Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

Un algoritmo híbrido para el problema de ruteo de vehículos con restricciones de carga de tridimensional

This paper presents a hybrid algorithm for solving the Capacitated Vehicle Routing Problem with practical three-dimensional loading constraint. This problem is known as 3L-CVRP (Three-dimensional Loading Capacitated Vehicle Routing Problem). The proposed methodology consists of two phases. The first phase uses an optimization procedure based on cuts to obtain solutions for the well-known Capacitated Vehicle Routing Problem (CVRP). The second phase validates the results of the first phase of a GRASP algorithm (Greedy Randomized Adaptive Search Procedure). In particular, the GRASP approach evaluates the packing constraints for each performed route of the CVRP. The proposed hybrid algorithm uses a relaxation of the classical model of two sub-indices for the vehicle routing problem. Specifically different types of cuts are added: subtour elimination, capacity-cut constraints, and packing-cut constrains. The proposed algorithm is compared with the most efficient approaches for the 3L-CVRP on the set of benchmark instances considered in the literature. The computational results indicate that the proposed approach is able to obtain good solutions, improving some of the best-known solutions from the literature.

En este artículo se presenta un algoritmo híbrido para resolver el problema de ruteo de vehículos con restricciones de capacidad y restricciones prácticas de empaquetamiento tridimensional, este problema en la literatura es conocido como 3L-CVRP (Capacitated Vehicle Routing Problem and Container Loading Problem). La metodología de solución propuesta en este trabajo consiste de dos fases. La primera utiliza un procedimiento de optimización basado en cortes para el Problema de Rutas de Vehículos Capacitados (CVRP). La segunda valida las soluciones de la fase anterior a través de un algoritmo GRASP (Greedy Randomized Adaptive Search Procedure), el cual evalúa las restricciones de empaquetamiento de cada una de las rutas. Para el algoritmo híbrido se utiliza la relajación del modelo clásico de dos subíndices para el problema de ruteo de vehículos. En particular diferentes tipos de cortes son adicionados: eliminación de subtours, cortes debido a las restricciones de capacidad y cortes para restricciones de empaquetamiento. El algoritmo propuesto ha sido comparado con los algoritmos más eficaces para el 3L-CVRP en el conjunto clásico de instancias presentadas en la literatura. Los resultados computacionales muestran que el método propuesto es capaz de obtener buenos resultados perfeccionando algunas de las mejores soluciones conocidas propuestas en la literatura.

Evaluación de las posturas y la manipulación de cargas manuales en fundiciones del sur de Brasil

Foundry workers are exposed to health risks arising from several factors, especially weight handling, adopted postures, and taken routes. This paper aims to evaluate the postures and cargo handling in foundry areas of industries at the south region of Brazil. Data was collected from a population of 35 workers that volunteered to take part in the research. The techniques used include an organizational questionnaire, interviewing, the Nordic musculoskeletal questionnaire, and the REBA and NIOSH methods. It was found that 74.3% of the sample reported symptoms of discomfort and pain in different parts of the body. The lumbar region appeared as the most affected part, as well as wrists, hands and fingers. The REBA method results indicated that 78.9% of analyzed postures are between medium and very high risk levels. Likewise, 100% of shipments surveyed carried risks of injury in the spine and musculoskeletal ligament system.

Los trabajadores de las áreas de fundición son expuestos a cargas de trabajo que pueden afectar su salud debido a varios factores, entre los que se destacan el peso que es manipulado, las posturas adoptadas y los recorridos realizados. Este artículo tiene como objetivo evaluar las posturas y la manipulación de cargas en áreas de fundición en empresas del sur del Brasil. La población estudiada fue de 35 trabajadores que voluntariamente decidieron participar de la investigación. Fue aplicado un cuestionario organizativo, entrevistas, cuestionario nórdico de síntomas osteomusculares, método REBA y método NIOSH. Se destaca que el 74,3% de la muestra estudiada presentó síntomas de molestias y dolores en diferentes partes del cuerpo, siendo la región lumbar la más afectada, así como las muñecas, manos y dedos. Los resultados del método REBA identificaron que el 78,9% de las posturas analizadas poseen niveles de riesgo entre medio y muy alto. De la misma forma, el 100% de los levantamientos de pesos investigados presentaron riesgos de lesiones en la columna y el sistema de músculos y ligamentos.

Efecto de diferentes combinaciones de parámetros de tamaño y forma en el porcentaje de error de la clasificación de elementos estructurales en tejido vegetal de Cucurbita pepo L. 'Calabaza', utilizando redes neuronales probabilísticas

The optimal combination of size and shape parameters for classifying structural elements with the lowest percentage error is determined. For this purpose, logical sequences and a series of micrographs of tissues of the pumpkin Cucurbita pepo L. were used to identify and manually classify structural elements into three different classes: cells, intercellular spaces and unrecognizable elements. From each element, eight parameters of size and shape (area, equivalent diameter, major axis length, minor axis length, perimeter, roundness, elongation and compaction) were determined, and a logical sequence was developed to determine the combination of parameters that generated the lowest error in the classification of the microstructural elements by comparison with manual classification. It was found by this process that the minimum error rate was 12.7%, using the parameters of major axis, minor axis, perimeter and roundness.

Se procedió a determinar la combinación óptima de parámetros de tamaño y forma a fin de obtener la clasificación de elementos estructurales con el menor porcentaje de error. Para este efecto se procedió a utilizar secuencias lógicas y una serie de micrografías de tejido de Cucurbita pepo L.'calabaza' a partir de las cuales se determinaron y clasificaron manualmente los elementos estructurales en tres diferentes clases (células, espacios intercelulares y elementos no reconocibles). De cada elemento se determinaron ocho parámetros de tamaño y forma (área, diámetro equivalente, longitud eje mayor, longitud eje menor, perímetro, redondez, elongación, compactación), se elaboró una secuencia lógica para determinar la combinación de parámetros que generaba el menor error en la clasificación de los elementos microestructurales, mediante comparación con la clasificación manual y se determinó con este proceso que el mínimo porcentaje de error fue 12,7%, mediante el uso de los parámetros de eje mayor, eje menor, perímetro y redondez.

Preparación de catalizadores de carbón activado estructurados. Un caso de estudio: síntesis limpia de dimetil carbonato a partir de metanol y CO₂

The synthesis of Cu-Ni bimetallic catalyst supported on pellets of activated carbon using carboxymethylcellulose (CMC) as a binder is reported. The effect of preparation conditions, such as binder concentration, AC/binder ratio, temperature, and pyrolysis heating rate on the surface area of the pellets, was evaluated. Cu and Ni metals were incorporated on the pellets by conventional incipient wetness impregnation. The support and the synthesized catalysts were characterized using N2 adsorption, H2-TPR, XRD and SEM-EDS techniques. The pelletized catalysts were evaluated for the direct synthesis of dimethyl carbonate DMC (case study). An improved catalytic activity (e.g., ca. 20% increase in conversion) in structured pelletized catalyst in comparison to the powdered catalyst was found.

Se presenta la síntesis del catalizador bimetálico de Cu-Ni soportado en pellets de carbón activado utilizando carboximetilcelulosa (CMC) como agente aglutinante. Se evaluó el efecto de las condiciones de preparación, tales como concentración de CMC, relación de CMC/Carbón activado, temperatura y velocidad de calentamiento en la pirólisis sobre el área la superficial de los pellets sintetizados. La incorporación de los metales (Cu y Ni) en los pellets se efectuó por impregnación húmeda incipiente convencional. El soporte y los catalizadores sintetizados se caracterizaron mediante adsorción de N2, H2-TPR, XRD y técnicas de SEM-EDS. Los catalizadores peletizados se evaluaron en la síntesis directa de dimetil carbonato DMC (caso de estudio), mostrando una actividad catalítica mejorada en comparación con el catalizador en polvo.

Utilizando diseño factorial para aumentar la eficiencia en la destilación de etanol en pequeña escala

This research assessed experimentally the performance of a small-scale ethanol/water distillation column. Statistical analysis was performed using Statistica® 7.0, considering a significance level of 90% (p < 0.10), to evaluate if the independent variables (feed stream ethanol concentration and flow rate) influence on the production of ethanol in accordance with the Brazilian legislation, i.e., a Hydrous Ethanol Fuel with ethanol content between 92.5 and 93.8 wt%. The results demonstrated that the influence of the feed stream ethanol concentration and flow rate were significant for both the top product concentration and the recovery ratio. The recovery ratio of ethanol was above 80%, demonstrating that the performance of the small-scale column is satisfactory.

Este estudio evaluó experimentalmente el comportamiento de una columna de destilación de etanol/agua a pequeña escala. Se realizó análisis estadístico utilizando el software Statistica® 7,0, considerando un nivel de significación del 90% (p < 0,10), para evaluar si las variables independientes (concentración de etanol y caudal de alimentación) influencian la producción de etanol de acuerdo con la legislación brasileña, i.e., etanol combustible con concentración de etanol entre 92,5 y 93,8 % en masa. Los resultados demostraron que la influencia de la concentración de etanol y el caudal de alimentación fueron significativos para la concentración del producto destilado y la tasa de recuperación. La tasa de recuperación de etanol fue mayor que 80%, lo que señala que el rendimiento de la columna a pequeña escala fue satisfactorio.

Análisis de la calidad del proceso de soldadura en el cambio de componente de tecnología BGA

In recent years, many efforts have been expended by companies in the search for technological improvement of their products by adding features such as lightweight materials, reduced size and high levels of performance at the lowest cost, to meet a worldwide demand in this regard. This article aimed to conduct an analysis of the quality of the Reflow of soldering in exchange of component of BGA technology. The methods and techniques used were the qualitative-quantitative approach, conducted by the case study technique in the welding process of the BGA component by collecting (cross section and X-ray) and data analysis (alignment, cracks and voids) within the process. The achieved results showed that the Reflow welding process in the exchange of BGA component meets the criteria for acceptance of international standards IPC -A - 610E and IPC 7095B. This fact leads to the inference that the quality of the process in question may reflect in better conditions and cost competitiveness for the investigated organization.

Actualmente muchos esfuerzos están siendo realizados por las empresas en busca del perfeccionamiento tecnológico de los productos, agregando aspectos tales como ligereza, reducción de las dimensiones y altos niveles de desempeño al menor costo posible para atender una demanda mundial en este sentido. El objetivo de este artículo fue realizar un análisis de la calidad del proceso Reflow de soldadura en el intercambio de componente de tecnología BGA. Los métodos y las técnicas utilizados tuvieron un enfoque cualitativo-cuantitativo, orientado mediante la técnica de estudio de caso en el proceso de la soldadura del componente BGA mediante la recopilación (cross section y rayos X) y el análisis de datos (alineación, grietas y vacíos) dentro del proceso. Los resultados alcanzados demostraron que el proceso de Reflow de la soldadura en el intercambio del componente BGA cumple los criterios de aceptación de las normas internacionales IPC - A-610E e IPC 7095B. Este hecho lleva a inferir que la calidad del proceso en cuestión puede influir en mejores condiciones de costo y de competitividad para la organización investigada.

Evolución del color de la capa de óxido formada en las aleaciones Au-25Fe y Au-24.5Fe-0.5Co

The colour theory proposed by Heavens in 1991 has been applied to calculate the thickness of magnetite thin layers, Fe3O4, which were obtained by heat treatment at 250 °C in a gold alloy (Au-24.5Fe-0.5Co). The reflectance spectra obtained from the polished samples with different oxidation (and colour) degrees were used to calculate the real part of the refraction index and the (imaginary) extinction coefficients of both the metallic substrate (n2, k2) and the magnetite layer (n1=2.42, k1). The a+bλ+cλ² form was taken adjusting parameters between experimental and theoretical curves. The fitting of the data resulted in deviations between 2 and 10% for thicknesses in the range of 0 nm (only substrate) and 65 nm (dark blue colour). By means of a mathematic model and following the Heavens' theory, the thickness of each layer has been predicted with high precision, using the spectral reflectance. Consequently, we propose that by using this methodology, the values of the extinction coefficients of the oxide species can be easily obtained, and the thicknesses of the oxide layers can be predicted. The magnetite thickness values found in this study fall into the interval reported in the literature for first-order interference in steels, from light-yellow (~46 nm) to blue (~72 nm).

Se aplica la teoría del color propuesta por Heavens (1991) para el cálculo de los espesores de las películas delgadas de magnetita, Fe3O4, los cuales fueron obtenidos por tratamiento térmico a 250°C de una aleación de oro (Au-24.5Fe-0.5Co). Los espectros de reflectancia obtenidos de las muestras pulidas con diferentes grados de oxidación (y de color) fueron usados para calcular los índices de refracción (real) y de extinción (imaginario) del sustrato metálico (n2, k2) y de la capa de magnetita (n1=2,42, k1). La forma a+bλ+cλ² se tomó del ajuste de parámetros entre las curvas experimentales y teóricas. El ajuste de los datos resultan en desviaciones entre 2 y 10%, para los espesores en el rango de 0 nm (solo metal original) y 65 nm (color azul oscuro). Por medio de un modelo matemático siguiendo la teoría de Heavens, el espesor de cada capa ha sido predicho con alta precisión, utilizando las mediciones de reflectancia espectral. En consecuencia, proponemos que mediante el uso de esta metodología se pueden obtener fácilmente los valores de los coeficientes de extinción de las especies de óxido y, además, se pueden predecir los espesores de la capa de óxido. Los valores de espesores de la magnetita encontrados en la presente investigación están dentro del intervalo reportado en la literatura para la interferencia de primer orden en los aceros, desde el amarillo claro (~46 nm) hasta el azul (~72 nm).

Análisis espectroscópico de un plasma de carbón producido por ablación láser

An analysis of plasma produced by laser ablation using 1,064 nm of laser radiation from a Q-switched Nd:YAG on coal mineral samples under air ambient, was performed. The emission of molecular band systems such as C2 Swan System , the First Negative System N2 (Band head at 501.53 nm) and different emission lines were investigated using the optical emission spectroscopy technique. The C2 molecular spectra (Swan band) were analyzed to determine vibrational temperature (0.62 eV). The density and electron temperature of the plasma have been evaluated using Stark broadening and the intensity of the nitrogen emission lines (N II). Values of 1.2 eV of electron temperature and 1.82×10(19) cm-3 of electron density were found.

Se presenta un análisis espectroscópico en aire del plasma producido por la ablación de un láser infrarrojo Nd: YAG con λ= 1.064 nm sobre carbones provenientes de tres diferentes minas naturales (Santander, Norte de Santander y Cesar) en Colombia. El estudio de la emisión de los sistemas de bandas moleculares como Sistema Swan C2, primer Sistema Negativo N2 (alrededor de 501,53 nm) y diferentes líneas de emisión atómicas fueron investigados utilizando la técnica de espectroscopia de emisión óptica. Los espectros moleculares C2 (conocida como banda Swan) se analizaron para determinar la temperatura de vibración (0.62 eV). La temperatura de la densidad de electrones y del plasma han sido evaluadas utilizando el ensanchamiento Stark y la intensidad de las líneas de emisión de nitrógeno (N II). Se encontraron valores de 1,2 eV de temperatura electrónica y 1,82×10(19) cm-3 de electrones densidad.

Análisis biomecánico de un disco intervertebral con lesión empleando fotoelasticidad reflectiva

This paper presents an experimental evaluation of the structural integrity of the lumbar section (L2-L3-L4) considering a damaged intervertebral disc. In this study, porcine specimens were used due to the similarity of the mechanical properties of those of the human spine. The lumbar section L2-L3-L4 was tested under compression. Five cases were analyzed; in the first one, the lumbar section consisted of healthy intervertebral discs. For the other four cases, the disc located between L2 and L3 was divided into four quadrants: front, back, left and right. For each of these cases, a damage condition was induced by making an incision from the annular fibers to the pulpous nucleus, covering each quadrant; the back elements (pedicles and facet joint) were removed and only the vertebral bodies and discs were tested. As a damaged intervertebral disc is unable to properly perform its mechanical function, the load transferred from L2 to L3 through the disc is no longer optimal. The actual stress field on L3, considering the damaged disc, was obtained using reflective photoelasticity for each one of the previously mentioned study cases. The results show that the induced damage in the intervertebral discs increases the stresses on L3 considerably when compared to the case of an undamaged disc, being the most critical when the damage is located in the back quadrant of the disc. In the other three cases, the damaged disc does not reduce the structural integrity of the vertebral body significantly. However, the inter-vertebrae space is reduced as a result of the damage, thus compromising the structural integrity of the studied lumbar section.

Este artículo presenta un análisis biomecánico de una sección de columna lumbar (L2-L3-L4) considerando que existe un daño inducido en uno de los discos intervertebrales. En este estudio, se utilizaron especímenes de columna lumbar de cerdo debido a su gran similitud biomecánica con la del ser humano. Las secciones lumbares fueron ensayadas bajo carga axial de compresión. Se analizaron cinco casos de estudio, el primero de ellos fue la sección lumbar de columna con el disco intervertebral sano. Para los casos restantes, se indujo una lesión en el disco intervertebral ubicado entre L2 y L3 dividiéndolo en cuatro cuadrantes: anterior, posterior, derecho e izquierdo. Para cada uno de estos casos, la lesión en el disco se indujo haciendo una incisión con bisturí desde el anillo fibroso hasta llegar al núcleo pulposo abarcando todo el cuadrante. Los elementos posteriores (pedículos y facetas articulares) fueron retirados manteniendo así solo los cuerpos vertebrales y los discos intervertebrales (unidad de carga); lo que simula una fusión vertebral. El campo de esfuerzos completo en L3, se observó utilizando fotoelasticidad reflectiva. Los resultados muestran que la lesión del disco intervertebral propicia un aumento en los esfuerzos observados en L3 a través del polariscopio, en comparación con el caso de un disco sano, siendo el caso más crítico cuando el daño está situado en el cuadrante posterior. En los otros tres casos (anterior, derecho e izquierdo), la lesión en el disco intervertebral no produce un aumento significativo del campo de esfuerzos observado en L3; sin embargo, el espacio interdiscal se reduce considerablemente, lo que compromete la integridad estructural de la columna lumbar.

Algoritmo híbrido de búsqueda de gateways para establecer comunicaciones con QoS en redes heterogéneas

In most practical applications, ad hoc mobile devices demand the access to wired hosts located beyond the limits of the mobile ad hoc network, forming a heterogeneous wired-cum-wireless network. This interconnection requires a network device known as gateway. The gateway functions as a bridge between the ad hoc environment and infrastructure-based networks, as Internet. We propose in this paper an algorithm for the discovery and selection of gateways and its integration in a routing protocol for mobile ad hoc networks. Our proposed algorithm is based on an adaptive hybrid strategy where the proactive and reactive methods are combined. Consequently, gateways maintain routing information sending advertisement messages to mobile nodes inside a limited range (proactive area). Those nodes located outside that area must execute a reactive gateway discovery process. The size of the proactive area and the frequency of the control messages are dynamically adapted. The simulation results show that our approach achieves better results in terms of packet loss and delay without increasing the routing overhead.

En la mayoría de las aplicaciones, los dispositivos móviles ad hoc necesitan tener acceso a dispositivos de red ubicados más allá de los límites de la red móvil ad hoc. Tal como puede ser el caso de servidores ubicados en Internet. Esta interconexión entre redes cableadas e inalámbricas (redes heterogéneas) requiere de un dispositivo de red conocido como Gateway (Pasarela). La principal función de un Gateway es servir de interfaz entre las redes ad hoc y las redes cableadas (por ejemplo, Internet). En este artículo se propone un algoritmo para la búsqueda de Gateways dentro de la red y el establecimiento de rutas hacia estos. El algoritmo desarrollado sigue una estrategia híbrida y adaptativa, es decir, se combinan los métodos de enrutamiento proactivos y reactivos. En consecuencia, los Gateways mantienen la información de las rutas por medio del envío periódico de mensajes de control a los nodos móviles dentro de un rango limitado (área proactiva). Aquellos nodos situados por fuera de dicha zona, deben ejecutar un proceso de búsqueda reactiva de Gateways. El tamaño de la zona proactiva y la frecuencia de los mensajes de control se adaptan dinámicamente. Para su aplicación práctica, el algoritmo desarrollado ha sido integrado dentro un protocolo de enrutamiento para redes móviles ad hoc. Los resultados de las simulaciones muestran que la solución planteada logra mejores resultados en términos del porcentaje de paquetes perdidos y del retardo sin aumentar la sobrecarga debida a los paquetes de control.

Resolución espacial ajustable de imágenes espectrales comprimidas muestreadas por sensores basados en arreglos de filtros multiespectrales

Spectral imaging systems capture spectral and spatial information from a scene to produce a spectral data cube. Technical progress has allowed developing multispectral filter array (MSFA)-based sensors in order to expand the reconstruction of more bands than RGB cameras. However, reconstructing the spectral image with traditional methods following a least squares or demosaicing approach is unfeasible. Some works in the literature implement multispectral demosaicing for reconstructing images with specific spatio-spectral resolution depending on the number of pixels in the detector and the filter mosaic. Recently, compressive sensing technique has been developed that allows reconstructing signals with fewer measurements than the traditional methods by using the sparse representation of a signal. The selection of neighborhoods pixels in the MSFA-based sensor to calculate the spectral response of a single pixel in the reconstructed spectral images could improve the reconstruction, based on exploiting the sparse representation of the spectral images. This paper proposes two models for spectral images reconstruction from the selection of MSFA-based sensor measurements neighborhoods using the principle of compressive sensing. The spatial resolution of the reconstructed spectral images is adjusted depending the size of the neighborhood. To verify the effectiveness of the reconstruction models simulated measurements for synthetic spectral images and real spectral images based on MSFA are used. Ensembles of random dichroic and random band pass filters are used. The two approaches with traditional scheme reconstructions of mosaic filters are compared. The proposed methods improve the quality (PSNR) of the image reconstruction up 7 dB for real spectral images.

Los sistemas de adquisición de imágenes espectrales capturan la información espectral y espacial de una escena para producir un cubo de datos. El avance tecnológico ha permitido desarrollar sensores basados en arreglos de filtros multiespectrales (MSFA, de su sigla en inglés) con el propósito de expandir la reconstrucción de las cámaras RGB a más bandas. Sin embargo, reconstruir la imagen espectral con los métodos tradicionales siguiendo una aproximación de mínimos cuadrados es inviable. Algunos trabajos en la literatura implementan interpolaciones multiespectrales para reconstruir imágenes con resoluciones espectrales y espaciales específicas que dependen del número de pixeles en el detector y el mosaico de filtros. Recientemente ha surgido la técnica de muestreo compresivo que permite reconstruir señales con menor cantidad de medidas que los métodos tradicionales usando la representación dispersa de la señal subyacente. La selección de vecindarios de pixeles en el sensor basado en MSFA para calcular la respuesta espectral de un único pixel en la reconstrucción podría mejorar la reconstrucción, explotando las características de dispersión en las imágenes espectrales. En este trabajo se proponen dos modelos que usan el principio de muestreo compresivo, para la reconstrucción de imágenes espectrales, a partir de la selección de vecindarios de pixeles de sensores basados en MSFA. La resolución espacial de la reconstrucción se ajusta dependiendo del tamaño del vecindario. Para verificar la efectividad de los modelos de reconstrucción se usan medidas simuladas de imágenes espectrales sintéticas e imágenes espectrales reales. Para obtener las medidas se usan un conjunto aleatorio de filtros dicroicos y pasabanda. Se comparan los dos enfoques con las reconstrucciones del esquema tradicional de mosaicos de filtros. El método propuesto mejora la calidad (PSNR) de la imagen hasta en 7 dB para las pruebas con imágenes espectrales reales.

Sistema de codificación CDMA de amplitud de sub-bandas basado en estructuras de codificación/decodificación electrónica de alta velocidad

A new method for high-speed Code Division Multiple Access (CDMA) systems that lies on the analogue performance of distributed-based transversal filters is proposed. The method allows spectral-amplitude encoding CDMA system implementations leading to an improvement of orthogonality among users over temporal encoding direct-sequence systems. The maximal degrees of flexibility in the design of transversal filters are considered to generate waveforms that exhibit large temporal variation over the filter span time in accordance with an encoded waveform. Applications of our method to high-speed CDMA are discussed towards the end of the paper.

En este artículo se propone un método nuevo para sistemas de multi-canalización por división de código (CDMA, por sus siglas en inglés) para sistemas de alta velocidad, el cual radica en el desempeño analógico de filtros transversales distribuidos. El método permite el diseño de sistemas de codificación de amplitud de sub-bandas CDMA, el cual presenta un mejor desempeño en comparación con aquel que se obtiene al utilizar codificación temporal de secuencia directa. Se considera la máxima flexibilidad en el diseño de filtros transversales para obtener una variación temporal amplia de las formas de onda que se propagan lo largo de la línea de retardo del filtro transversal de acuerdo a una señal codificada espectralmente. Aplicaciones del método a las redes CDMA de alta velocidad se discuten al final del artículo.

Red de acceso WDM-TDM dinámica con convergencia fija-inalámbrica

Growth in the use of devices with Internet access and migration of telecommunications to Internet Protocol (IP) technology has made the bandwidth demanded by users appear for the first time as a limited resource. Optical fiber is demonstrating to be the solution to this issue based on the capability to provide enough bandwidth to manage large volumes of data at high speed featuring low loss transmission. Passive Optical Networks (PON) are presented as an alternative with respect to conventional copper-based access networks due to the use of distribution passive elements, which have a lower maintenance cost as compared to the active counterpart. In addition, the optical fiber capacity provides a future-proof platform to support the forthcoming bandwidth requested in the access segment. This paper presents and demonstrates through practical and simulation data analysis a proposal for next generation PON based on Time Division Multiplexing (TDM) and Wavelength Division Multiplexing (WDM). Complying with a typical PON power budget, the architecture envisages dynamic wavelength allocation and converged transport of wired and wireless services on a unified optical platform architecture.

El crecimiento en el uso de dispositivos con acceso a Internet y la migración de las telecomunicaciones basadas en la tecnología del Protocolo de Internet (IP) han hecho que el ancho de banda demandado por los usuarios se considere por primera vez en mucho tiempo un recurso limitado. Ante este problema la fibra óptica está demostrando ser la mejor solución para el transporte de información debido a su capacidad de proveer suficiente ancho de banda con bajas pérdidas para el manejo de grandes volúmenes de datos a gran velocidad. Las redes ópticas pasivas se presentan como una alternativa con respecto a las redes de acceso convencionales basadas en cobre debido al uso de elementos pasivos, los cuales presentan un menor costo de mantenimiento en comparación a su contraparte activa. Además, la capacidad de transmisión que soporta la fibra óptica permite el establecimiento de plataformas de red para dar respuesta a los requerimientos de ancho de banda futuros en el segmento de acceso. Este artículo presenta y demuestra experimentalmente y mediante simulación una propuesta para la próxima generación de redes ópticas de acceso pasivas basadas en acceso múltiple por división de tiempo y longitud de onda. Con base en el balance de potencia óptica, la arquitectura prevé asignación dinámica de canales y transporte convergente de servicios fijos e inalámbricos sobre una arquitectura óptica unificada.

Estudio experimental de infiltración de agua en un sistema suelo-geosintético parcialmente saturado

This investigation presents experimental results from soil-geosynthetic column tests constructed to study the drainage capability of geosynthetics installed within an unsaturated soil and subjected to a water infiltration process. Two different types of permeable geosynthetics were tested; namely, non-woven geotextile and woven non-woven geocomposite. The infiltration process was monitored using negative/positive pore water pressure and volumetric water content transducers placed above and below the geosynthetic. The results showed that the geosynthetics behaved as an impermeable layer until the surrounding soil was nearly saturated. The geosynthetics started draining water laterally only when the pore water pressure within the soil above it was positive or negative but close to zero. This study intends to provide some insights into the physics of soil-geosynthetics performance, and to complement the available technical data used to conduct numerical simulations of complex soil-structures subjected to water infiltration processes.

Esta investigación presenta resultados experimentales de columnas de suelo-geosintético construidas para estudiar la capacidad de drenaje de geosintéticos instalados en suelos parcialmente saturados y sometidos a procesos de infiltración de agua. Se ensayaron dos tipos diferentes de geosintéticos permeables denominados geotextil no tejido y geocompuesto tejido-no tejido. El proceso de infiltración se monitoreó usando sensores de presión de poros negativa/positiva y de contenido volumétrico de agua, los cuales se colocaron por encima y por debajo del geosintético. Los resultados mostraron que los geosintéticos se comportaron como una capa impermeable hasta que el suelo circundante estaba casi saturado. Los geosintéticos empezaron a drenar agua lateralmente solo cuando la presión de poros en el suelo arriba de él era positiva o negativa pero cercana a cero. Este estudio busca proveer algunas ideas sobre la física del funcionamiento de suelo con geotextil y complementar la información técnica existente usada para realizar simulaciones numéricas de estructuras de suelo complejas sometidas a procesos de infiltración.

Comportamiento de la turbidez, pH, alcalinidad y color del agua del río Sinú tratada con coagulantes naturales

Natural coagulants were evaluated in saline Hylocereus cf. trigonus stems, gum exudate of Albizia saman, bark and seeds of Moringa oleifera and bark of Guazuma ulmifolia in raw water samples from the Sinú river with 56, 104, 200 and 301 Nephelometric Turbidity Units, and Jar tests were conducted to determine the performance removal turbidity of each coagulant, with doses between 5 mg/L to 60 mg/L. pH, color and alkalinity of the water samples were measured before and after treatment to verify the incidence of the coagulant in the purification process. For H. trigons, A. saman, G. ulmifolia and bark of M. oleifera, removal percentages ranged between 50% and 70% and up to 95% for M. oleifera seed. Greater coagulant activity was recorded for applied doses between 20 mg/L to 30 mg/L, independent of raw water turbidity. The pH and total alkalinity had no significant changes for the entire dose range, while the true color slightly increased with extracts of H. trigons, A. saman, G. ulmifolia and bark of M. oleifera, and decreased significantly with M. oleifera seeds to values lower than 5 CU, which was the extract with the highest in removing turbidity and color.

Se evaluaron coagulantes naturales en solución salina de tallos de Hylocereus cf. trigonus, exudado gomoso de Albizia saman, corteza y semilla de Moringa oleífera y corteza de Guazuma ulmifolia, en muestras de agua cruda del río Sinú, con turbidez de 56, 104, 200 y 301 UNT y se realizaron ensayos de jarras para determinar la remoción de turbidez de cada coagulante, con dosis de 5 mg/L a 60 mg/L. Se midió el pH, la alcalinidad y el color de las muestras de agua, antes y después del tratamiento, para verificar la incidencia de los coagulantes en el proceso de potabilización. Los porcentajes de remoción variaron entre el 50% y 70% para H. trigons, A. saman, G. ulmifolia y corteza de M. oleífera y hasta del 95% con semilla de M. oleífera. Para las dosis aplicadas entre 20 mg/L a 30 mg/L se registró mayor actividad coagulante, independiente de la turbidez del agua cruda. El pH y la alcalinidad total no tuvieron variaciones significativas para todo el rango de dosis, mientras que el color verdadero aumentó levemente con los extractos de H. trigons, A. saman, G. ulmifolia y corteza de M. oleífera y disminuyó significativamente con la semilla de M. oleífera hasta valores menores a 5 UC, siendo este el extracto de mayor eficiencia en la remoción de turbidez y color.

Behavior of a warm mix asphalt using a chemical additive to foam the asphalt binder

A relatively recent development in asphalt pavement technology, warm mix asphalt (WMA) offers a number of benefits. Although its most important advantage is environmental in nature, it also shows technical and economic benefits. This paper presents and discusses results for the laboratory evaluation of a WMA, which were compared to traditional hot mix asphalts (HMA). Two samples of WMA and two samples of HMA with nominal maximum aggregate sizes of 10 mm and 19.0 mm were evaluated. A liquid chemical solution was used to make WMA (Patent pending for this additive). The purpose of this additive was to induce foaming of the asphalt binder AC 60-70 (PG 58-22). Moisture susceptibility and strength under monotonic and dynamic loading were studied. In addition, a set of tests were performed: Marshall, resilient modulus, permanent deformation and indirect tensile strength. The research led to the conclusion that the WMA chemical additive decreases mix temperatures by 30° C, which in turn, translates into better workability and volumetric composition. Furthermore, the WMA showed higher levels of resistance to both moisture damage and high service temperatures under monotonic and dynamic loading.

La principal ventaja de emplear mezclas asfálticas tibias (WMA, por sus siglas en inglés) es de carácter ambiental, aunque ofrecen adicionalmente ventajas técnicas y económicas. El artículo presenta y discute los resultados de una fase experimental ejecutada con el fin de comparar el comportamiento que experimenta una mezcla WMA con respecto a una mezcla densa en caliente tradicional (HMA, por sus siglas en inglés). Dos mezclas WMA y dos HMA se fabricaron empleando como tamaño máximo de partícula 10 mm y 19 mm. Las mezclas WMA se modificaron con un aditivo líquido que espuma el asfalto. El aditivo actualmente se encuentra en proceso de patente. El asfalto base utilizado para la fabricación de las mezclas fue CA 60-70 (PG 58-22). Sobre las mezclas se midieron la resistencia bajo carga monotónica y dinámica, así como la resistencia al daño por humedad, empleando ensayos Marshall, módulo resiliente, deformación permanente y resistencia a la tracción indirecta. Como conclusión general se reporta que el aditivo químico disminuye la temperatura de la mezcla en 30°C, así mismo contribuye con una adecuada trabajabilidad y composición volumétrica de la mezcla WMA. Adicionalmente, las mezclas WMA experimentan mayor resistencia bajo carga monotónica y dinámica a altas temperaturas de servicio, así como mayor resistencia al daño por humedad.