Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

Simulation of optical pulse propagation in microstructured waveguides

Se estudia la propagación de pulsos ópticos por el método de diferencias finitas en guías de onda estructuradas tipo ridge para aplicaciones en sistemas de transmisión de óptica en la región de 1,55 m. Con la transformación de las ecuaciones de Maxwell de su forma continua a una formulación discreta para el sistema en estudio y con las condiciones de contorno apropiadas se implementó un algoritmo en Matlab que permitió visualizar el comportamiento del pulso al propagarse en la geometría del guía ridge. Se realizaron simulaciones variando la longitud de onda, el ancho de la región del núcleo y el índice de refracción de los materiales obteniéndose resultados similares a los reportados en la literatura. Este estudio permite proponer una geometría apropiada y sugerir materiales para confeccionar este tipo de guía de onda para aplicaciones en sistemas de comunicaciones ópticas.

In this paper we study the propagation of optical pulses by the finite differences method in a ridge waveguides structured for applications in optical transmission systems in the region of 1.55 µm. With the transformation of Maxwell's equations its discrete formulation, for the system under study, and the appropriate boundary conditions was implemented an algorithm in Matlab geometry of the waveguide studied. Variations in simulation were made in the wavelength, width of the core and the refractive index materials with which the results obtained were consistent with those reported in the literature. This study allows proposing an appropriate geometry and materials for making waveguides for applications in optical communications systems.

Implications of heterogeneity on transport simulations at large scale: the Morroa aquifer case

The Morroa aquifer located in Sucre state (northern Colombia) represents the exclusive source of water supply for nearly 500.000 people, including the capital of the state Sincelejo. Although multiple studies have been performed in this area, and a considerable amount of data including piezometric levels, stratigraphy at wells, and pumping tests has been collected; this information is in general fuzzy, heterogeneous and incomplete. The uncertainty in this information affects any quantification of the response of the aquifer. Therefore a methodology able to account for all of the available data and integrate it in a comprehensive conceptual model represents the starting point of our investigation. The uncertainty is accounted for by generating multiple realizations of the aquifer, so that these realizations honor statistical properties ofthe data. To generate the realizations, two different methods were employed: (1) the well-known Sequential Indicator method (SISIM) which is a semi- variogram based geostatistic method; and (2) the multiple-point geostatistics algorithm SNESIM, based on the concept of training images that represents the database of geological patterns, from which multiple-point statistics are borrowed. Results of the geostatistics simulations show the great ability of MPS to reproduce complex curve heterogeneities. Flow and transport simulations are performed using two different conceptual models of the Morroa aquifer considering heterogeneities. Steady-state flow and conservative contaminant were assumed. Results show a considerable influence of heterogeneity and the geostatistic method used to generate the conceptual model, i.e. two-points or multiple-point geostatistics. In particular, large differences on the aquifer response distribution were observed that may have an important effect on the design of mid- and large term water management policies regarding both quantity and quality at the Morroa aquifer, as well as on the design of remediation techniques.

El acuífero Morroa, localizado en el departamento de Sucre (Colombia), representa la única fuente de suministro de agua potable de cerca de 500.000 habitantes que incluyen la totalidad de los habitantes de la capital del departamento Sincelejo. Aunque se han desarrollado muchos estudios en esta zona que incluyen la recolección de gran cantidad de información relacionada con niveles piezométricos, información estratigráfica, pruebas de bombeo, esta información es difusa, heterogénea y fraccionada. La incertidumbre asociada a esta información afecta cualquier intento de cuantificar la respuesta del acuífero, por esta razón el punto de partida de esta investigación es el desarrollo de una metodología capaz de integrar todas las variables en un modelo conceptual. Para considerar la incertidumbre se generaron múltiples realizaciones del acuífero de tal manera que todas respetan las propiedades estadísticas de la información disponible. Para generar estas realizaciones se utilizaron dos metodologías: (1) SISIM, que es un método basado en estadísticas de dos puntos (semivariograma), y (2) SNESIM, que es un algoritmo basado en el concepto de imágenes de entrenamiento (estadística de puntos múltiples). Resultados de las simulaciones muestran la gran capacidad de este último para reproducir geometrías curvilíneas complejas. En una segunda fase, se desarrollaron simulaciones de flujo y transporte de contaminantes de una manera integrada usando los dos modelos conceptuales obtenidos a través de las dos aproximaciones geoestadísticas. Condiciones de flujo estacionario y un contaminante conservativo fueron asumidos para todas las simulaciones. Los resultados obtenidos muestran una influencia notable de la heterogeneidad en general, así como una gran sensibilidad al método geoestadístico usado para generar la heterogeneidad. Las diferencias observadas tendrían un gran efecto en el diseño de políticas de manejo integral del recurso hídrico a medio y largo plazo, así como en el diseño de medidas de remediación.

A reference ontology for harmonizing process- reference models

For a couple of decades, process quality has been considered one of the main factors in the delivery of high quality products. Multiple models and standards have emerged as a solution to this issue. However, for any company, the harmonization of diverse models with the aim at fulfilling its quality requirements is not an easy task to pursue. The difficulty fundamentally lies in the fact that there is a lack of specific guidelines, together with an evident inexistence of a homogeneous representation that could make the endeavour with regards to Software Engineering less intense. In order to address this challenge, this paper presents a Ontology of Process-reference Models, called PrMO. It defines a Common Structure of Process Elements (CSPE) as a means to support the harmonization of structural differences of multiple reference models, through the homogenization of their process structures. PrMO has been validated through instantiation of the information contained in different models, such as CMMI-(ACQ, DEV), ISO (9001, 27001, 27002, 20000-2), ITIL, COBIT, Risk IT, Val IT, BASEL II, amongst others. Both the common structure and the homogenization method are presented herein, along with an application example. A WEB tool to support the homogenization of models is also described, along with other uses which illustrate the advantages of PrMO. The proposed ontology could be extremely useful for organizations and consultants that plan to embark on the harmonization of multiple models.

Desde hace un par de décadas, la calidad del proceso ha sido considerada como uno de los factores principales para la entrega de productos con alta calidad. Una gran variedad de modelos y estándares han surgido como solución a este problema, sin embargo, la implementación de varios modelos para que una empresa cumpla con múltiples requisitos de calidad no es una tarea fácil. La dificultad radica en la falta de directrices específicas y una representación homogénea que facilite el trabajo en esta línea de la ingeniería de software. Para hacer frente a esta situación, en este trabajo se presenta una ontología de modelos de referencia de procesos, llamado PrMO. Esta ontología define una Estructura Común de Elementos de Procesos (ECEP) como medio para apoyar la armonización de las diferencias estructurales entre múltiples modelos. La armonización se lleva a cabo a través de la homogeneización de las estructuras de procesos de cada uno de los modelos. PrMO ha sido validada a través de la instanciación de la información contenida en diferentes modelos, tales como CMMI-(ACQ, DEV), ISO (9001, 27001, 27002, 20000-2), ITIL, COBIT, RISK IT, Val IT, BASEL II, entre otros. Tanto la estructura común (ECEP) y el método de homogeneización son presentados junto con un ejemplo de aplicación. Asimismo, se presenta una herramienta web que permite apoyar la homogeneización de los modelos, esto permite ilustrar mejor las ventajas de PrMO. La ontología propuesta podría ser de gran utilidad para las organizaciones y consultores que planean llevar a cabo la armonización de múltiples modelos.

classification of cloud masses from weather imagery using machine learning algorithms

La identificación exacta de nubes precipitantes es una tarea difícil. En el presente trabajo se aplicaron los algoritmos Máquinas de Soporte Vectorial, Árboles de Decisión y Bosques Aleatorios para discriminar entre nubes precipitantes y nubes no precipitantes, a partir de una imagen meteorológica del satélite GOES-13 que cubre el territorio colombiano. El objetivo del trabajo fue evaluar el desempeño de los algoritmos de aprendizaje de máquina (ML), para la clasificación digital de masas nubosas, en términos de la exactitud temática de la clasificación usando como referencia el algoritmo convencional distancia de Mahalanobis. Los resultados muestran que los algoritmos ML proporcionan una clasificación de masas de nubes más exacta que la obtenida por algoritmos convencionales. La mejor exactitud fue obtenida usando Bosques Aleatorios (RF), con una exactitud temática global de 97%. Adicionalmente, la clasificación obtenida con RF fue comparada pixel a pixel con estimaciones de precipitación de la NASA Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM) obteniendo una exactitud global del 94%. De acuerdo con este estudio, los algoritmos ML pueden ser usados para mejorar los actuales métodos de identificación de nubes precipitantes.

Accurate identification of precipitating clouds is a challenging task. In the present work, Support Vector Machines, Decisión Trees and Random Forests algorithms were applied to discrimínate between precipitating clouds and non-precipitating clouds from a satellite weather image GOES- 13 covering the Colombian territory. The objective of this study was to evaluate the performance of machine learning (ML) algorithms for digital classification of cloud masses in terms of thematic accuracy classification using the conventional Mahalanobis algorithm as benchmark. Results show that ML algorithms provide more accurate classification of cloud masses than conventional algorithms. The best accuracy was obtained using Random Forests (RF), with an overall thematic accuracy of 97%. Furthermore, the classification obtained with the RF algorithm was compared pixel-to-pixel with NASA Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM) rainfall estimates, obtaining an overall accuracy of 94%. ML algorithms can therefore be used to improve current precipitating clouds identification methods.

State estimation technique for a planetary robotic rover

Given the long traverse times and severe environmental constraints on a planet like Mars, the only option feasible now is to observe and explore the planet through more sophisticated planetary rovers. To achieve increasingly ambitious mission objectives under such extreme conditions, the rovers must have autonomy. Increased autonomy, obviously, relies on the quality of estimates of rover's state i.e. its position and orientation relative to some starting frame of reference. This research presents a state estimation approach based on Extended Kalman Filter (EKF) to fuse distance from odometry and attitude from an Inertial Measurement Unit (IMU), thus mitigating the errors generated by the use of either system alone. To simulate a Sun-sensor based approach for absolute corrections, a magnetic compass was used to give absolute heading updates. The technique was implemented on MotherBot, a custom-designed skid steered rover. Experimental results validate the application of the presented estimation strategy. It showed an error range within 3% of the distance travelled as compared to about 8% error obtained from direct fusion.

Dados los largos tiempos de recorrido y las severas limitaciones medioambientales en un planeta como Marte, ahora la única opción factible es observar y explorar el planeta a través de vehículos planetarios más sofisticados. Para lograr los objetivos de misiones cada vez más ambiciosas bajo tales condiciones extremas, los vehículos deben tener autonomía. Una mayor autonomía, obviamente, depende de la calidad de estimaciones del estado del vehículo, por ejemplo, su posición y su orientación relativa a un punto de referencia inicial. Esta investigación presenta un método de estimación de estado basado en el Filtro Extendido Kalman (EKF) para combinar la distancia de la odometría y la orientación dada por Unidad de Medida Inercial (IMU), y atenuando así los errores generados por el uso individual de cualquier de estos sistemas. Para simular un método basado en sensores solares para correcciones absolutas, se usó un compás magnético para dar datos absolutos de las actualizaciones de dirección. La técnica fue implementada en MotherBot, un vehículo especialmente diseñado con dirección deslizante. Los resultados experimentales validaron la aplicación de la estrategia de estimación propuesta. Se mostró un rango de error dentro del 3% de la distancia recorrida en comparación con un error aproximado del 8% obtenido de la combinación directa.

On the implementation of adaptive multiresolution spectral WENO scheme for the multiclass Lighthill-Whitham-Richards traffic model

In this paper, the implementation of a spectral or characteristic-based fifth order WENO (Weighted Essentially Non-Oscillatory) scheme is described in detail along with an adaptive multiresolution technique for efficiently computing the numerical solution of a multi-class traffic flow model described mathematically by a nonlinear system of conservation laws. In [1] the authors considered the same problem but in a component-wise manner. More recently, [2] conducted numerical experiments by using characteristicbased schemes combined with AMR (Adaptive Mesh Refinement) strategy.

En este artículo, se describe detalladamente la implementación del esquema WENO (Weighted Essentially Non-Oscillatory) de quinto orden, incorporando información característica y combinado con la técnica adaptativa de multiresolución para calcular de una manera eficiente, la solución numérica de un modelo de tráfico vehicular con varias especies descrito matemáticamente por un sistema no lineal de leyes de conservación. En la referencia [1] se estudia el mismo problema, pero sin incluir información característica. Más recientemente, en la referencia [2] se desarrollan experimentos numéricos usando esquemas que incorporan información característica combinados con una técnica de refinamiento de mallas adaptativas (AMR).

Electrical energy conversion system design with single-phase inverter and H5 transformerless topology

This paper presents the design of an electrical energy conversion system (EECS) for the use of solar energy and its conditioning for injection of energy to the commercial power grid. A single-phase full-bridge inverter with transformerless H5 topology coupled to an LCL filter is used. The system is identified using an averaged small-signal state space model; while the used cascade control scheme is tuned by pole placement and includes a maximum power disturb-observe tracking type algorithm of that increases efficiency by operating the system at the optimum operating point of the solar panel. This design describes essential technical aspects in the components sizing and selection for experimental development, as well as the control structure design for a good performance to face systems perturbations.

Este artículo presenta el diseño de un sistema de conversión de energía eléctrica (SCEE) para el aprovechamiento de energía solar y luego acondicionamiento e inyección de energía a la red eléctrica comercial. Se utiliza un inversor puente completo monofásico con la topología sin transformador H5 acoplado a un filtro LCL. El sistema es identificado mediante el modelo de estado promediado y de pequeña señal, el esquema de control presenta un control en cascada sintonizado mediante la asignación de polos, además de un algoritmo de seguimiento de máxima potencia de tipo perturbar y observar que permite aumentar la eficiencia del sistema, operando en el punto óptimo de funcionamiento del panel solar. En el diseño se describen aspectos técnicos fundamentales en el dimensionamiento y selección de componentes para su desarrollo experimental, así como el diseño de la estructura de control para un buen desempeño ante perturbaciones del sistema.

Structural model to evaluate the competence of the software developer

Cada vez son más las empresas que recurren a la contratación de proveedores de servicios para realizar actividades ''No centrales'' en la organización. El propósito del estudio es desarrollar y validar un modelo estructural para evaluar las competencias del desarrollador de software. La evaluación fue realizada mediante la calidad del servicio proporcionado desde la perspectiva de la empresa cliente, cuyos resultados son de 32 empresas que contrataron el servicio de Outsourcing de software. Se utilizó el software SMART-PLS para realizar el análisis estadístico obteniendo una R²: de 0.836 y 0.641 para las variables Preparación empleado-empresa (Y1) y Personal competente actualizado (Y2), respectivamente.

Every time more and more companies are turning to hiring service providers for ''not central'' activities in the organization. The purpose of the study is to develop and validate a structural model to assess the skills of software developer. The evaluation was performed by the service quality provided from the client's perspective, the results are 32 companies hiring the software Outsourcing service. SMART-PLS software was used to perform statistical analysis to obtain an R² of 0.836 and 0.641 for the variables: Preparation employee-company (Y1) and updated competent staff (Y2), respectively.

Tools for the selection of the transmission probability in the cluster formation phase for Event-Driven Wireless Sensor Networks

In the literature, it is common to find studies on Wireless Sensor Networks (WSNs) that consider the Carrier Sense Multiple Access (CSMA) protocol with a fixed transmission probability for means of the random access strategy. This is especially true for event-driven applications for clusteredbased architectures. However, due to the highly variable environment in these networks in terms of the number of nodes attempting a transmission (at the beginning of the cluster formation all nodes in the network contend for the channel, while at the end only a few nodes attempt a transmission), a fixed transmission probability may not entail an adequate performance. Specifically, the energy consumption may be too high by considering a fixed transmission strategy, because the use of a low transmission probability at the beginning of the cluster formation reduces the collision probability, but at the end entails long idle periods. In view of this, the effects of three different transmission probability strategies for event-driven WSNs are studied. Based on the obtained results, it is shown that a careful selection of the transmission probability is required in order to prolong the network lifetime.

En la literatura es común encontrar trabajos sobre redes inalámbricas de sensores que consideran al protocolo de acceso aleatorio CSMA (Acceso al Medio por Sensado de Portadora, por sus siglas en inglés) con una probabilidad de transmisión fija. Esto es particularmente usado en aplicaciones de detección de eventos y bajo una arquitectura de formación de grupos de nodos. Sin embargo, en estas aplicaciones, el ambinte es altamente variable en cuanto al número de nodos que intentan transmitir (al inicio de la formación de grupos todos los nodos de la red transmiten mientras que al final de este proceso, solo pocos nodos intentan transmitir) y una probabilidad de transmisión fija no ofrece un buen desempeño del sistema. Específicamente, el consumo de energía puede ser muy alto considerando una estrategia de transmisión fija ya que al inicio de la formación de los grupos una probabilidad de transmisión baja que reduzca la probabilidad de colisión genera mucho tiempo libre al final del mismo. En vista de lo anterior, se propone en este trabajo el estudio del efecto de la probabilidad de transmisión para tres estrategias diferentes en el ámbito de aplicaciones para detección de eventos. A partir de los resultados obtenidos, se puede apreciar que la selección de esta probabilidad es crucial para aumentar el tiempo de vida de la red de sensores.

Effect of shaping method on the densification of SnO₂ ceramic pieces

Dada la importancia tecnológica del óxido de estaño, SnO2, es de gran interés optimizar las condiciones de sinterización para obtener una adecuada densificación, microestructura y propiedades mecánicas, dependiendo de su aplicación tecnológica. En este trabajo se sinterizaron polvos cerámicos de SnO2 por el método de precipitación controlada, polvos que se conformaron para obtener piezas en verde, tanto por prensado como por el método de colado (''slip casting''). En el método de colado se realizó un estudio cuidadoso de suspensiones de SnO2 para obtener una barbotina estable. Para determinar el efecto del método de conformado sobre la densificación de las piezas, se analizaron las diferentes curvas obtenidas de la pérdida de peso, contracción y densificación, en función de la temperatura, de las diferentes muestras estudiadas. Finalmente, las piezas sinterizadas se caracterizaron utilizando microscopia electrónica de barrido (MEB), para conocer su microestructura. Las piezas que presentaron mayor densificación fueron las conformadas por el método coloidal (ρ= 4,2 ± 0,2 g/cm³), mostrando además una microestructura uniforme, con poros muy pequeños, características que permitirían utilizar estos materiales como membranas o sensores de gas.

Tin oxide, SnO2, has a big technological importance. For its uses it is of great interest to optimize the sintering conditions to obtain an adequate densification, microstructure and mechanical properties, depending on the technological application. In this paper, ceramic powders of SnO2 obtained by controlled precipitation method were sintered. Powders were shaped to obtain ''green'' pieces using both pressing and by the casting method (''slip casting'') for this. For the slip casting method was realized a careful study of SnO2 suspensions to obtain a stable slurry. For determine the effect of shaping methods on the densification of pieces, were obtained important information analyzing the results of curves of weight loss, shrinkage and densification, as temperature functions, of the different samples. Finally, the sintered pieces were characterized using SEM to know their microstructure. The shaped pieces using colloidal method showed the higher density values (ρ = 4.2 ± 0.2 g/cm³). These samples showed a uniform microstructure with very small pores. These characteristics would allow their use as membranes or gas sensors.

A comparative study between Piecewise-Linear and Point-Based methodologies for galvanometer mirror systems

Galvanometer mirror systems are a fundamental tool used in many research fields to deploy curves over virtually any surface. Even though the pointbased methodology is the current standard used to achieve this task, it has the shortcoming of using a format of coordinates (expressed as a massive list of points) to represent the curve to be displayed, requiring large memory arrays. An alternative methodology is the so-called Piecewise-Linear which representation format is based on the use of a mathematical Piecewise-Linear formulation where the curves to be drawn are treated as a parametric system composed of two positional equations, X and Y , related to each other by an artificial parameter μ. In comparison against the point-based method, Piecewise-Linear exhibits attractive advantages such as: memory saving and improved sharpness for projected curves.

Los sistemas de espejos galvanométricos son una herramienta fundamental usada en muchos campos de la investigación para proyectar curvas virtualmente sobre cualquier superficie. Aunque la metodología basada en puntos es el estándar actualmente utilizado para llevar a cabo esta tarea, ésta tiene el inconveniente de usar un formato de coordenadas (expresado como una masiva lista de puntos) para representar la curva a ser proyectada, lo cual requiriere grandes arreglos de memoria. Una metodología alternativa es la denominada Lineal a Tramos cuyo formato de representación se basa en el uso de una formulación matemática Lineal a Tramos donde las curvas a ser dibujadas son tratadas como un sistema de ecuaciones paramétrico compuesto de dos ecuaciones de posición, X y Y, relacionadas una a otra a través de un parámetro artificial μ. Comparado con el método basado en puntos, el método Lineal a Tramos exhibe atractivas ventajas tales como: ahorro de memoria y una mayor nitidez en las curvas proyectadas.

Single-pixel optical sensing architecture for compressive hyperspectral imaging

Compressive hyperspectral imaging systems (CSI) capture the threedimensional (3D) information of a scene by measuring two-dimensional (2D) coded projections in a Focal Plane Array (FPA). These projections are then exploited by means of an optimization algorithm to obtain an estimation of the underlying 3D information. The quality of the reconstructions is highly dependent on the resolution of the FPA detector, which cost grows exponentially with the resolution. High-resolution low-cost reconstructions are thus desirable. This paper proposes a Single Pixel Compressive Hyperspectral Imaging Sensor (SPHIS) to capture and reconstruct hyperspectral images. This optical architecture relies on the use of multiple snapshots of two timevarying coded apertures and a dispersive element. Several simulations with two different databases show promising results as the reliable reconstruction of a hyperspectral image can be achieved by using as few as just the 30% of its voxels.

Los sistemas de sensado de imágenes espectrales (CSI) capturan información tridimensional (3D) de una escena usando mediciones codificadas en dos dimensiones (2D). Estas mediciones son procesadas posteriormente por un algoritmo de optimización para obtener una estimación de la información tridimensional. La calidad de las reconstrucciones obtenidas depende altamente de la resolución del detector, cuyo costo aumenta exponencialmente a mayor resolución exhiba. Así, reconstrucciones de alta resolución son requeridas, pero a bajo costo. Este artículo propone una arquitectura óptica de sensado compresivo que utiliza un único pixel como detector para la captura y reconstrucción de imágenes hiperespectrales. Esta arquitectura óptica depende del uso de múltiples capturas de imágenes procesadas por medio de dos aperturas codificadas que varían en cada toma, y un elemento de dispersión. Diferentes simulaciones con 2 bases de datos distintas muestran resultados promisorios que permiten reconstruir una imagen hiperespectral utilizando tan solo el 30% de los vóxeles de la imagen original.

Variable frequency harmonic vibration suppression using active vibration absorption

Passive dynamic vibration absorbers have been extensively used for harmful vibration attenuation in many practical engineering systems. The applicability of these passive vibration absorption devices is limited to a specific narrow operation frequency bandwidth. In this article, a novel active vibration absorption scheme is proposed to extend the vibration suppression capability of a passive mass-spring-damper absorber for any excitation frequency, including interest resonant harmonic perturbation forces. The central foundations of a passive absorber are exploited in the design stage of the presented absorption scheme. Thus, the active absorption device applies forces on the protected mechanical system that counteract the unknown perturbation forces, conserving the vibration attenuation property of the passive absorber. The perturbation force is estimated on-line using an extended state observer proposed in this work. Simulation results are included to show the efficiency of the active vibration absorption scheme to reject completely unknown resonant and chaotic forced vibrations affecting the primary mechanical system, and to prove the effectiveness of the estimation of exogenous perturbation forces.

Los absorbedores dinámicos pasivos de vibraciones se han utilizado ampliamente para atenuación de vibraciones dañinas en muchos sistemas de ingeniería prácticos. La aplicabilidad de estos dispositivos de absorción pasiva de vibraciones se limita a un ancho de banda angosto y especifico de frecuencias de operación. En este artículo se propone un nuevo esquema de absorción activa de vibraciones que permite extender la capacidad de supresión de vibraciones de un absorbedor masa-resorte-amortiguador pasivo para cualquier frecuencia de excitación, incluyendo fuerzas de perturbación armónica resonantes de interés. Los fundamentos centrales de un absorbedor pasivo se explotan en la etapa de diseño del esquema de absorción propuesto. Así, el dispositivo de absorción activa aplica fuerzas sobre el sistema mecánico primario que contrarrestan las fuerzas de perturbación desconocidas, conservando la propiedad de atenuación de vibraciones del absorbedor pasivo. La fuerza de perturbación se estima en línea usando un observador de estado extendido propuesto en este trabajo. Se incluyen resultados en simulación para mostrar la eficiencia del esquema de absorción activa de vibraciones para rechazar vibraciones forzadas resonantes y caóticas completamente desconocidas afectando el sistema mecánico primario, y para probar la efectividad de la estimación de fuerzas de perturbación exógenas.

Calculation of the helical parallel transmission of a wind turbine gearbox

La caja multiplicadora de una turbina eólica es el componente de mayor complejidad mecánica y es la responsable de la mayoría de la pérdida de tiempo operacional de la turbina y del incremento de los costos. La misma no alcanza una vida proyectada de 20 años. Todos los estudios hasta el momento indican que estas fallas surgen desde el proceso de diseño. Este trabajo tuvo como objetivo demostrar algunas de las insuficiencias de las normas actuales de diseño de las cajas multiplicadoras de las turbinas eólicas, a través de la realización de una comparación de los resultados del cálculo de la transmisión paralela helicoidal de una turbina eólica de 2,5 MW, realizados por tres vías: con las normas ISO 6336:2006 Método B y AGMA 2101-D04 (Metric Edition) y mediante simulación numérica. De este análisis resulta que no existen problemas de resistencia ni de rigidez en ambas transmisiones, sin embargo la diferencia entre estos tres métodos de cálculo es considerable.

The gearbox of a wind turbine is the component of greatest mechanical complexity and is responsible for most wind turbines operational downtime and for increased costs. It doesn't reach a 20 years projected life. All the studies, until now, indicate that these failures arise from the design process. This work demonstrates some of the inadequacies of the current design standards of wind turbines gearboxes, through the realization of a comparison of the results of the calculation of the helical parallel transmission of an 2,5 ME wind turbine, carried out by three ways: ISO 6336:2006 Method B and AGMA 2101-D04 (Metric Edition) standards and by using numeric simulation. The results of this analysis are that there are no problems of strength or rigidity in both transmissions, however the differences between these three calculation methods are considerable.

Two-electron energy levels in coupled nanorings: the hydrostatic pressure and magnetic field effects

The energy spectrum of two electrons spatially separated in two vertically coupled quantum rings under hydrostatic pressure and magnetic field is calculated. In order to study the two-electron properties, the adiabatic approximation is used by considering quantum rings with square crosssections. The changes of the energy level-ordering and the crossover among the curves as a function of radii and ring-ring separation as well as the hydrostatic pressure and magnetic field are discussed. The effects related to the geometry of the rings as well as the external fields on the crystal Wigner formation are analyzed. Additionally, it is checked that the present results are in good agreement with those previously obtained for the limit cases corresponding to zero ring-ring separation and rings of equal center line radius.

Se calcula el espectro de energía dos electrones espacialmente separados en dos anillos cuánticos acoplados verticalmente bajo los efectos de presión hidrostática y de campo magnético. Para el estudio de las propiedades del sistema bi-electrónico se usa el método de aproximación adiabática considerando anillos cuánticos de sección transversal cuadrada. Se discuten los cambios en el ordenamiento de los niveles energéticos y el cruce entre las curvas como función de los factores geométricos más relevantes como son los radios y la separación entre anillos, así como la influencia de la presión hidrostática y del campo magnético. Se muestra el efecto de la geometría de los anillos así como el efecto de los campos sobre la formación de cristales de Wigner. Adicionalmente se comprueba que los resultados están en buen acuerdo con aquellos obtenidos para casos límites como son separación nula entre anillos y radios iguales.

Influence of data quality in the preferences of citizens in Municipal e-Government applications

El e-Government representa la relación gobierno-ciudadanía, a través del uso de las tecnologías de información. Mediante éste, los gobiernos dejan disponibles para la ciudadanía diferentes servicios públicos e información, intentando con esto, facilitar la vida de los ciudadanos y la gestión pública. Lo anterior, entre otras cosas, implica un fuerte intercambio de datos entre el gobierno y los ciudadanos. Esto, nos lleva a pensar, que la calidad de los datos podría llegar a ser un factor relevante, cuando se intenta potenciar el uso de e-Government. Consecuentemente, este artículo presenta un estudio que da a conocer la opinión de los ciudadanos respecto a la presencia de la calidad de datos en las aplicaciones de e-Government Municipal. Específicamente, el caso de estudio realizado, ha permitido determinar que los ciudadanos reconocen y prefieren una aplicación con mejor calidad de datos.

The e-Government represents the government-citizen relationship, through the use of information technologies. Through e-Government the governments, offer different utilities and information, trying with this, to make life easier for citizens and to facilitate the public administration. This implies, among other things, strong data exchange between government and citizens. This leads us to think that the quality of the data could become an important factor when attempting to promote the use of e-Government. Consequently, this article focuses on studying the views of citizens regarding the presence of data quality in Municipal e-Government applications. Concretely, the case study, has shown that citizens recognize and prefer an application with improved data quality.

**Physical and mechanical properties of Jatropha curcas seed grown up in Colombia**

Una opción promisoria en el campo de los biocombustibles es el biodiesel obtenido del aceite de los granos de Jatropha curcas. Ésta es una planta que se desarrolla en países tropicales, puede crecer en suelos marginales, con poca irrigación y ayuda a controlar la erosión de los suelos. Este arbusto crece rápidamente y produce semillas con un contenido de aceite alrededor del 35%, y es una especie que no compite con los cultivos con fines alimenticios. Sin embargo, para que la producción de biodiesel a partir de Jatropha sea sostenible y rentable se requiere investigación y desarrollo tecnológico, en todas las etapas de la cadena productiva. Este artículo presenta los resultados de un proceso de investigación y evaluación que tiene como objetivo determinar algunas características físicas y mecánicas de los granos de Jatropha curcas. Estos datos brindan información relevante para el diseño de equipos y procesos para la producción de aceite de Jatropha. Como resultado de la investigación se obtuvieron datos como son: la fuerza (119 N), la energía (332 N.mm) y la deformación (2,8 mm) requeridas para la fractura, dimensiones promedio de los granos (longitud: 10,8 mm/ancho: 17,8 mm/espesor: 8,6 mm), fracciones de cáscara (38%) y albumen (62%) en la semilla, humedad del grano (5,2%), contenido de aceite (29% m/m), poder calorífico de la cáscara (0,3 MJ/kg), y el albumen (0,8 MJ/kg); entre otras. Todas estas variables, además de ser útiles para el proceso de diseño, permiten evaluar usos alternativos para subproductos del proceso de extracción. Cabe anotar, que es poca la información que se encuentra con respecto a este grano, en el contexto colombiano.

Biodiesel from Jatropha curcas seeds is one promissory option in the biofuels field. This is a crop that develops in tropical countries which can grow on marginal soils with low irrigation and helps to control the erosion. This bush grows quickly and produces seeds with approximately 35% oil content and it does not compete with food crops. However, for the production of biodiesel from Jatropha to be sustainable and profitable it is required research and technological development at all stages of the production chain. This article shows the results of a research process that aims the determination of some significant physical and mechanical characteristics of Jatropha curcas seeds. This data are important, because they provide necessary information in the design of equipment and processes for Jatropha curcas oil production; especially, for mechanical oil extraction. As a result of the research process different properties were determined, for example: compression (2.8 mm) and energy (332 N.mm) required for fracture, average dimensions of seeds (length: 10.8 mm/width: 17.8 mm/thickness: 8.6 mm), fractions of shell (38%) and albumen (62%) in the seed, moisture content of seed (5.2%), oil content (29%), calorific value of shell (0.3 MJ/kg) and albumen (0.8 MJ/kg). All these variables are important parameters in the design of equipment, but also are useful to evaluate alternative uses for by-products of the oil extraction process, for example as energy source. Besides, the available information in Colombia about Jatropha is not much.

Calculation model for greenhouse gases diffuse emissions from transport. Analysis by urban design variabless

Entre las medidas más relevantes para frenar el calentamiento global se encuentra el control de las denominadas emisiones difusas, siendo las emisiones derivadas de las fuentes móviles una de las componentes más importantes dentro de tales emisiones. En el presente trabajo se han estudiado las emisiones difusas en el marco del diseño urbanístico y se han desarrollado métodos para el cálculo de las emisiones derivadas del tráfico rodado en función de parámetros de diseño urbanístico; como los usos del suelo, la longitud de viales o la edificabilidad, obteniendo así expresiones no lineales que permiten predecir los niveles de emisiones para diferentes usos. Los resultados muestran coeficientes de determinación de 0,644 para el uso residencial, 0,591 para el uso industrial, 0,592 para el uso terciario y 0,591 para los equipamientos, cifras de las que se deduce una mayor capacidad explicativa del modelo predictivo de las emisiones para el uso residencial.

Control of diffuse emissions can be included among the most relevant actions aimed at breaking global warming. Emissions from road traffic join outstandingly in diffuse emissions. This paper studies these kind of emissions related to urban planning and proposes a model to calculate emissions, by using variables such as land use, vial length or edificability. Paper proposes nonlinear equations through emission levels for each land use can be estimated. Results show coefficient of determination of 0.644 for residential use, 0.591 for industrial, 0.592 for commercial and 0.591 for equipments. Figures that probe a higher explanatory power for model linked to residential uses.

Impact of wind power in middle-termed hydrothermal dispatch

El presente trabajo describe un modelo de programación lineal y simulación de Monte Carlo para solucionar un problema de despacho hidrotérmico de mediano plazo, a nodo único, con tres distintos escenarios de penetración de generación eólica. Se considera costo del combustible variable en cada período, teniendo en cuenta dos tecnologías: plantas de carbón y de gas con ciclo combinado. Se utiliza un sistema de prueba con dos plantas térmicas, tres hidráulicas y un parque eólico que pueden operar continuamente en el horizonte de planeamiento de 12 meses. La generación eólica se modela mediante funciones de distribución de probabilidad tipo Weibull, particulares para el sistema colombiano, mientras que la generación hidráulica se modela mediante funciones de probabilidad normal. Los resultados muestran una reducción de los costos de operación de acuerdo a tres escenarios de penetración eólica. El principal aporte de este artículo consiste en introducir simultáneamente el efecto estocástico tanto del viento como de la hidrología en el despacho hidrotérmico.

This paper describes a linear programming model and Monte Carlo simulation which solve a middle-termed hydrothermal dispatch problem for three different scenarios of wind power penetration. Transmission line effects are neglected. The fuel cost in thermal plants varies in each time period. The test system has two thermal and three hydroelectric plants that can continuously operate during the twelve-months planning term. Wind generation is modeled by using Weibull Distribution Functions particular to the Colombian system, while hydro-generation is modeled by Normal Distribution Functions. Results show costs reduction for the three scenarios of wind power penetration. The main contribution of this paper is to simultaneously introduce the stochastic effect of wind and hydrology in the hydrothermal dispatch.

Photooxidation of anthracene under visible light with metallocarboxyphenylporphyrins

In this work, metallocarboxyphenylporphyrins (TcPP-M, M= Cu y Zn) and metal-free carboxyphenylporphyrin (TcPPH) have been synthesized and their efficiency in the photooxidation of anthracene under visible light (λ> 500 nm) through generation of oxygen singlet (¹O2) has been evaluated. ¹O2 was detected by Electron Paramagnetic Resonance (EPR), where it reacts with 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidone-N (TEMP) to produce 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidone-N-oxyl radical (TEMPO). The catalytic results indicated that the incorporation of the metal in the porphyrin ring strongly affects their efficiency on the anthracene oxidation. The TcPPH showed a higher photonic efficiency (31%) in the anthracene conversion than TcPPZn (13%) and TcPPCu (9%). This result may be related to the disruption of the planarity of the porphyrin ring. Finally, the formation of anthraquinone and oxanthrone was detected as the oxidation products in the anthracene reaction with ¹O2.

En este trabajo sintetizamos metalocarboxifenilporfirinas (TcPP-M, M= Cu y Zn) y la carboxifenilporfirina libre de metal (TcPPH) y determinamos su eficiencia en la fotooxidación de antraceno bajo luz visible a través de la generación de oxígeno singulete (¹O2). La presencia de ¹O2 fue evidenciada por Resonancia Paramagnética Electrónica (RPE), el cual el oxígeno singulete reacciona con la 2,2,6,6-tetrametil-4-piperidona-N (TEMP) para producir el radical 2,2,6,6-tetrametil-4-piperidona-N-oxil (TEMPO). Los resultados catalíticos indican que la incorporación del metal en el anillo de la porfirina afecta su eficiencia sobre la oxidación del antraceno. La TcPPH mostró la eficiencia fotónica más alta en la conversión de antraceno (31 %) en comparación con la TcPPZn (13 %) y TcPPCu (9 %). Estos resultados pueden ser relacionados a la distorsión de la planaridad del anillo de porfirina. Finalmente se detectó la formación de antraquinona y oxoantrona como productos de oxidación in la reacción del antraceno con ¹O2.