Revista Facultad de Ingeniería

La Universidad en el ámbito moderno

Underground coal gasification technology impact on coal reserves in Colombia

In situ coal gasification technology (Underground Coal Gasification-UCG-) is an alternative to the traditional exploitation, due to it allows to reach the today's inaccessible coal reserves'recovery, to conventional mining technologies. In this article I answer the question on how the today's reserves available volume, can be increased, given the possibility to exploit further and better the same resources. Mining is an important wealth resource in Colombia as a contributor to the national GDP. According with the Energy Ministry (Ministerio de Minas y Energía) [1] mining has been around 5% of total GDP in the last years. This is a significant fact due to the existence of a considerable volume of reserves not accounted for (proved reserves at year 2010 were 6.700 million of tons. Source: INGEOMINAS and UPME), and the coal future role's prospect, in the world energy production.

La tecnología de gasificación in situ (Gasificación de Carbón Subterránea -UCG, en inglés-) brinda la alternativa de consumir carbón de forma diferente a la tradicional y permite una explotación de reservas inalcanzables con tecnologías de minería convencional. Este artículo responde la pregunta sobre cómo aumentan las reservas de carbón disponibles para explotar, y su impacto en el beneficio del país. La minería es un importante recurso de riqueza para Colombia, contribuye con cerca del 5% del PIB. Lo significativo de este hecho se debe a la existencia de un considerable volumen de reservas (6.700 millones de toneladas) y al futuro rol del carbón en la producción mundial de energía.

IDF construction methods' evaluation, from probability distributions and adjustment's parameters

Las curvas intensidad, duración y frecuencia (IDF) son de gran importancia para el diseño de obras hidráulicas; por tal motivo, conocer las metodologías para su construcción es importante. Este artículo presenta una evaluación de las metodologías para la construcción de curvas IDF, aplicando distribuciones de probabilidad como EVI, Pearson Tipo III, log-Pearson Tipo III y GEV. La aplicación de la investigación fue en el departamento de Boyacá, Colombia. La construcción de las curvas IDF se hizo a partir de datos pluviográficos. De la evaluación realizada se encontró la función de distribución, con la cual se evidencia un mejor comportamiento para la zona de estudio; es la función de Valor Extremo Tipo I. Con resultados similares para periodos de retorno mayores, se encuentra la función de Valor Extremo Generalizado. Mediante el análisis se pudo descartar la aplicación de las funciones Pearson y log-Pearson Tipo III.

The intensity, duration and frequency's curves (IDF) are very important for the hydraulic structures' design. For that reason is important to know these curves construction methodologies. This paper presents some methodologies evaluation, for the IDF curves construction, by applying probability distributions as EVI, Pearson type III, log-Pearson Type III and GEV. The research application place was the department of Boyacá, Colombia. The IDF construction's curves was carried out, by using some pluviograph data. From the evaluation carried out, it was found that the distribution function, with the best performance for this area's study, is the Extreme Value Type I. With similar results for higher return periods, is the Generalized Extreme Value function. Also through the analysis it could rule out the Pearson functions and log-Pearson Type III's applications.

Power transmission V-Belt's design and generation in SolidWorks by a Visual Basic application

Se presenta el procedimiento de diseño de transmisiones de potencia por correa trapecial según la norma BS 3790, mediante una aplicación desarrollada en Microsoft Visual Studio 2008 y utilizando el lenguaje de programación Visual Basic. El programa utiliza los parámetros de operación de la transmisión ingresada por el usuario, y mediante los cálculos estandarizados y una base de datos conformada por diversos catálogos de poleas y correas, muestra todas las transmisiones que satisfacen los requerimientos ingresados; además, permite la generación del modelo sólido de cada transmisión en SolidWorks.

This article presents the design procedure for V-belt's power transmission, according to standard BS 3790, by using an application developed in the Microsoft Visual Studio 2008 and applying the Visual Basic programming language. The program utilizes the transmission input operating parameters provided by the user, and by the standard calculations and a database made up of several catalogs of pulleys and belts, it shows all transmissions admitted which meet the requirements, it also allows a solid model generation of each transmission in SolidWorks.

A rammed earth experimentation, behavior and modelling

Las edificaciones consideradas patrimonio histórico de la nación son construcciones en tierra apisonada, levantadas por artesanos que ven en la tierra un material ambientalmente aconsejable para el uso en construcción, pero sin ningún análisis técnico de las propiedades físico-mecánicas de la tapia pisada y de las solicitaciones a que se ve expuesta. Este artículo presenta los principales resultados de una investigación que buscó determinar las propiedades físico-mecánicas y el comportamiento de los elementos estructurales que constituyen una construcción en tapia pisada, con los cuales se verificó y validó un modelo matemático para determinar el grado de vulnerabilidad del Complejo Histórico Gran Convención (Ocaña, Norte de Santander), usando técnicas de modelación en elementos finitos. Se encontró que esta edificación es altamente vulnerable a diferentes acciones. Mediante técnicas de cinética de secado se determinó el tiempo de fraguado de diferentes tamaños de especímenes, con el fin de establecer el tiempo de secado para muros realizados en tapia pisada con fines constructivos.

The buildings considered a historical heritage of the nation are rammed earth constructions, built by craftsmen who see earth as an advisable and environmentally material feasible for construction, but without any physical and mechanical properties' technical analysis of the rammed earth and the stresses to which they will be exposed. This article summarizes the investigation main results, to determine the physical and mechanical properties and the behavior of the elements constituting structures on a rammed earth construction, with which it was verified and validated a mathematical model, to determine the vulnerability degree that would be subject the Great Convention Historical Complex, by using modeling techniques in finite elements. It was found that this building is highly vulnerable to different events. The drying kinetics techniques allowed determining the different sizes specimens' setting time, in order to establish the drying time for rammed earth walls, made for construction purposes.

Chitosan coatings electrochemical y tribologic functionalization in tricalcium phosphate, deposited on 316L steel

Se depositaron recubrimientos de fosfato tricálcico-β/quitosano sobre sustratos de acero 316L vía electrodeposición, a una temperatura de 60 °C, aplicando una corriente de 260 mA. Con el fin de estudiar el efecto del contenido de quitosano en la velocidad de corrosión y la respuesta tribológica de los aceros recubiertos, se utilizaron seis concentraciones de quitosano en la mezcla acuosa. Los enlaces químicos presentes en las capas fueron estudiados mediante Espectroscopia de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR); la cristalinidad de los depósitos fue examinada mediante difracción de rayos-X (DRX); la resistencia a la corrosión del TCP-β/quitosano depositado sobre los aceros se estudió mediante Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS) y curvas anódicas Tafel, encontrándose una disminución del 54% en la velocidad de corrosión para la relación 50-50, con respecto a 100% TCP. La respuesta tribológica se analizó mediante pin-on-disc, evidenciando una reducción del 73% en el coeficiente de fricción con mayor concentración de quitosano.

Tricalcium phosphate β-TCP/chitosan coatings were deposited on 316L steel substrates, via electro-deposition at a 60 °C temperature, applying a 260 mA current. In order to study the chitosan content effect in the corrosion rate and the tribological response on the coated steels, six chitosan concentrations were used in the aqueous mixture. The chemical bonds present in the layers were studied by an infrared spectroscopy with Fourier Transform (FTIR), the deposits crystallinity were examined by a X-ray diffraction (XRD), the steels deposited on TCP-β/Chitosan' corrosion resistance, were studied by a Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and the anodic Tafel curves, finding a 54% reduction in the corrosion rate for the relation 50-50, with respect to 100% TCP. The tribological response was analyzed using pin-on-disc, showing a 73% reduction in the friction coefficient with the highest chitosan concentration.

PSO-Hybrid algorithm for solving the vehicle routing problem with simultaneous pickup and delivery

Se presenta la metaheurística de Optimización de Enjambre de Partículas (PSO) para la solución del Problema de Ruteo de Vehículos con Entrega y Recolección Simultáneas (VRPSPD). Se aplica una representación de la solución y un método de decodificación para implementar el PSO al VRPSPD. El método de decodificación inicia transformando una partícula en una lista de prioridades de clientes para entrar a las rutas y en una matriz de prioridades de vehículos para servir cada cliente. Las rutas de los vehículos son construidas con base en la lista de prioridad de clientes y en la matriz de prioridad de vehículos. El algoritmo es validado usando 18 instancias disponibles en la literatura para problemas de 100, 200 y 400 clientes.

In this paper, the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm for solving the Vehicle Routing Problem with Simultaneous Pickup and Delivery (VRPSPD) is presented. A solution representation is applied with random elements and a decoding method for implementing PSO for VRPSPD. The decoding method begins by transforming a particle into a customer's priority list to enter the routes and the vehicles priority matrix to serve each customer. Vehicle routes are constructed based on the customer's priority list and the vehicles priority matrix. The algorithm is tested using 18 instances available from the literature. Computational results show that the proposed method gives good solutions for 100, 200 and 400 customers problems.

Analysis of stainless steel weldability with medium and low carbon by SMAW steel

Se presenta un estudio de la soldabilidad de aceros inoxidables austeníticos AISI 304 y AISI 316 con aceros de bajo y medio carbono AISI 1020 - AISI 1045, empleando como materiales de aporte los electrodos EutecTrode® 52 NG, 54 NG y 57 NG, mediante el proceso de arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW). Para analizar la soldabilidad de estos electrodos cuando se realiza la unión de aceros inoxidables con aceros al carbono, se practicaron pruebas metalográficas y ensayos mecánicos de dureza, doblez y tracción, con el fin de observar el comportamiento tanto de la zona afectada térmicamente como del cordón de soldadura, a partir del cambio en las propiedades mecánicas y metalúrgicas en las diferentes regiones de las uniones soldadas. Durante el proceso de soldadura se siguió una especificación del procedimiento de soldadura (WPS), para que los resultados fueran repetibles, minimizando los problemas de agrietamiento en caliente, agrietamiento en frío, formación de fase sigma y precipitación de carburos.

It presents a weldability study of the austenitic stainless steels AISI 304 and AISI 316 with medium and low carbon steel AISI 1020 - AISI 1045, using as filler materials, the electrodes Eutectrode® 52 NG, 54 NG and 57 NG, by the shield metal arc welding process (SMAW). To analyze these electrodes' weldability for joining stainless steels with carbon steels, some metallographic and mechanical tests were performed for hardness, bends and strength, in order to observe the behavior, both in the heat affected zone, and in the weld bead, regarding the welded joints changes in the mechanical and metallurgical properties around the different welded regions. During the arc welding process, it was followed a welding procedure specification (WPS), in order to enable that the results were repeatable, and minimizing the hot and the cold cracking, the sigma phase formation and the carbides precipitation' problems.

Corrosion behavior of Pb-Sn-Ca-Ag alloy in a sulfuric acid electrolyte

Se evaluó una aleación Pb-Sn-Ca-Ag utilizada en la fabricación de rejillas para baterías de automóviles; específicamente, se evaluó el efecto de la temperatura, a 25, 35 y 45 °C, junto con el tiempo de inmersión en ácido sulfúrico al 0,5 M, de 0, 7 y 30 días, mediante espectroscopia de impedancia electroquímica. De acuerdo con los resultados, se obtuvo el comportamiento de la velocidad de corrosión. Adicionalmente, con las pruebas de DRX y MEB fue posible realizar un análisis de los productos de corrosión que se formaron durante el proceso de inmersión en ácido. Los resultados demostraron que la aleación Pb-Sn-Ca-Ag no es recomendable para elaborar rejillas utilizadas en la fabricación de baterías de automóvil.

In this work, a Pb-Ca-Sn-Ag alloy, used in the automobile battery grids manufacture was evaluated. Specifically, the temperature at 25, 35 and 45 °C effect, together with the immersion time, in 0.5 M sulfuric acid at 0,7 and 30 days, carried out by an electrochemical impedance spectroscopy. According the results, it was obtained the corrosion rate behavior. Additionally, with the XRD and SEM evidence, it was possible to conduct the corrosion products formed during the immersion in acid process' analysis. The results showed that the Pb-Ca-Sn-Ag alloy is not recommended to make grids for the automotive batteries.

Standard ISO/IEC 9126-3 application in the entity-relationship conceptual data model

Presenta una reflexión sobre las consideraciones y recomendaciones que se deben tener en cuenta para evaluar los criterios de calidad del Modelo Conceptual, dentro del ciclo de vida de las bases de datos, presentando una revisión de la temática, en la que se tienen en cuenta diversos factores dados por autores destacados en el área, y por estándares como la ISO/IEC 25012, la ISO/IEC 9126-3 y la ISO/IEC 25024.

This paper presents a reflection about the considerations and recommendations to be taken into account, in order to evaluate the Conceptual Model's quality criteria, within the databases lifecycle; by introducing a thematic review, in which several factors are taken into account, like those given by the area renown authors and by the standards such as the ISO/IEC 25012, the ISO/ IEC 9126-3 and the ISO/IEC 25024.