Ingeniería y Desarrollo

Influencia de la altura en la consideración de la interacción dinámica suelo-estructura en edificaciones con tipología mixta ubicadas en zonas de alto peligro sísmico

Resumen El comportamiento estructural de las edificaciones ante la acción de cargas sísmicas en ocasiones puede modificarse con la consideración de la Interacción Dinámica Suelo-Estructura (IDSE), aspecto que demuestra la importancia del estudio de sus efectos en la misma. Este estudio fue realizado, utilizando el software ETABS V17, para edificios de cinco, 10 y 15 niveles ubicados sobre un suelo tipo D en la provincia de Santiago de Cuba, catalogada como de alto peligro sísmico según la NC 46: 2017[1]. Las edificaciones se caracterizan por presentar tipología estructural mixta de hormigón armado con igual distribución en planta y elevación. Para las tres alturas propuestas se llevó a cabo la comparación de los valores de periodo de oscilación, fuerzas sísmicas por piso, desplazamientos en el tope de la edificación y derivas considerando dos condiciones de la base: empotrada y con IDSE mediante las formulaciones de Sargsian. La interpretación de los resultados reveló mayor influencia de la consideración de la IDSE para las edificaciones de 10 y 15 niveles.

Abctract The structural behavior of buildings under the action of seismic loads can sometimes be modified with the consideration of the Soil-Structure Dynamic Interaction (IDSE), an aspect that demonstrates the importance of studying its effects on it. Considering the Dynamic Soil-Structure Interaction (dssi) in the structural behavior of buildings exposed to seismic activity can be of great importance in some cases. The present study was developed using the software ETABS V17, for buildings with 5, 10 and 15 stories respectively, located on type D soil in Santiago de Cuba province, classified as a seismic high-hazard zone in the NC 46:2017[1]. Buildings are characterized by a reinforced concrete dual system, with the same distribution in plan and elevation. For the three different heights models, a comparison was made taking into account the values of the vibration periods, seismic loads by level, displacements at the top of the building and drifts considering two boundary conditions at the base: Fixed and with Dynamic Soil-Structure Interaction (dssi) using the formulations of Sargsian. The results showed a greater influence of the DSSI consideration on the structural response of the 10 and 15 stories buildings.

Prototipo para el control de temperatura y humedad en el secado mecánico del café

RESUMEN En este trabajo se presenta el desarrollo de un prototipo para el monitoreo de humedad y el control de la temperatura del secado del café en la Institución Educativa Agropecuaria La Capilla (Cajibío, Cauca). El prototipo fue desarrollado usando instrumentación electrónica y diseño asistido por computador. El sistema de control diseñado permite realizar de manera automática el proceso de secado. Se diseñó un equipo mecánico tipo silo, con una capacidad total de 5 kg de carga, el cual permite una disminución en el tiempo de secado en comparación con el secado manual.

ABSTRACT This paper presents the development of a prototype for humidity and temperature control during coffee drying at the Institución Educativa Agropecuaria La Capilla (Cajibío - Cauca). The prototype was developed using electronic instrumentation and computer aided design. The designed control system allows for the drying process to be carried out automatically. A silo-type mechanical equipment was designed, with a total capacity for a 5 kg load, allowing for a reduction in the drying time as compared to manual drying.

Alternativa para estimación de ocupación de interiores basada en procesamiento de imágenes sobre sistema embebido

ABSTRACT Indoor occupancy estimation is a process that contributes to maintaining quality standards in areas, and, nowadays, it serves as a reference to identify possible foci of infectious respiratory diseases contagion. This paper presents a tool for indoor occupancy estimation with Simple Mail Transfer Protocol notification, using a Raspberry Pi embedded board. The system is presented as an alternative to conventional occupancy estimation systems by measuring CO2 levels in the area. The method is based on image processing by applying the background subtraction technique using Python programming language. Initially, the area where the system is tested is characterized, and preprocessing, filtering, and thresholding stages are applied, as well of notification via e-mail for SMTP. The developed system is compared with a CO2 measurement system by applying a prioritization matrix comparing factors such as detection time, hit rate, and implementation costs. The proposed method presented better performance in the totality of the comparison parameters, with a prioritization of 87.972%. Basing the system in open-source software tools and high level and low-cost hardware tools allows for the system to be replicated and implemented on a large scale in controlled environments.

RESUMEN La estimación de ocupación en espacios interiores es un proceso que contribuye a mantener estándares de calidad en las zonas, y que, al día de hoy, sirve como referencia para identificar posibles focos de contagio de enfermedades respiratorias infecciosas. Este artículo presenta una herramienta para la estimación de ocupación en espacios interiores con notificación mediante el Protocolo Simple de Transferencia de Correo (SMTP) usando una placa embebida Raspberry Pi. El sistema se presenta como alternativa a los sistemas convencionales de estimación de ocupación midiendo los niveles de CO en la zona. El método se basa en procesamiento de imágenes aplicando la técnica de sustracción de fondo mediante lenguaje de programación Python. Inicialmente, se caracteriza la zona donde se prueba el sistema, y se aplican etapas de preprocesamiento, filtrados y umbralización, además de notificación vía correo electrónico por SMTP. El sistema desarrollado se compara con un sistema de medición de CO2 aplicando una matriz de priorización comparando factores como el tiempo de detección, tasa de aciertos y costos de implementación. El método propuesto presentó mejor rendimiento en la totalidad de los parámetros de comparación, con una priorización de 87.972 %. Basar el sistema en herramientas de software de código abierto y herramientas de hardware de alto nivel y bajo costo permite replicar e implementar el sistema a gran escala en ambientes controlados.

Estabilidad de taludes en presas de tierra considerando el ángulo de succión del suelo no saturado

Resumen Esta investigación tuvo como objetivo analizar el efecto del suelo no saturados al introducir la curva característica y el ángulo de succión en el análisis de la estabilidad de taludes en presas de tierra homogéneas. Para ello, se considera una presa de tierra con 22 metros de altura de cortina, teniendo en cuenta los estados: final de construcción y operación, considerando dos suelos tipo CH en la cortina y tres suelos tipo SC en la base. Se empleó el ángulo de succión calculado a partir del ángulo de fricción interna y el grado de saturación del suelo, y se comparó el resultado obtenido con el correspondiente a la curva característica experimental de los mismos suelos. Se empleó el programa GeoStudio 2018 y el Método de Elementos Finitos, combinando las componentes SEEP/W y SLOPE/W. El resultado fundamental revela que es posible considerar el estado no saturado del suelo de manera directa mediante el ángulo de succión, a partir de nuevas relaciones respecto al ángulo de fricción interna del suelo y en función del nivel de agua de la presa analizada.

Abstract The present investigation consists of analyzing the effect of unsaturated soil by introducing the characteristic curve and the suction angle in the analysis of slope stability in homogeneous earth dams. To achieve this, an earthen dam with a curtain height of 22 meters is considered, taking into account the following states: end of construction and operation, considering two CH-type soils in the curtain and three SC-type soils at the base. For the present study, the suction angle calculated from the angle of internal friction and the degree of saturation of the soil is used, comparing this result with that corresponding to the experimental characteristic curve of the same soils. The GeoStudio 2018 program, and the Finite Element Method combining the seep/w and slope/w components are used. The fundamental result reveals that it is possible to consider the unsaturated state of the soil directly through the suction angle, based on new relationships with respect to the internal friction angle of the soil and depending on the water level of the analyzed dam.

Estimación de la rigidez de materiales granulares marginales no ligados mediante ensayo CBR dinámico

RESUMEN La evaluación en laboratorio de la respuesta de materiales granulares no ligados (e.g., subbases y bases granulares para pavimentación) bajo carga dinámica es limitada en Colombia. Este estado de la práctica se relaciona, entre otros aspectos, con que el equipo triaxial dinámico requerido para su determinación es costoso y los protocolos de ensayo complejos. Como alternativa, en la última década se han realizado desarrollos sobre el ensayo CBR dinámico (dCBR), que emplea el equipo, pero modifica el protocolo del ensayo de CBR convencional. Esta investigación propone las bases de un nuevo protocolo para el ensayo de dCBR, para determinar la rigidez de materiales granulares (i.e., módulo resiliente equivalente) mediante la aplicación de siete etapas de carga repetida, donde cada etapa está definida por una deformación objetivo. El estudio incluyó dos materiales granulares marginales (MGMs), con índices de plasticidad altos (IP>6). Los resultados sugieren que el protocolo propuesto para el ensayo de dCBR permite la estimación del módulo resiliente equivalente. Adicionalmente, este protocolo discrimina el efecto de la plasticidad de la fracción fina del mgm sobre su rigidez (i.e., reducción de módulo resiliente equivalente al incrementar el índice de plasticidad). Con base en los resultados obtenidos, se propone avanzar en la caracterización de un mayor número de materiales para validar los resultados preliminares presentados e indagar sobre una posible correlación entre valores de módulo resiliente y módulo resiliente equivalente.

ABSTRACT Laboratory evaluation of unbound granular materials response (e.g., paving granular subbases and bases), subjected to dynamic load is limited in Colombia. This state of the practice is related, among other aspects, to the fact that the dynamic triaxial equipment required for its determination is expensive, and the test protocols are complex. In the last decade, work has been carried out to develop the dynamic CBR test (dCBR) that employs the CBR equipment but modifies the testing protocol applied in the CBR test. This research proposes the basis of a new protocol for the dCBR test to determine the stiffness of granular materials (i.e., equivalent resilient modulus) by applying seven steps repeated load, where each step is defined by a target strain. The study included two marginal granular materials (MGMs) with high plasticity indexes. The results suggest that the proposed dCBR test protocol allows for estimating the equivalent resilient modulus. In addition, the proposed protocol differentiates the effect of the plasticity index on the stiffness of the MGM (i.e., reduction of equivalent resilient modulus as the plasticity index increases). Therefore, we propose to extend the range of materials characterized to validate the preliminary results presented and inquire about a possible correlation between the values of resilient modulus and equivalent resilient modulus.