Revista de Ingeniería

Diego Echeverry Campos, mark for building a better society

Architecture of Organizational Change: Leadership, Knowledge Management and Technological Innovation

La actividad de las firmas, como unidad socioeconómica, en el marco evolucionista está orientada integralmente por procesos de identidad, cohesión y mecanismos de adaptación y evolución. En este orden, el presente documento ilustra cómo la orientación e integración estratégica basada en el conocimiento para la innovación se constituye como un imperativo de desarrollo que, a partir de un pequeño apalancamiento, permite distinguir entre dos trayectorias de evolución: firmas económicas tradicionales (inerciales, pues introducen mejoras incrementales esporádicas) y modernas (dinámicas y radicalmente innovadoras). A partir de este hecho, se obtienen reveladoras conclusiones y desafíos para intervenir y adecuar el comportamiento de las empresas.

Enterprises activities -straggled on reactionary and inertial orientation- have been inconsistently justified with the low availability of internal and leveraged resources and their deficient technological capacity. For this reason an orientation within an evolutionary framework defined by company identity and its cohesion illustrates how strategic orientation based on knowledge and innovation have become an imperative for organizational development, distinguishing between two evolutionary company forms: traditional economic (inertial, as they introduce sporadic incremental improvements) and modern companies (dynamic and radical innovators).

Assessment of Ecological Requirements for the Environmental Fluvial Flows Setting

Las sociedades avanzadas medioambientalmente están reclamando progresivamente una gestión fluvial auténticamente integral, que implemente Planes de Manejo de Cuencas Hidrográficas fundamentados en el paradigma del Régimen Ambiental de Caudales (RAC). Este trabajo sugiere una metodología genérica para establecer RAC confiables, que posibiliten el aprovechamiento hídrico a un coste ecológico admisible. Adicionalmente, plantea los criterios y técnicas preferentes para la evaluación de los requerimientos ecosistémicos de caudal, los cuales componen el RAC mediante el Régimen de Caudales Ecológicos (RCE). La adaptación de estos procedimientos para los ríos de Colombia favorecerá la conservación de su valiosa biodiversidad.

The environmentally advanced societies are claiming progressively an authentically integral fluvial management, that implements Watershed Management Programs based on the paradigm of the Environmental Flows Regime (EFR). This work suggests a generic methodology for the reliable EFR setting, that facilitate the water use with an environmental acceptable cost. Additionally, it outlines the approaches and outstanding techniques for the evaluation of instream flow requirements, which constitute the EFR by means of the Instream Flow Regime (IFR). The adaptation of these approaches to the Colombian rivers will contribute to the conservation of their valuable biodiversity.

Computer Application for Production Planning and Scheduling of an Auto Part Company in Colombia

Este trabajo describe el desarrollo de un aplicativo computacional para la planeación y secuenciación de la producción en una empresa colombiana fabricante de autopartes. El aplicativo integra pronósticos de ventas y órdenes en firme para calcular el plan maestro de producción, que se secuencia en la planta de producción. Un caso de estudio muestra la funcionalidad de la aplicación propuesta y compara los resultados de las secuencias propuestas con las que resultaron de las prácticas actuales. Los resultados muestran que la implementación del aplicativo puede mejorar los niveles de servicio y la satisfacción del cliente si se cumplen ciertos prerrequisitos descritos en el artículo.

This paper describes the development of a computer application for production planning and scheduling in a Colombian auto part company. Such an application integrates sales forecasts and firm orders, to calculate a Master Production Schedule which is validated with a detailed shop floor scheduling plan. A case study illustrates the functionality of the proposed application and compares the computer-calculated production plans with the current practices. The results show that the implementation of the application can improve service levels and customer satisfaction, given some prerequisites described in the paper are met.

Processing and Microstructural Characterization of PbBi4Ti4Nb0,06O15,15 Ferroelectric Ceramic Material

En la búsqueda de materiales que mantengan buenas propiedades piezoeléctricas a temperaturas mayores que 150 ºC, se ha puesto atención a los compuestos ferroeléctricos con estructura laminar de bismuto. En el presente trabajo, se ha procesado en forma cerámica un compuesto de dicha familia, el PbBi4Ti4Nb0.06O15, 15, por el método convencional de mezcla de óxidos en estado sólido a partir del compuesto PbBi4Ti4O15 (PBIT) ya formado y de óxido de niobio. Se ha estudiado la estructura cristalina y la microestructura del material sinterizado a diferentes temperaturas. La caracterización estructural muestra la formación de una fase mayoritaria con simetría ortorrómbica, la del PBIT dopado con niobio. La microestructura está formada por granos tipo placa con relación de aspecto menor que la de los granos del compuesto PBIT.

Searching for materials with good piezoelectric properties above 150 ºC, special attention has been given to the family of ferroelectrics compounds of bismuth with laminar structure. We report the processing of a ceramic form of a member of such family, namely the PbBi4Ti4Nb0.06O15,15. Following the conventional method, we mixed PbBi4Ti4O15 (PBIT) and niobium oxide. We have studied the crystal structure and the microstructure of the sinterized material at several temperatures. The structural characterization suggest that the PBIT doped with niobium is the only phase present with orthorrombic simetry. The microstructure shows plaque - like grains smaller than the ones in PBIT.

DC-DC Supervisor Fuzzy Controller Design for a Boost Switching DC-DC Regulator

En este trabajo, se diseña un controlador difuso del tipo Takagi-Sugeno-Kang (TSK) para un regulador elevador conmutado DC-DC que opera a diferentes tensiones en estado estacionario. Este controlador realiza tareas de supervisión mediante su característica zonal. Por un lado, el controlador asigna diferentes leyes lineales de control acorde al valor de tensión de régimen estacionario y de los límites de aplicación a perturbación en pequeña señal. Por otra parte, el controlador asegura un arranque correcto para alcanzar el valor deseado de tensión de estado estacionario, por medio de una adecuada saturación del modulador de ancho de pulso (PWM) de acuerdo con los principios de control en modo deslizamiento. Como resultado, se logra un comportamiento ecualizado en pequeña señal y un arranque controlado para diferentes tensiones de estado estacionario; por tanto, se amplían las características del regulador. Se presentan resultados de simulación y experimentales realizados sobre un regulador elevador controlado por corriente, operando sobre dos valores de tensión diferentes de estado estacionario que validan el diseño.

A complete design of a Takagi-Sugeno-Kang (TSK) fuzzy controller for a PWM boost DC-DC switching regulator operating at different steady-state voltages is presented. This controller performs a supervisory role through its region characteristic. On the one hand, the controller assigns different linear control laws according to the steady-state voltage value and limits their application to small-signal perturbations. On the other hand, the controller ensures a proper start-up to reach the desired steady-state voltage by means of properly saturating the PWM according to sliding-mode control principles. As a result, both an equalized small signal behavior and a controlled start-up are achieved for different steady-state voltages, thus extending the features of the regulator. Simulation and experimental results carried out on a current-controlled boost regulator operating at two different steady-state

Optimal Electrical System Planning of Pereira City Using an Exact Mathematical Methodology

Este trabajo presenta un modelo matemático del problema del planeamiento de sistemas de distribución de energía eléctrica, el cual considera la ubicación y dimensionamiento de nuevas subestaciones y alimentadores, y la reconductorización de alimentadores existentes. El modelo matemático empleado es del tipo Lineal Entero Mixto (PLEM) y para su solución se emplea un algoritmo de Branch and Bound. Para comprobar el algoritmo propuesto se emplea el sistema eléctrico de la ciudad de Pereira.

This paper presents a mathematical model of the problem of the planning of systems of electrical distribution which considers the location and sizing of new feeders and substations, and the reconductorazing of existing feeders. The mathematical model used is of the type Lineal Mixed Integer Programming (LMIP) and to solve it, an algorithm of Branch and Bound is used. In order to test the proposed algorithm, the electrical system of the city of Pereira is used.

Alternative energy sources

Wind power

Esta contribución presenta información actual sobre el uso de la energía eólica para generación de electricidad a nivel mundial. También, se describen los planes de inversión inmediatos para acrecentar su uso tanto en Europa como en América Latina. Basados en estudios recientes, desarrollados por el autor de esta contribución, se especula sobre el potencial de la energía eólica en Colombia para la generación de electricidad comercial. Hacia el final, se realizan algunos comentarios sobre otros usos y desarrollos locales en energía eólica, sobre todo en el área del bombeo de agua.

This contribution gives up-to-date information on the use of wind generated electricity worldwide. It also describes the most immediate investment plans in the increase of wind as an alternative, non polluted energy source in Europe, as well as in the Latin America region. Based upon recent studies, carried out by the author, the paper assesses the wind energy potential for electricity generation in Colombia. At the end, some comments are made on developments and wind energy use in Colombia.

Second generation biofuels and biodiesel: A brief review of the Universidad de los Andes contribution

Los biocombustibles constituyen una alternativa importante para la demanda actual energética a nivel nacional y mundial. Este artículo trata de resumir los aportes en el desarrollo de tecnologías que ha hecho la Universidad de los Andes en los últimos años relacionados con su producción. Dichos esfuerzos se han dirigido en gran parte en el uso de subproductos como por ejemplo la tusa de la palma de aceite o residuos domiciliarios en la producción de etanol, obtención de hidrógeno y combustibles líquidos a partir de digestión anaerobia y pirolisis respectivamente; y la producción de biodiesel a partir de la esterificación de ácidos grasos. En general, las limitaciones para el desarrollo de cada una de estas tecnologías radican en la obtención de adecuados catalizadores, ya sea biológicos o químicos, la determinación de condiciones óptimas de reacción (temperatura, presión y sistemas reactivos) tomando en cuenta las eficiencias, la selectividad y la selección de materias primas que le den viabilidad económica a la tecnología.

Biofuels constitute an important alternative for the current national and worlwide energy demand. The main goal of this paper is to summarize the recent contributions of Universidad de los Andes for the development of technologies related to its production. Such efforts have been conveyed to the use of sub products like oil palm empty-fruit-bunch or domestic solid waste for ethanol production, hydrogen production and liquid fuels through anaerobic digestion and waste pyrolisis respectively, and biodiesel by fatty acids esterification. Generally, the limitations of these technologies stand on discovering adequate catalysts either from biological or chemical origin, finding optimum reaction conditions (temperature, pressure and reactive systems) accounting yield and selectivity and, finally, feedstock selection from an economical perspective.

Development of Solar Energy in Colombia and its Prospects

Este artículo presenta el desarrollo que ha tenido la utilización de la energía solar en Colombia y sus actuales perspectivas de desarrollo.

This paper presents the development of the utilization of solar energy in Colombia and discusses its development prospects.

"Regulation to foster renewable energy and distributed generation in Colombia" - Summary

En este documento se presentan los principales hallazgos del trabajo adelantado por las Universidades de los Andes y Nacional con el apoyo de Colciencias e ISAGEN, los cuales indican que: i) La penetración de las nuevas fuentes y tecnologías más limpias de producción de energía (no sólo de electricidad) en el país, tendrán como motivadores, en su orden, la diversificación de la canasta energética, la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles (como es el caso de los biocombustibles), la minimización de los impactos ambientales y el impulso al desarrollo tecnológico e industrial. ii) La regulación del mercado de energía eléctrica no limita el desarrollo de estas fuentes y tecnologías para la generación eléctrica; sin embargo, la arquitectura del mercado y las reglas fueron definidas pensado en las fuentes y tecnologías convencionales y, en consecuencia, hay algunos ajustes que deben adelantarse para "nivelar el terreno de juego" para las renovables en el país, derivados de la consideración de todos los costos y beneficios externos de su instalación y operación, así como la participación de generación distribuida en las redes. iii) Es indispensable contar con esquemas de financiación adecuados a los más largos periodos de recuperación del capital de estas tecnologías; así mismo, que los inversionistas sean concientes de las complementariedades y beneficios que se pueden lograr en mercados, como los de reducción de emisiones, y que en el país se dé alguna prioridad al desarrollo tecnológico e instalación de algunas de estas fuentes, donde las condiciones sean las más favorables.

This paper presents the main findings of the work carried out by Universidad de los Andes and Universidad Nacional de Colombia, with support from Colciencias - the Colombian National Science Development Institution) and ISAGEN, a power generation company. These results are briefed in the following items: i) The main drivers for penetration of new energy sources and cleaner Technologies (not only for electricity) in the country, will be in its order: energy basket diversification, reduction of dependence on fossil fuels (as it is the case of biofuels), minimization of environmental impact, and support to technology and industrial development. ii) Current regulation of the energy market is not explicitly against the development of these power sources and technologies, however the market architecture and rules were made thinking in conventional sources and technologies, then some adjustments should be carried out to "level de playing field" for renewable in the country, this should aim to include all external cost and benefits from its installation and operation, as well as from the participation of distributed generation in grids. iii) It is indispensable to have appropriate financial schemes for longer pay-back periods with these technologies, investors should be aware of the benefits and complementarities that can be achieved in power markets, such as emission reduction. In addition, governments should give some priority to in-country technology development and to the adoption of some of these sources when conditions are the most favourable.

Tidal Current Potential for Energy Generation along the Colombian Coastline

Este artículo reporta el potencial de energía obtenido de corrientes de marea a lo largo de la costa colombiana en una extensión aproximada de 3 100 km. Se utilizan imágenes Landsat y sistemas de información geográfica para digitalizar la línea de costa. Estas imágenes fueron correlacionadas con la topografía y batimetría existente, las cuales Director del Departamento de Ingeniería Civil presentaron características para ser aprovechadas desde el punto de vista de generación de energía. Los niveles de marea se obtuvieron de registros en estaciones de medición y modelos de predicción, y fueron usados para estimar el nivel de marea en los puntos de interés. La corriente inducida por la marea y los niveles dentro y fuera de la bahía se obtuvieron a partir del modelo de Keulegan.

This article reports the energy potential obtained from tidal currents along the Colombian coastline (approximately 3100 km). Landsat images and GIS software were used to digitalize the coastline. These images were correlated with bathymetric charts and geographical locations that presented characteristics suitable for tidal energy generation projects were identified. Tidal levels were obtained from several measurement stations and model predictions and used to estimate tidal levels at specific locations of interest. Tidal current velocity and tide level inside the bay or strait was obtained with the Keulegan model and validated whit previous studies and measurements.

Computable General Equilibrium (Egc) for the Production of Sugar and Bioethanol in Colombia

Este trabajo presenta los resultados obtenidos de un Modelo de Equilibrio General Computable (MEGC) para la producción de azúcar y bioetanol con base en la caña de azúcar en Colombia; se analizan diferentes escenarios resueltos mediante el software de optimización GAMS con el solver CPLEX, con el fin de maximizar las utilidades y conocer el plan de producción. Estos indican el impacto cuantitativo de un cambio estratégico en las políticas de producción y las interrelaciones con los sectores comprometidos.

This work presents the results of a Computable General Equilibrium Model (EGC) for the production of sugar and bioethanol from sugar Cane, in Colombia; Different scenarios are made, its solved in the optimization software GAMS with the CPLEX solver with the object of maximize the profits and know the production planning, its shows the quantitative impact of a strategic change in the production politics and its relations with jeopardize sectors.

Contributions to engineering education. The Uniandes model