Ingeniería y Desarrollo

Valorización hidrometalúrgica de pilas Ni-Cd gastadas, utilizando ácidos orgánicos como agentes lixiviantes selectivos

Abstract In this paper, we propose a hydrometallurgical procedure to treat spent Ni-Cd batteries using organic acids as leaching agents. The electrode materials of the batteries were extracted and leached using a combination of acetic, citric, and sulfuric acids and their mixtures in a two-stage selective scheme. This procedure aimed to recover metal-bearing solid products. The leachates were treated by evaporation/crystallization or chemical precipitation to obtain the solid products. These products were characterized using scanning electron microscopy, chemical analysis by atomic absorption spectroscopy, mineralogical phases by x-ray diffraction, and infrared spectroscopy. In the first leaching step, 15 % m/m citric acid was used to recover 85±5 wt.% of the cadmium present as a carboxylate salt. In the second leaching stage (5 % m/m acetic acid mixed with 3 % m/m sulfuric acid), 50±3 wt.% of nickel was recovered, in the form of a product consisting of a mixture of hydroxides and salts. The remaining solid from the second leaching stage was a valuable metal product containing nickel (96±4 wt.%). The analysis of the results allowed us to depict a conceptual process flow diagram for the selective leaching of the spent Ni-Cd batteries, and the possible industrial use of the solid products obtained.

Resumen Se propone una ruta de procesamiento hidrometalúrgico de pilas Ni-Cd gastadas, utilizando ácidos orgánicos como principales agentes lixiviantes. Los electrodos de tales pilas fueron lixiviados con diferentes ácidos y mezclas de ellos, con la finalidad de encontrar la mejor combinación de variables operativas para una recuperación eficiente de metales valiosos. Los productos obtenidos fueron caracterizados empleando microscopía electrónica de barrido, análisis químico por espectroscopia de absorción atómica, difracción de rayos x y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier. Se encontró que es posible obtener productos aprovechables en varias industrias al aplicar dos etapas de lixiviación selectiva: en la primera, se emplea ácido cítrico al 15 % m/m para recuperar 85±5 % en peso de cadmio como sal; en la segunda, se emplea ácido acético al 5 % m/m mezclado con ácido sulfúrico al 3 % m/m, con el fin de recuperar el 50±3 % en peso níquel en un producto formado por hidróxidos y sales. El sólido remanente de la segunda etapa de lixiviación también puede ser aprovechable, pues contiene 96±4 °% en peso de níquel.

Mechanical and hydraulic performance of pervious concrete pavements: experimental evaluation

Abstract Pervious pavements emerge as an alternative for good management of surface runoff, providing the opportunity to quickly and efficiently reduce the potential for flooding and reuse rainwater. However, the mechanical and hydraulic performance of the material have been extensively evaluated at the laboratory level, leaving aside how the material will behave in the field and how its exposure will accelerate the loss of its hydraulic properties (clogging). In this sense, this research evaluated the mechanical and hydraulic performance of permeable concrete pavements in an experimental field that simulates the working conditions of the material, where properties such as compressive strength, tensile strength, porosity, and permeability were evaluated, as well as the loss of hydraulic efficiency due to clogging. This is to increase the knowledge of the material to provide construction and quality control guidelines that guarantee the correct functioning of this type of pavement, considering its great contribution to sustainability.

Resumen Los pavimentos permeables surgen como alternativa de buena gestión de la escorrentía superficial, brindando la oportunidad de disminuir el potencial de inundaciones y aprovechar las aguas lluvias de una forma rápida y eficiente. Sin embargo, el desempeño mecánico e hidráulico del material ha sido evaluado de forma amplia a nivel laboratorial, y se ha obviado el comportamiento real del material en campo y la forma en que su exposición acelerará la pérdida de sus propiedades hidráulicas (colmatación). En ese sentido, la presente investigación tiene por objetivo evaluar el desempeño mecánico e hidráulico de pavimentos permeables de concreto en un campo experimental, que simula las condiciones de trabajo del material, mediante la cual serán evaluadas propiedades como la resistencia a compresión, a tracción, la porosidad y la permeabilidad, así como la pérdida de eficiencia hidráulica dada por la colmatación. Lo anterior se adelanta con la intención de aumentar el nivel de conocimiento adquirido sobre el material, para brindar directrices constructivas y de control de calidad que permitan garantizar el correcto funcionamiento de este tipo de pavimento, dada su gran contribución a la sustentabilidad.

Effect of sulfocalcic broth and maintenance pruning as strategies for the management of Capnodium sp. on Citrus reticulata

Resumen La fumagina (Capnodium sp.) es una enfermedad que se presenta en los cítricos y limita el desarrollo de las plantas, al reducir la actividad fotosintética y el intercambio gaseoso. Se evaluó el efecto de cuatro tratamientos CALSU10 en el control de la fumagina en hojas de mandarina (Citrus reticulata): caldo sulfocálcico al 10 %, Podas: podas de mantenimiento, CALSU10 + Podas: caldo sulfocálcico al 10 %> y podas de mantenimiento, Testigo: sin aplicación de caldo sul-focálcico, ni poda. Los resultados obtenidos mostraron que la incidencia de fumagina fue similar en todos los tratamientos a los 14, 28 y 42 días posteriores a la aplicación de tratamientos, y a los 56 días fue mayor en el Testigo y menor para CALSU10 + Podas. Este mismo tratamiento presentó diferencias significativas (p<0,05) con respecto a los demás tratamientos a los 56 días, para la escala de daño muy severo y hojas sanas. Finalmente se concluye que, en mandarina, la severidad y la incidencia de fumagina se puede reducir en un 28 y 42 % respectivamente, cuando se practican cuatro aplicaciones de sulfocálcico al 10 % junto con poda de saneamiento en el estadio fenológico de reposo vegetativo del árbol.

Abstract Fumagina (Capnodium sp.) is a disease that occurs in citrus and limits plant development by reducing photosynthetic activity and gas exchange. The effect of four treatments CALSU10: 10 %> sulfocalcic broth, Pruning: maintenance pruning, CALSU10 + Pruning: 10 % sulfocalcic broth and maintenance pruning, and Control: no application of sulfocalcic broth or pruning, on the control of fumagina on mandarin leaves (Citrus reticulata) was evaluated. The results obtained showed that the incidence of fuma-gina was similar in all treatments at 14, 28 and 42 days after the application of treatments, and at 56 days it was higher in the Control and lower for CALSU10 + Pruning. This same treatment showed significant differences (p<0.05) with respect to the other treatments at 56 days, for the scale of very severe damage and healthy leaves. Finally, it is concluded that, in mandarin, the severity and incidence of fumagina can be reduced by 28 and 42 %, respectively, when four applications of 10 %> sulfocalcic are made together with pruning at the phenological stage of vegetative rest of the tree.

Data fusion system for classification of liquefied petroleum gases through machine learning techniques

Resumen La Fusión de Datos (FD) es un proceso que permite la combinación de información de diversas fuentes con un propósito determinado. En este documento se presenta el diseño y construcción de un sistema FD, particularmente una nariz electrónica (NE), para un dispositivo como el descrito en la patente "Equipo portátil para evitar la contaminación vehicular en las estaciones de servicio" con resolución número 23016. Dicho equipo es un instrumento para clasificación de Gases Licuados derivados del Petróleo (GLP), cuya aplicación se encuentra dirigida a reconocer Aceite Combustible Para Motores (ACPM)1 o gasolina, en el proceso de abastecimiento vehicular. Estos gases están almacenados en el depósito de combustible de los automóviles y, a través de su identificación, es posible tomar las acciones requeridas para evitar la contaminación de un vehículo con un carburante diferente al que este utiliza. Se implementó un experimento que evaluó el funcionamiento de la NE mediante técnicas de clasificación. En el procesamiento de la información entregada por los sensores del prototipo fueron utilizadas dos metodologías de aprendizaje de máquina supervisadas, K-Nearest Neighbor (KNN) y Naive Bayes, para diferenciación de GLP. Gracias a una prueba de validez, se determinó que la exactitud de las técnicas implementadas fue de 1, por lo tanto, el equipo está en capacidad de discriminar adecuadamente los gases de gasolina y ACPM en condiciones ambientales dinámicas.

Abstract Data fusion (DF) is a process that allows the combination of information from various sources for a specific purpose. A DF system, particularly an electronic nose (EN), was designed and built for a device as described in the patent "Portable equipment to avoid vehicle pollution in service stations" with resolution number 23016. It is an instrument for the classification of liquefied petroleum gases (LPG), the application of which is aimed at recognizing diesel fuel or gasolina, in the supply process. These gases are stored in the fuel tank of cars, and by identifying them take the actions required to prevent the contamination of vehicles with a fuel different from that used by the latter. A system that supports the operation of the EN was implemented. In the processing of the information provided by the sensors of the prototype the methodologies of machine learning, K-Nearest Neighbor and Naive Bayes, for lpg differentiation were used. Through a validity test, it was determined that the accuracy of the implemented techniques was 1, therefore, they are ideal methodologies for the classification of diesel fuel and gasoline in dynamic environments.

Ergonomie evaluation in construction works in the southeast México

Resumen Los problemas asociados a las condiciones ergonômicas inadecuadas en el trabajo están adquiriendo una importancia creciente en la actualidad, por lo que se considera de vital importancia estudiar si los procedimientos habituales utilizados en las actividades de la construcción cumplen con los principios básicos de la ergonomía [l]; especialmente, si se tiene en cuenta que, por lo general, se desarrollan bajo un entorno tecnológico poco tecnificado. Se ha identificado que, en las actividades de la construcción, los principales riesgos er-gonómicos se relacionan con las posturas forzadas, el manejo manual de cargas y los movimientos repetitivos [l]. El objetivo del presente estudio fue analizar los movimientos realizados y las posturas empleadas por los trabajadores de la construcción [l] para determinar los niveles de riesgos ergonómicos con las que se llevan a cabo. Con este fin, se evaluaron siete actividades, para lo cual se emplearon tres diferentes métodos de evaluación ergonómica. Como resultado, se obtuvo que los trabajadores de la industria de la construcción están desempeñando sus tareas bajo niveles de riesgo ergonómico que no deberían ser aceptados. Los riesgos ergonómicos más críticos se presentaron en actividades relacionadas con el transporte manual de carga y las posturas forzadas [1].

Abstract Problems associated with inadequate er-gonomic working conditions are gaining importance today, so it is very important to study whether the usual procedures used in construction activities comply with the basic principles of ergonomics; especially if it is considered that, in general, they are carried out under a low-tech environment. It has been identified that in construction activities, the main ergonomic risks are related to forced postures, manual handling, and repetitive motions. The aim of this study was to analyze the movements performed and postures used by construction workers, to determine the levels of ergonomic risks with which they are performed. Seven activities were evaluated using three different ergonomic evaluation methods. As a result, it was concluded that workers in the construction industry are performing their tasks under levels of ergonomic risk that should not be accepted. The most critical ergonomic risks observed were in activities related to manual load carrying and awkward postures.

Influence of static soil-structure interaction at 100-meter high buildings

Resumen Es práctica habitual despreciar el efecto de la Interacción Suelo-Estructura (ISE) e idealizar los apoyos de las estructuras como empotrados. Esta simplificación induce cambios en la respuesta estructural que subestiman o sobrestiman los esfuerzos interiores y los desplazamientos, lo que puede provocar errores en el diseño. Este trabajo analiza la influencia de la ISE en la respuesta estructural de una edificación de 100 m de altura sometida a carga dinámica de viento. La consideración de la ISE se analizó a través de métodos numéricos continuos sobre estratos de suelos compresibles homogéneos y la no consideración de su efecto mediante apoyos empotrados, con el objetivo de obtener la variación de las frecuencias de oscilación, los desplazamientos horizontales y las fuerzas interiores de los elementos estructurales, entre los modelos con y sin ISE. Para estimar la ISE se incorporaron elementos de interfase entre el suelo y la cimentación. Los resultados muestran que la ISE tiene un efecto considerable en el aumento de los desplazamientos laterales, en la disminución de la frecuencia de oscilación para todos los modos analizados y en la variación de las fuerzas interiores en la estructura; por tanto, su análisis es necesario cuando se proyectan edificaciones sobre suelos blandos.

Abstract It is common practice to disregard the effect of Soil-Structure Interaction (SSI) idealizing the structure's supports as fixed, this simplification can lead to inaccuracies in the structural response and underestimation or overestimation of internal forces and displacements, which can cause errors in design. This work analyzes the influence of the SSI on the structural response in a 100 meters-high building subjected to dynamic wind load. SSI was analyzed through continuous numerical methods on homogeneous compressible soil strata and non-consideration through fixed supports, with the aim to obtain oscillation frequencies variation, horizontal displacements and internal forces from structural elements, between the models with and without SSI, to consider SSI, interface elements between the ground and the foundation were incorporated. The results show that SSI has a considerable effect on the increase of the lateral displacements, on the decrease of the oscillation frequency for all the analyzed modes and on structure's internal forces variation, therefore, its analysis is necessary. when buildings are projected on soft soils.