Ingeniería y Universidad

Desempeño de una nueva configuración del sistema de estabilización por contacto en el tratamiento de agua residual doméstica

A pilot-scale study was conducted to evaluate a traditional contact stabilization activated sludge system (CSAS C) and a modified CSAS (CSAS M) treating domestic wastewater. The CSAS C system was comprised of a contact reactor (CR), a stabilization reactor (SR) and a secondary settler (SS); the CSAS M included a second CR, a second SS (CR2 and SS2), and a modified SR (SR M) divided into four zones: an attached-suspended growth zone which allowed the system to reach an average sludge retention time close to 36 d and favored the occurrence of nitrification; an anoxic zone for denitrification occurrence; an aerated suspended growth zone with a high presence of organic carbon; and an additional aerated suspended growth zone with a high ammonia concentrations environment. The CSAS C's removal efficiencies of chemical oxygen demand (COD) and total ammonia nitrogen (TAN) were respectively 94±4 % and 53±12%; whereas CSAS M's efficiencies were 88±7% for COD and 92±7% for TAN. Concentrations of TAN and NO3--N in the CSAS M's final effluent were 14.3±5.2 and 5.0±2.9 mgXL-1; and 4.8±4.4 and 9.1±5.8 mgXL-1 in the CSAS M's final effluent. Results demonstrated that the proposed configuration obtained higher nitrogen removal efficiencies than traditional CSAS.

Usando una prueba a escala piloto se evaluó un sistema de estabilización por contacto convencional (CSAS C) y uno modificado (CSAS M), para el tratamiento de agua residual doméstica. El CSAS C estuvo compuesto de un reactor de contacto (CR), un reactor de estabilización (SR) y un sedimentador secundario (SS); el CSAS M incluyó la adición de un SR y un SS (CR2 y SS2) y la modificación del reactor de estabilización (SR M), en cuatro zonas: una de crecimiento adherido-suspendido, que permitió alcanzar un tiempo de retención celular promedio cercano a 36 d y que beneficia el desarrollo de la nitrificación; una zona anóxica para el desarrollo de la denitrificación; una zona aireada de crecimiento suspendido, con un ambiente rico en materia orgánica carbonácea, y otra con un ambiente rico en nitrógeno amoniacal total (NAT). El CSAS C presentó eficiencias de reducción de química de oxígeno (DQO) y NAT de 94 ± 4 % y 53 ± 12 % respectivamente; mientras que el CSAS M presentó eficiencias del 88 ± 7 %, y de 92 ±7 %, respectivamente. Las concentraciones promedio de NAT y N-NO3- en el efluente del CSAS C fueron de 14,3 ± 5,2 y 5,0 ± 2,9 mgXL-1, respectivamente, y para el CSAS M fueron de 4,8 ± 4,4 y 9,1 ± 5,8 mgXL-1, respectivamente. Estos resultados demostraron que la nueva configuración evaluada presentó mayores eficiencias de reducción de material nitrogenado.

Evaluación del desgaste y pérdida de agarre en depósitos de soldadura de alto cromo aplicados en mazas de molinos de caña de azúcar

Wear on sugar cane rolls is an expensive maintenance problem for the sugar cane industry. Wear produces loss of sucrose extraction and loss of grip of the roll on the bagasse. This paper presents the evaluation of wear and loss of grip of hypoeutectic and hypereutectic high chromium welding deposits applied on ASTM A-36 steel and gray cast iron. A modified ASTM G-65 standard test was used. Wear was produced by the abrasive action of wet bagasse with three levels of mineral extraneous matter. Silica grains with sizes in the range of 0.212-0.300 mm (AFS 50/70) were used as mineral extraneous matter. Grip was evaluated by measuring the torque on the power transmission shaft that moves the specimens. Worn surfaces were characterized by using scanning electron microscopy. Wear was found to increase proportionally related to the mineral extraneous matter content. Geometric changes of the weld deposits related to wear caused grip loss. For low mineral extraneous matter level, wear resistance of carbon steel was greater than that of gray cast iron; whereas the opposite was found for high mineral extraneous matter level.

El desgaste en mazas de molinos de caña es un problema que genera altos costos de mantenimiento a la industria azucarera, pues produce pérdida de extracción de sacarosa y pérdida de agarre de la maza sobre el bagazo. En este documento se presenta la evaluación del desgaste y pérdida de agarre en depósitos de soldadura de alto cromo hipoeutéctico e hipereutéctico aplicados sobre acero A-36 y sobre fundición gris. Se usó una modificación de la prueba especificada en la norma ASTM G-65, donde el desgaste lo produce la acción abrasiva del bagazo húmedo con tres niveles de contenido de materia extraña mineral. Se utilizó sílice con granulometría AFS 50/70 como materia extraña mineral. Para cuantificar el agarre se midió el par torsor en el eje transmisor de potencia que mueve las probetas. Las superficies desgastadas se caracterizaron mediante microscopia electrónica de barrido. Se encontró que existe un aumento proporcional del desgaste con respecto al grado de contaminación. El cambio de geometría de los depósitos por efecto del desgaste disminuyó el agarre. Para los índices de contaminación más bajos la resistencia al desgaste de las probetas de acero fue superior; mientras que para la máxima contaminación ocurrió lo contrario.

**Cinética de adsorción para la remoción de mercurio usando residuos de yuca (Manhiot esculenta) y limón (Citrus limonum) modificados con ácido cítrico**

The high toxic concentrations of mercury (Hg) in water bodies and its negative impact on the environment has resulted in the need for research on effective and low-cost methods for the treatment of industrial effluents, such as adsorption. This research compares the feasibility and viability of the Hg (II) adsorption abilities of cassava and lemon citric acid-modified peels. The results showed that the modified peel of cassava has a better adsorption ability compared to that of lemon. The kinetics models that best fit the experimental data were a pseudo-second order model and the Elovich model for both modified biomasses. This means that the mechanism that controls the adsorption is a second order reaction, and also shows that the catalytic area of the adsorbent is heterogeneous; whereas the Freundlich isotherm describes better the adsorption process. In conclusion, the use of waste material is possible for Hg (II) removal. The study of chemical modifications is suggested to improve the adsorption percentages.

Las altas concentraciones tóxicas de mercurio en los cuerpos de agua y su impacto negativo en el medio ambiente han generado la necesidad de estudiar métodos más económicos y eficaces para el tratamiento de los efluentes industriales, como es el caso de la adsorción. Esta investigación realizó un estudio de factibilidad, viabilidad y un comparativo entre las capacidades de adsorción de la cáscara de yuca y la cáscara de limón modificadas con ácido cítrico. Los resultados arrojaron que la cáscara de yuca modificada presenta una capacidad de adsorción mayor, en comparación con la cáscara de limón modificada. Los modelos cinéticos que más se ajustaron a los datos experimentales obtenidos fueron el modelo de seudosegundo orden y el de Elovich para las dos biomasas estudiadas modificadas, lo cual indica que el mecanismo controlante de la adsorción es una reacción de segundo orden y que la superficie catalítica del bioadsorbente es heterogénea; mientras que la isoterma de Freundlich describe mejor el proceso de adsorción. Se concluye que es posible el uso de materiales residuales para la remoción de Hg (II) y se sugiere el estudio de modificaciones químicas que puedan mejorar los porcentajes de adsorción.

Sistema de inferencia borroso basado en redes adaptativas para la evaluación de proyectos

In this article, a set of key management indicators related to performance of execution, planning, costs, effectiveness, human resources, data quality, and logistics, are considered for the evaluation of a project. Several automated tools support project managers in this task. However, these tools are still insufficient to accurately assess projects in organizations with continuous improvement management styles and with presence of uncertainty in the primary data. An alternative solution is the introduction of soft computing techniques, allowing gains in robustness, efficiency, and adaptability in these tools. This paper presents an adaptive-network-based fuzzy inference system (ANFIS) to optimize projects evaluation made with the Xedro-GESPRO tool (manufacturer: Universidad de las Ciencias informáticas, [20], versión: 14.05, Cuba). The implementation of the system allowed the adjustment of fuzzy sets parameters in the inference rules for the assessment of projects, based on the automatic calculation of indicators. The contribution of this research lies in the application of ANFIS soft computing technique to optimize the evaluation of projects integrated with the management tool. The results contribute to the improvement of existing decision-making support tools into organizations towards project-oriented production.

Con el propósito de evaluar un proyecto, en este artículo se analizan unos indicadores clave de gestión como índices de rendimiento de la ejecución, planificación, costos, eficacia, recursos humanos, calidad del dato y logística. Diversas herramientas informáticas asisten a los directores de proyectos en este sentido; sin embargo, aún son insuficientes ante la precisión con que proponen la evaluación de proyectos en organizaciones con mejora continua en los estilos de gestión y presencia de incertidumbre en los datos primarios. Una alternativa es introducir técnicas de soft computing, lo cual permite ganar en robustez, eficiencia y adaptabilidad en las herramientas. El objetivo del trabajo consiste en desarrollar un sistema de inferencia borroso basado en redes adaptativas (ANFIS) para optimizar la evaluación de proyectos realizada con la herramienta Xedro-GESPRO. Mediante la aplicación de la propuesta se logra ajustar los parámetros de los conjuntos borrosos en las reglas de inferencia que permiten evaluar los proyectos a partir del cálculo automático de indicadores. La novedad del trabajo radica en la aplicación de la técnica de soft computing ANFIS para optimizar la evaluación de proyectos de forma integrada con la herramienta de gestión. El resultado alcanzado aporta al perfeccionamiento de herramientas de apoyo a la toma de decisiones existentes en organizaciones orientadas a la producción por proyectos.

Evaluación temporal de la concentración de metales pesados (Pb y Cu) asociada con el sedimento vial: Fontibón-Barrios Unidos (Bogotá D. C., Colombia)

Los metales pesados asociados con el sedimento vial pueden deteriorar la calidad del aire, del suelo y de la vegetación del entorno cuando son suspendidos por el viento y la turbulencia inducida por el tráfico. Adicionalmente, pueden afectar la calidad del agua de los sistemas fluviales cuando son transportados por la escorrentía. El objetivo es presentar una evaluación temporal (diaria) de la concentración de metales pesados (Pb-Cu) asociada con el sedimento vial de las localidades de Fontibón y Barrios Unidos (Bogotá D. C., Colombia). La concentración se determinó por medio de espectrometría de absorción atómica con llama; previamente las muestras fueron digeridas en una mezcla de ácido clorhídrico y nítrico (3:1; agua regia). Los resultados muestran, para la fracción más fina del sedimento vial (< 63 µm), la cual es también la más cercana a la potencialmente inhalable (< 10 µm), que las concentraciones tienden a aumentar en tiempo seco (Pb: 34 %; Cu: 40 %). Las concentraciones de Pb y Cu durante este periodo son 1,59 y 5,30 veces superiores al valor límite más bajo fijado por las administraciones de Cataluña y Canadá, respectivamente. Finalmente, los hallazgos son un punto de referencia colombiano para la publicación de legislación asociada con este tipo de contaminación (residuo peligroso).

Heavy metals associated with the road sediment can impair the quality of air, soil and vegetation of environment when they are suspended by the wind and turbulence induced by the traffic. Additionally, they can affect the water quality of the river systems when they are transported by the runoff. The objective of this paper is to present a temporary assessment (daily) of the heavy metals (Pb-Cu) concentration associated with the road sediment of the localities of Fontibón and Barrios Unidos (Bogotá D.C., Colombia). The concentration was determined by flame atomic absorption spectrometry. Previously the samples were digested in a mixture of hydrochloric and nitric acid (3:1; aqua regia). The results show for the finest fraction of road sediment (< 63 µm), which is also the fraction with size closest to the potentially inhalable (< 10 µm), that the concentrations tend to increase in dry weather (Pb: 34%; Cu: 40%). The concentrations of Pb and Cu during this period are 1.59 and 5.30 times higher than the lowest limit value fixed by the administrations of Cataluña and Canada, respectively. The findings are a reference point for Colombia in order to publish legislation associated with this type of pollution (hazardous waste).

Efecto del envejecimiento en las propiedades del asfalto y de las mezclas asfálticas

This article presents the results of the analysis of the effect of aging on the properties of asphalt and asphalt mixtures. The objective of this study was to compare the properties of the original asphalt and aged asphalt and the dynamic modulus of asphalt mixtures. The long-term aging was simulated by using Pressure Asphalt Vessel (PAV). Marshall and RAMCODES methodologies were used to determine the formula of work; values of dynamic modulus of designed mixtures were obtained by the indirect tensile test, using the Nottingham Asphalt Tester (NAT). The results showed an increase in the rigidity of the aged asphalt. Also, an increase of the stability and a decreased flow in the mixtures made with this type of binder was found. The dynamic modulus values of the mixtures containing aged asphalt showed an increase up to three times compared with those elaborated with original asphalt mixtures.

El presente artículo muestra los resultados del análisis del efecto del envejecimiento en las propiedades del asfalto y de las mezclas asfálticas. El objetivo de esta investigación fue comparar las propiedades del asfalto original y el asfalto envejecido así como el módulo dinámico de las mezclas asfálticas. Se simuló el envejecimiento a largo plazo mediante el uso de la Cámara de Envejecimiento a Presión (PAV). Se utilizaron las metodologías Marshall y RAMCODES para determinar la fórmula de trabajo; los valores de módulos dinámicos de las mezclas diseñadas se obtuvieron mediante el ensayo de tracción indirecta, utilizando el equipo Nottingham Asphalt Tester (NAT). Los resultados obtenidos mostraron un aumento en la rigidez de los asfaltos envejecidos, se encontró un aumento de la estabilidad y disminución del flujo en las mezclas realizadas con este tipo de ligante; en los valores de módulo dinámico, las mezclas con contenido de asfaltos envejecidos presentaron un aumento de hasta tres veces al compararlas con las mezclas realizadas con asfaltos originales.

Efectos de los atributos asociados a geometría vial, volúmenes vehiculares y velocidades en la incidencia de accidentes en una ciudad intermedia

Currently traffic accidents are the second cause of death, after homicides, in Colombia. Hence, government institutions require decision-making tools to identify and tackle the causes of traffic accidents. This research aims to determine the influence of factors related to roadway geometry and conditions, and traffic volumes and speeds on the frequency of accidents on the urban road network in the city of Ocaña (Colombia) This study took a methodological modeling approach, which included measuring variables in the field, creating an accidents database, and conducting a subsequent analysis of the data by calibrating a model based on Poisson and Negative Binomial regressions. The results showed that variables such as road width, number of intersections, pavement type, traffic volumes (broken down into motorcycles, light, and heavy vehicles), and average driving speed (50th percentile) relate to accident rates.

Actualmente en Colombia, los accidentes de tránsito constituyen la segunda causa de muerte después de los homicidios; por esta razón, las instituciones gubernamentales necesitan herramientas de decisión con las cuales sea posible conocer y atacar las causas que provocan este tipo de accidentes. La presente investigación desea determinar la influencia de los factores asociados a la geometría y entorno vial, a los volúmenes vehiculares y a las velocidades en la frecuencia de accidentes en la red vial urbana de la ciudad de Ocaña (Colombia), partiendo de un enfoque metodológico de modelación que incluye medición de variables en campo, conformación de una base de datos de accidentes y su posterior evaluación, que calibra un modelo basado en regresiones tipo Poisson y Binomial Negativa. El análisis de los resultados arrojó que variables como el ancho de calzada, número de intersecciones, tipo de pavimento, volúmenes vehiculares (desagregado en motocicletas, vehículos livianos y pesados) y la velocidad media de circulación (Percentil 50) se relacionan con las tasas de accidentes.

Monitoreo automático de servicios convergentes en un entorno Telco 2.0 basado en parámetros de QoS

The notion of converged service is based on the integration of traditional telecommunications features and Web 2.0 services. Today this concept is given special attention by the telecommunications service providers as a mechanism that allows them to expand their service portfolio and have greater market dynamism. However, these services present new challenges from the management point of view, which makes necessary to have ongoing monitoring mechanisms that allow detecting Quality of Service (QoS) constraint violations and thus, ensure proper operation. This paper introduces a monitoring scheme for converged services that is based on QoS constraints, and facilitates converged service fault-handling and operational management. It also provides an implementation through a sample converged service, which demonstrates its performance and applicability to this type of services.

La noción de servicio convergente se basa en la integración de las funcionalidades tradicionales de telecomunicaciones y los servicios de la web 2.0. Actualmente, este concepto recibe especial atención por parte de los proveedores de servicios de telecomunicaciones como un mecanismo que les permita ampliar su portafolio de servicio y, así, tener un mayor dinamismo en el mercado. Sin embargo, estos servicios presentan nuevos desafíos desde el punto de vista de su gestión y hacen necesarios mecanismos de monitoreo en tiempo de ejecución, que permitan la detección de violaciones en sus parámetros de calidad de servicio (QoS) y, así, garantizar su correcto funcionamiento. Este artículo presenta un esquema de monitoreo de servicios convergentes basado en parámetros de QoS, el cual facilita la detección de fallos y una apropiada gestión. También se proporciona una implementación del esquema a través de un servicio convergente de ejemplo que permite demostrar su rendimiento y su aplicabilidad a este tipo de servicios.

Modelo de intercambio de objetos de aprendizaje entre plataformas LCMS mediante agentes

Currently, there are a variety of digital resources hosted on the Internet, based on access points such as digital libraries and repositories. The majority of strategies to store information are used by specialized documentation centers, academic institutions, and databases of regional development policies. These entities have been directing their efforts to improve the access over a collection of digital resources for academic and professional purposes. There is still a lot of educational material that is hosted on content management tools known as Learning Content Management System (LCMS); however, those tools do not perform the corresponding indexing of digital resources for the use of repositories. In fact, this requirement reduces the access to digital resources even from the inside of each academic institution, losing coverage and recognition in other learning environments. Moreover, this factor also limits the enrichment and linking of related academic material. Then, strategies such as Linked Data cannot be extensively used to share digital resources. Therefore, this article aims to devise an indexing strategy to manage digital resources hosted in different LCMS by defining services that facilitate the exchange of digital resources and their reuse. Case Study: Efront and Moodle platforms.

Actualmente existe una gran variedad de recursos digitales alojados en Internet a partir de puntos de acceso como bibliotecas digitales y repositorios. La mayoría de estas estrategias, definidas por centros de documentación especializados, instituciones académicas e iniciativas o planes de acción regionales, han estado orientando sus esfuerzos a facilitar el acceso a materiales con fines de uso académicos o profesional. Sin embargo, existe todavía una gran cantidad de materiales educativos que se encuentran alojados en herramientas de gestión de contenidos conocidas como LCMS, y que carecen de una indexación en sus recursos a partir del uso repositorios. Esta necesidad reduce su uso, exclusivamente dentro de cada institución y pierden alcance y reconocimiento en otros ambientes de aprendizaje con mayor cobertura para su reutilización. Este aislamiento también limita el enriquecimiento y vinculación de material académico relevante en un área de conocimiento específico mediante el uso de estrategias como Linked Data. Por lo tanto, el artículo se orienta a plantear una estrategia para la indexación de recursos digitales alojados en diferentes LCMS mediante la definición de servicios que faciliten el intercambio de recursos digitales y su posterior reutilización. Caso de estudio: plataformas Efront y Moodle.

Hacia un sistema humedal-construido/tanque-regulador para el aprovechamiento de aguas lluvias en una cuenca experimental de Colombia

This paper presents the overview of the Pontificia Universidad Javeriana Bogotá (PUJB) RWH (rainwater harvesting) experience. In Colombia, few researches have developed projects for RWH; and no researches have considered SUDS (Sustainable Urban Drainage Systems) for RWH purposes. The PUJB's RWH project was a result of a research process that started within the campus in 2007, by the research group Ciencia e Ingeniería del Agua y el Ambiente (from the same university), within the framework of the PUJB Environmental Management Plan and the collaboration of the Physical Resources Office (PRO) of the University. The chosen technology, constructed-wetland/ reservoir-tank (CWRT), collects stormwater runoff from a university parking building (3,776 m²), the soccer field and the areas that surround the system (14,816 m²). Recently, a monitoring program focused on the main changes of the stormwater quantity of the system was launched. The first results show that the CWRT fulfils its purpose in terms of peak and volume runoff attenuation. Additionally, the system can be seen as a full-scale laboratory to study the biodiversity and ecological impacts within the hydrological and hydraulic processes too.

Este artículo presenta el panorama general del proyecto de aprovechamiento de aguas lluvias (AALL) de la Pontificia Universidad Javeriana Bogotá (PUJB). En Colombia se han desarrollado algunas investigaciones que contemplan el AALL, pero no se han desarrollado investigaciones que consideren sistemas urbanos de drenaje sostenible para este propósito. El proyecto de AALL de la PUJB es el resultado de un proceso de investigación desarrollado desde el 2007 por el grupo de investigación Ciencia e Ingeniería del Agua y el Ambiente, dentro del marco del proyecto de gestión ambiental de la PUJB y con el apoyo de Oficina de Recursos Físicos. La tecnología escogida, humedal-construido/tanque-regulador (HCTR), recoge la escorrentía de un edifificio de parqueaderos de la universidad (3776 m²), de la cancha de fútbol y de las áreas alrededor del sistema (14 816 m²). El HCTR cuenta con un programa de monitoreo encargado de registrar los cambios del agua en términos de cantidad. Los primeros resultados del comportamiento del HCTR muestran que el sistema cumple su propósito, en cuanto a atenuación del pico y del volumen de escorrentía. Adicionalmente, este sistema puede verse como un laboratorio a escala real para estudiar la biodiversidad y los impactos ecológicos dentro de procesos hidrológicos e hidráulicos.