of the estimations of the service life of the structure are compared with the recommendations commonly used, showing the necessity of service life studies.

A system approach to analyze the productivity of a Colombian gold mining process

El sistema minero aurífero es un sistema complejo caracterizado por las interacciones entre individuos, organizaciones y otras variables que intervienen en su comportamiento. Tal sistema está integrado por los procesos de exploración, extracción, beneficio y comercialización. En el caso colombiano, factores exógenos de tipo social, ambiental, político, económico, tecnológico y organizacional intervienen en el desarrollo y la productividad de dichos procesos, agregándole una mayor complejidad al sistema. Para analizar tal complejidad, se desarrolla un modelo de dinámica de sistemas (DS) que permite la caracterización del sistema y la evaluación de políticas para el mejoramiento de la productividad de un proceso minero aurífero en Colombia. Se presentan simulaciones de diferentes escenarios, donde se observa que políticas de inversión sostenibles incrementan la productividad de dicho proceso. Finalmente, cambios positivos en las actividades generadoras de capital social y la infraestructura física de la región de influencia tienen un impacto positivo sobre la productividad multifactorial del proceso minero aurífero colombiano.

Colombian gold mining is a complex system characterized by interactions between individuals, organizations and other variables, which are involved in the system behavior. The gold mining system integrates the exploration, extraction, dressing and commercialization processes. There are exogenous issues that affect the system performance and its productivity, and increase the complexity. These issues are of social, environmental, political, economical, technological and organizational types. In order to analyze this complexity, we develop a system dynamics model that allows characterizing the system and evaluating policies to improve productivity of a Colombian gold mining process. We simulate different scenarios ofthe model in which we can observe that sustainable investment policies increase the productivity of the gold mining system in Colombia. Increases of social capital promotion activities and physical infrastructure in the region of influence affect positively the multifactorial productivity of the Colombian gold mining process.

Methods for permeability measurements of fibrous reinforced preforms

Permeability is a property used to measure how a liquid flows through porous media. This property defines how a mold is filled in Liquid Composite Molding (LCM). It is important to know the different methods used to measure permeability (scopes, advantages and disadvantages) since in some cases it is possible to obtain significant errors during the measurements. Therefore it is important to compare theoretical methods by experimental measurements. In this work, a review about different techniques used in the literature to determine the permeability of reinforcement materials was done. The review was done in order to provide a reference for future study and research in the field of processing and simulation of liquid composites molding reinforced with preforms.

La permeabilidad es la propiedad que determina la facilidad con la que un líquido fluye a través de un medio poroso. Esta variable determina, en el caso de procesos de moldeo líquido de compuestos (Liquid Composites Molding, LCM por sus siglas en Ingles), el patrón de llenado de moldes. Es importante conocer los diferentes métodos de medición de permeabilidad, sus alcances, ventajas y desventajas, ya que en algunos casos se pueden inducir errores considerables en la medición, por lo que es adecuado realizar una validación entre los métodos experimentales y teóricos. El presente artículo realiza una revisión y análisis de las diferentes técnicas establecidas para determinar la permeabilidad de preformas reforzantes, con el fin de presentar una referencia para posteriores estudios e investigaciones en el campo de la simulación y procesamiento de resinas reforzadas con preformas.

Analysis of power losses on spur gears using the design of experiments theory

A review of 4 mathematical models proposed by different researchers has been carried out to analyse power losses in spur gears due to the sliding, rolling and wending phenomena. The main aim of this review is to detect the most significant factors that influence power losses in such conditions, whether or not exists some relationship between the analysed models and whether or not is feasible make assumptions for all kind of spur gears transmissions on the basis of the obtained conclusions. This analysis has been carried out using the Design of Experiments Theory, in particular using a 2k (k=4) factorial design with the purpose of detecting the most significant factors for each model. This experimental method only has allowed detecting the influence that each ''k'' factor has on the gears efficiency, in order to carry out a comparison between the 4 models. Once done that, it has been concluded firstly that each one of the analysed models is conditioned by the conditions around the experimentation and secondly that the analysed models are not applicable to any generic working situation, although it does not mean that for a specific group of determined conditions can be developed a generic model.

En este trabajo se ha realizado una revisión de 4 modelos matemáticos propuestos por diferentes investigadores para analizar las pérdidas energéticas debidas al deslizamiento, rodadura y fricción del aire, de aplicación específica para transmisiones mecánicas formadas por engranajes cilindricos de dentado recto. El objetivo de esta revisión es analizar estos modelos para resaltar de qué variables, sobre las que puede ejercerse influencia fácilmente, dependen estos tipos de pérdidas, si existe relación entre los modelos y si las conclusiones extraídas pueden o no generalizarse para cualquier condición de trabajo con este tipo de transmisiones. Para la realización de este análisis se ha empleado la teoría del diseño de experimentos haciendo uso de un diseño factorial 2k (k=4), a fin de poder detectar las variables más significativas en cada modelo. Este método experimental únicamente ha servido para poder ver la influencia que cada una de las k variables tiene sobre la eficiencia de la transmisión, a fin de realizar una comparativa entre los modelos estudiados. Tras compararlos se ha concluido que primero, la obtención de los modelos estudiados está condicionada a las condiciones con que cada autor ha experimentado y segundo que, no son modelos aplicables a cualquier situación de trabajo, pero eso no significa que para un grupo de aplicaciones concretas puedan desarrollarse modelos genéricos.

An improved direct torque controller applied to an electric vehicle

This paper presents the basic structure, the model, and the design of a torque controller for an electric vehicle (EV). The proposed EV is the transformation of a conventional vehicle with internal combustion engine to electric vehicle, where the original traction system based on an internal combustion engine is replaced by an electric traction system. The controller is based on the technique of direct torque control (DTC) plus a term that compensates the ohmic drop in the stator windings of the induction motor (IM). In order to obtain a constant switching frequency, the space vector modulation (SVM) technique is used to generate the pulses of the inverter. In order to test the performance of the control proposed, numerical results are presented, which are compared with conventional DTC scheme.

Este artículo presenta la estructura básica, el modelo y el diseño de un controlador de par para un vehículo eléctrico (EV). El EV propuesto es el resultado de la conversión de un vehículo convencional a un vehículo eléctrico, donde el sistema de tracción original basado en un motor de combustión interna es remplazado por un sistema de tracción eléctrica. El controlador está basado en la técnica de control directo de par (DTC) más un término que compensa la caída de voltaje en los devanados del estator del motor de inducción (IM). Con el fin de obtener una frecuencia de conmutación constante se utiliza la técnica de modulación PWM vectorial para generar los pulsos del inversor. Se presentan los resultados de simulación para probar el desempeño de la estrategia de control propuesta, la cual es comparada con el esquema de DTC convencional.

Carbonatogénesis induced in a profile of tropical soil

En los suelos puede generarse un proceso común en la naturaleza denominado ''biomineralización''o ''bioprecipitación'', mediante el cual los organismos vivos presentes en él forman precipitados minerales cristalinos o amorfos. Este proceso es muy importante para la ingeniería geotécnica, ya que los minerales precipitados pueden llenar los vacíos o ligar las partículas de suelo mejorando las propiedades geológico-geotécnicas del material; sin embargo, el proceso demora muchísimos años para ocurrir de forma natural. Es por eso, que con esta investigación se buscó inducir en pocos días (15 días) la precipitación de minerales de carbonato de calcio, a partir de la adición de un nutriente precipitador sobre las bacterias nativas existentes en un perfil de suelo tropical, mejorando sus propiedades ingenieriles por medio de la disminución del índice de vacíos, la retracción, la permeabilidad, el colapso, la erodabilidad y la degradación, y del aumento de la cohesión y la fricción, causando menor impacto ambiental que otras técnicas usadas comúnmente en la ingeniería.

In soils can be generated a natural process called ''biomineralization'' or ''bioprecipitation'' by which living organisms produce crystalline or amorphous mineral precipitates. This process is very important in geotechnical engineering because the mineral precipitates can fill the gaps or link soil particles to improve geological and geotechnical properties of the material; however, the process can take many years to occur naturally. Is for this reason that this study seeks to induce in few days (15 days) the calcium carbonate minerals precipitation, based on the addition of a nutrient precipitator over existing native bacteria in a tropical soil profile, improving their engineering properties through the reduction of the void index, shrinkage, permeability, collapse, erodibility and breakdown, and the increase of friction angles and cohesion, producing less environmental impact than other techniques commonly used in engineering.