Ingeniería y Universidad

Validation of Glycerin Refining Obtained as a by-Product of Biodiesel Production

En este artículo se discuten diferentes aspectos relacionados con la producción, el mercado y las aplicaciones de la glicerina en productos de consumo. Las tres principales calidades de glicerina ofrecidas en el mercado y que fueron evaluadas son: glicerina cruda comercial (80%-88% en peso), glicerina grado técnico (98% en peso) y glicerina refinada (grado USP o FCC, 99,7% en peso). Se simularon los esquemas de purificación para obtener los grados comerciales de glicerina mencionados. Se demostró que es posible recuperar el metanol a una pureza de 99% en peso, el cual puede ser reutilizado en la producción de biodiésel. Finalmente, los resultados mostraron que el proceso de purificación de la glicerina hasta diferentes grados de pureza puede ser factible económicamente; además, se alcanzaron las especificaciones de calidad de mercado.

This work discusses a number of aspects related to glycerin-related production, market, and application in commercial products. Three main qualities of commercial glycerin are evaluated: raw glycerin (80-88 wt %), technical grade glycerin (98 wt %), and refined glycerin (USP or FCC, 99.7 wt %). Purification schemes for each glycerin quality are simulated. This study shows that, after purification process, it is possible to obtain methanol at 99 wt %, which can be recycled for biodiesel production. Simulation results show that the purifying glycerin to obtain different levels of purity can be economically feasible, and that market quality specifications can be reached as well.

Neste artigo discutem-se diferentes aspectos relacionados com a produção, o mercado e as aplicações da glicerina em produtos de consumo. Os três principais tipos de glicerina oferecidas no mercado e que foram avaliadas são: glicerina crua comercial (80%-88% em peso), glicerina grau técnico (98% em peso) e glicerina refinada (grau USP ou FCC, 99,7% em peso). Simularam-se os esquemas de purificação para obter os graus comerciais de glicerina mencionados. Demostrou-se que é possível recuperar o metanol a uma pureza de 99% em peso, o qual pode ser reutilizado na produção de biodiesel. Finalmente, os resultados mostraram que o processo de purificação da glicerina até diferentes graus de pureza pode ser economicamente viável; além disso, foram obtidas as especificações de qualidade de mercado.

Calculation of Elastic Deformations in Optimal Two-Dimensional Structures for a Number of Assembly Cases

En este trabajo se presenta un método para analizar las deformaciones elásticas y la rigidez de estructuras bidimensionales con diferentes configuraciones de unión entre sus elementos. Inicialmente se obtiene la estructura óptima mediante una optimización topológica y luego se desarrolla un método de análisis de diferentes tipos de uniones (articulación, unión flexible o unión rígida) entre los componentes de la estructura. Luego se desarrollan y validan dos ejemplos ampliamente referenciados en la literatura. Se ha determinado la versatilidad del método y la funcionalidad en el proceso de diseño y en la elección de la mejor opción de ensamble. Respecto a trabajos previos, este se constituye en un aporte al análisis de estructuras con diferentes configuraciones de interconexión de sus elementos, pues integra el diseño topológico y la elección de la mejor configuración para diferentes escenarios de relación ensamble-requerimientos de diseño.

This paper presents a method to analyze elastic deformations and stiffness in two-dimensional structures with different assembly configurations among their elements. Initially, the optimal structure is obtained through topology optimization, and then a method to analyze different types of connections (hinge, flexible and rigid connections) in structural components is developed. Next, two widely documented examples are developed and validated. The versatility of the method and its functionality during both the design process and the selection of the best assembly option are determined. This work contributes to analyzing structures with different interconnection setups among their elements. Existing work is complemented through both the integration of topological design and the choice of the best setup features for a number of cases where assembly and design requirements are related.

Neste trabalho apresenta-se um método para analisar as deformações elásticas e a rigidez de estruturas bidimensionais com diferentes configurações de uniõo entre seus elementos. Inicialmente obtêm-se a estrutura ótima mediante uma otimizaçõo topológica e depois se desenvolve um método de análise de diferentes tipos de uniões (articulaçõo, uniõo flexível ou uniõo rígida) entre os componentes da estrutura. Depois se desenvolvem e validam dois exemplos amplamente referenciados na literatura. Determinouse a versatilidade do método e a funcionalidade no processo de desenho e na seleçõo da melhor opçõo de montagem. Em comparaçõo com trabalhos anteriores, este se constitui como uma contribuiçõo à análise de estruturas com diferentes configurações de interconexõo de seus elementos, pois integra o desenho topológico e a seleçõo da melhor configuraçõo para diferentes cenários de relaçõo montagem-requerimentos de desenho.

Gestión de recursos de almacenamiento masivo en un ambiente de investigación virtual

La administración de repositorios de almacenamiento masivo de datos es uno de los problemas importantes de resolver en entornos virtuales de investigación, donde la complejidad de manipular grandes volúmenes de datos implica ofrecer un alto grado de control para asegurar que los datos se ubiquen correctamente y estén permanentemente disponibles para su procesamiento. Este documento discute la creación novedosa de un sistema de almacenamiento masivo en un centro de computación de alto desempeño, que utiliza las ventajas del almacenamiento jerárquico para el manejo eficiente de la información y el adecuado aprovechamiento de los recursos de almacenamiento disponibles. Los resultados de la investigación están orientados a suplir las necesidades de investigadores que requieren almacenar los archivos resultantes de tareas ejecutadas en recursos distribuidos, sin tener que preocuparse por los detalles técnicos de las tecnologías de almacenamiento utilizadas.

Managing massive data storage repositories is one of the most important problems to solve in virtual research environments, where the complexity of handling large volumes of data involves providing a high degree of control to ensure that data are located properly and are permanently available for processing. This paper discusses the innovative creation of a massive storage system at a highperformance computer center, which uses the advantages of hierarchical storage for an efficient management of information and a proper utilization of available storage resources. Research results seek to meet the needs of researchers who need to store files resulting from tasks performed on distributed resources, without a concern about technical details of the storage technologies used.

A administração de repositórios de armazenamento massivo de dados é um dos problemas importantes a resolver em entornos virtuais de pesquisa, onde a complexidade de manipular grandes volumes de dados implica oferecer um alto grau de controle para assegurar que os dados se encontrem corretamente e estejam permanentemente disponíveis para seu processamento. Este documento discute a criação de um sistema de armazenamento massivo em um centro de computação de alto desempenho que utiliza as vantagens do armazenamento hierárquico para o gerenciamento eficiente da informação e o adequado aproveitamento dos recursos de armazenamento disponíveis. Os resultados da pesquisa estão orientados a suprir as necessidades de pesquisadores que requerem armazenar os arquivos resultantes de tarefas executadas em recursos distribuídos, sem ter que preocupar-se pelos detalhes técnicos das tecnologias de armazenamento utilizadas.

Combined Use of GRASP and Path-Relinking during Production Scheduling in order to Minimize Total Weighted Tardiness in a Machine

Este trabajo presenta el resultado de integrar dos técnicas metaheurísticas (GRASP y Path Relinking), las cuales, a pesar de la eficiencia reportada en otros problemas, no se han utilizado ampliamente para solucionar problemas de programación de la producción. Estas técnicas se emplearon de manera conjunta para resolver el problema de minimización de la tardanza total ponderada en una máquina, 1 Σ WjTj, a fin de obtener soluciones de calidad en tiempos aceptables. Los resultados experimentales muestran mejoras sustanciales que evidencian estadísticamente la importancia de utilizar Path-Relinking como técnica de postoptimización complementaria de GRASP. Para usar GRASP en la solución del problema mencionado se propone una función de utilidad dinámica para los trabajos por procesar, considerando sus parámetros descriptivos. De este modo, se proporciona una idea clara de su implementación, de modo que empresas de diverso tamaño que enfrentan ese tipo de problema puedan realizarla contando sólo con la disponibilidad de MS Excel, sin tener que recurrir a software especializado.

This paper shows the results of integrating two meta-heuristic techniques, GRASP and Path-Relinking, which have not been widely used to solve production-scheduling problems despite of their proved efficiency. These techniques were used to solve the problem of minimizing total weighted tardiness problem in a machine, 1 Σ WjTj, and good results in short time were obtained. Experiment outcomes show that the use of Path-Relinking as a final step for GRASP can result in qualitysequence improvements. In order to use GRASP in the solution to this problem, a dynamic utility function for the jobs to process, bearing in mind its descriptive parameters, is proposed. Additionally, this work offers a clear implementation proposal for ventures of different sizes, so they are able to overcome this problem by using MS Excel, instead of specialized scheduling software.

Este trabalho apresenta o resultado de integrar duas técnicas metaheurísticas (GRASP e Path Relinking), que apesar da eficiência relatada em outros problemas, não tem sido amplamente utilizadas para solucionar problemas de programação da produção. Estas técnicas foram empregadas de maneira conjunta para resolver o problema de minimização da demora total ponderada numa máquina, 1 Σ WjTj, com o objetivo de obter soluções de qualidade em tempos aceitáveis. Os resultados experimentais mostram melhoras substanciais que evidenciam estatisticamente a importância de utilizar Path-Relinking como técnica de pós-otimização complementar de GRASP. Para usar GRASP na solução do problema mencionado propõe-se uma função de utilidade dinâmica para os trabalhos a processar, considerando seus parâmetros descritivos. Deste modo, proporciona-se uma ideia clara de sua implementação, de modo que empresas de diferentes tamanhos que enfrentem esse tipo de problema possam realizá-la contando somente com a disponibilidade de MS Excel, sem ter que utilizar um software especializado.

Implementation of Ludic Activities as a Complementary Methodological Tool in the Teaching of the Traditional and the TOC Production Methods for Multitask Environments' Management

El presente estudio tuvo como propósitos diseñar e implementar una lúdica o simulación de un sistema de producción multiproyecto con el método de producción tradicional y el método de producción de la teoría de restricciones (TOC), aplicado al programa de ingeniería industrial de la Universidad de Córdoba, y determinar el efecto de las herramientas lúdicas en el rendimiento académico de los alumnos sobre la temática ya mencionada. Para ello se empleó un cuasi experimento con preprueba, posprueba y grupo de control. La conclusión más relevante es el efecto positivo de la lúdica en el rendimiento académico, ya que este fue superior en el grupo experimental que en el de control.

The purpose of this study is to design and implement a play activity which simulates a multi-project production system through both the traditional and the TOC production methods in order to manage multitasking environments in the Industrial Engineering Program at Cordoba University. The study also intends to determine the impact of play activity tools on students' academic performance concerning the topic stated above. A quasi-experimental design with pretest, post-test and control group was used. The most important conclusion is that the tools mentioned have a positive effect on academic performance, since the experiment group performed better than the control group.

O presente estudo teve como propósitos desenhar e implementar uma lúdica ou simulação de um sistema de produção multiprojeto com o método de produção tradicional e o método de produção da teoria de restrições (TOC), aplicado ao programa de engenharia industrial da Universidade de Córdoba, e determinar o efeito das ferramentas lúdicas no rendimento acadêmico dos alunos sobre a temática já mencionada. Para isso empregou-se um quase experimento com prova prévia, prova posterior e grupo de controle. A conclusão mais relevante é o efeito positivo da lúdica no rendimento acadêmico, já que este foi superior no grupo experimental que no de controle.

Application for Statistic Control of Online Processes as Part of a Flexible Manufacturing System

Este trabajo presenta un aplicativo desarrollado para mejorar el seguimiento hecho a los procesos en las organizaciones que han implementado sistemas altamente automatizados e integrados. Los sistemas de ejecución de manufactura (MES) permiten una integración efectiva entre los sistemas de planeación de recursos empresariales (ERP) y los sistemas flexibles de manufactura (FMS) en el piso de planta. A partir de la integración previa entre el Software Application and Product (SAP) y un FMS se desarrolla un aplicativo de capa MES para el control estadístico de los procesos. Este aplicativo resuelve problemas como: conectividad, adquisición de los datos y análisis de datos mediante alarmas, no sólo basados en especificaciones y límites de control, sino también en análisis de causas mediante el uso de arboles de decisión. Una de las características de este trabajo es que puede implementarse en cualquier proceso y no requiere software MES adicional para su funcionamiento, con lo cual se disminuyen los costos de adquisición e implementación. Las pruebas del sistema se realizaron teniendo como sistema de medición la estación de control de calidad por visión artificial de piezas mecanizadas en el sistema FMS.

This work proposes a new procedure for enhancing the monitoring of industrial processes in organizations with highly integrated systems. Manufacturing Execution Systems (MES) permit an effective integration between Enterprise Resource Planning software and Flexible Manufacturing Systems at the shop floor. Based on a previously-developed integration between these two systems, a MES layer-based procedure for Statistical Process Control (SPC) is developed. This piece of software solves problems such as connectivity, data acquisition and alarm-based data analysis based on both control specifications and limits and cause-analysis through decision trees. This work can be part of any process and does not require any additional MES software, which reduces costs and maintenance. This software was tested through an artificial-vision-based quality control station with mechanic parts automated through an FMS system.

Este trabalho apresenta um aplicativo desenvolvido para melhorar o acompanhamento feito aos processos nas organizações que implementaram sistemas altamente automatizados e integrados. Os sistemas de execução da manufatura (MES) permitem uma integração efetiva entre os sistemas de planejamento de recursos empresariais (ERP) e os sistemas flexíveis de manufatura (FMS) no chão de fábrica. A partir da integração prévia entre SAP e um FMS desenvolve-se um aplicativo MES para o controle estadístico dos processos. Este aplicativo resolve problemas como: conectividade, aquisição dos dados e análises de dados mediante alarmes, não só baseados em especificações e limites de controle, mas também em análises de causas mediante o uso de árvores de decisão. Uma das características deste trabalho é que pode implementar-se em qualquer processo e não requer software MES adicional para seu funcionamento, com o qual se diminuem os custos de aquisição e implementação. As provas do sistema se realizaram tendo como sistema de medição a estação de controle de qualidade por visão artificial de peças mecanizadas no sistema FMS.

PID and Fuzzy Controller Design for DC Motor Positioning

En este artículo se compara el desempeño de dos controladores -el proporcional integral derivativo (PID) y el difuso- sobre una plataforma comercial, utilizada normalmente en aeromodelismo, el servomotor Futaba S3004. Antes de realizar la identificación sobre el motor, se modifican el circuito de control, la etapa de potencia y el sensor. Enseguida se utiliza el método del lugar de las raíces para sintonizar el PID en el control de la posición angular. Las simulaciones y el control se realizan desde Simulink de MATLAB®, en lo cual se usa además una tarjeta de adquisición de datos, la PCI 6024E. Al final del documento se analizan los resultados y se observa que si bien el controlador PID tiene el mejor comportamiento, el del controlador difuso es comparable.

The performance of PID and fuzzy controllers is compared in a commercial device normally used in model airplanes: the S3004 Futaba Servo. The controller circuit, the power amplifier and the sensor are modified, and then the motor is observed. Next, a root-locus method is used to tune a PID for angular position control. Simulations and control are made in Matlab's Simulink, and also a data acquisition card (PCI 6024E) is used. Results are analyzed at the end of the document: although the PID controller works better, the fuzzy controller shows a similar performance.

Neste artigo compara-se o desempenho de dois controladores -o proporcional integral derivativo (PID) e o difuso- sobre uma plataforma comercial, utilizada normalmente em aeromodelismo, o servomotor Futaba S3004. Antes de realizar a identificação sobre o motor, modificam-se o circuito de controle, a etapa de potência e o sensor. Posteriormente utiliza-se o método do lugar das raízes para sintonizar o PID no controle da posição angular. As simulações e o controle realizam-se desde Simulink de MATLAB®, no qual se usa também uma placa de aquisição de dados, a PCI 6024E. No final do documento analisam-se os resultados e observa-se que o controlador PID tem o melhor comportamento, mas o do controlador difuso é comparável.

Methodology for the Assessment of External Costs of Accidents in Transportation Projects

Este artículo formula una metodología para mejorar la valoración de los costos externos de la accidentalidad en la evaluación económica de proyectos de transporte. Se revisan las causas, las variables y las acciones determinantes en la accidentalidad de tránsito; se esbozan algunas técnicas de pronóstico, y se hace un planteamiento para calcular los costos totales y marginales de la accidentalidad. Se propone valorar el costo externo de la accidentalidad de tránsito según el análisis de las estadísticas de accidentalidad y la identificación de las causas y variables relevantes según el tipo de proyecto de transporte que se vaya a evaluar. La metodología, además, sienta las bases para investigar sobre instrumentos de mercado que permitan una adecuada internalización de los costos externos de la accidentalidad de tránsito. Para aplicar correctamente la metodología propuesta se debe mejorar el registro de las estadísticas nacionales y la identificación de las causas de accidentes. Finalmente, se recomienda incluir en el análisis la pérdida de bienestar causada por el riesgo de morir en un accidente de tránsito, así como el costo social y los costos morales causados por estas muertes.

This article deals with the development of a methodology for improving the assessment of external costs of traffic accidents in the economic assessment of transportation projects. It reviews the causes, variables and determining actions in traffic accidents; it also outlines some forecasting techniques and proposes an approach for the calculation of total and marginal costs of accidents. It is intended to assess external costs of accidents based on the analysis of accident statistics, and on the identification of relevant causes and variables depending on the type of transportation project to be evaluated. The methodology used helps improving the assessment of external costs of accidents, and proposes a basis for research on market-based instruments that permit an adequate internalization of external costs of accidents. In order to properly apply the methodology proposed, there must be an improvement in both national statistic records and the processes for identifying the causes of accidents. Finally, it is recommended that welfare losses caused by the risk of dying in a traffic accident, as well as the social and moral costs caused by traffic accident casualties, are included in the analysis.

Este artigo formula uma metodologia para melhorar a avaliação dos custos externos da acidentalidade na avaliação econômica de projetos de transporte. Revisam-se as causas, as variáveis e as ações determinantes na acidentalidade de trânsito; se esboçam algumas técnicas de prognóstico, e se faz uma proposta para calcular os custos totais e marginais da acidentalidade. Propõe-se avaliar o custo externo de a acidentalidade de trânsito de acordo com a análise das estadísticas de acidentalidade e a identificação das causas e variáveis relevantes segundo o tipo de projeto de transporte que se vai avaliar. A metodologia, também, senta as bases para pesquisar sobre instrumentos de mercado que permitam uma adequada interiorização dos custos externos da acidentalidade de trânsito. Para aplicar corretamente a metodologia proposta deve-se melhorar o registro das estatísticas nacionais e a identificação das causas de acidentes. Finalmente, recomenda-se incluir na análise a perda de bem-estar causada pelo risco de morrer em um acidente de trânsito, bem como o custo social e os custos morais causados por estas mortes.