Ingeniería y competitividad

FACULTAD DE INGENIERÍA 70 AÑOS

Evaluación termal de 6 pozos de la parte central de la cordillera oriental (Colombia), a partir de paleogeotermas: implicaciones sobre la historia térmica y los hidrocarburos

Las paleotemperaturas de seis pozos se calcularon a partir de la reflectancia del maceral vitrinita. La paleogeoterma (paleotemperatura vs. profundidad) de cada pozo se comparó con el gradiente geotérmico actual de cada zona. La interpretación se basó en los casos hipotéticos de estimación de gradiente geotérmico y en perfiles térmicos asociados con el flujo de fluidos en sistemas activos de energía geotérmica. En algunos pozos, la paleogeoterma parece indicar que el enterramiento es el factor que causó el cambio del rango de la materia orgánica; en otros pozos, un gradiente de la paleogeoterma mayor a lo normal podría indicar influencia a partir del incremento del flujo basal de calor; en la mayoría de los pozos, la irregularidad de la paleogeoterma se puede explicar a partir de procesos hidrotermales asociados posiblemente con intrusiones y/o paleo flujo regional. El análisis de la paleotemperatura confirma la presencia de anomalías en el rango de la materia orgánica en la parte central de la Cuenca Cordillera Oriental, como resultado probablemente de flujos regionales asociados a efectos topográficos y fenómenos geológicos como, fallas, fluidos hidrotermales, enterramiento y orogenia que aumentaron la madurez de la materia orgánica en las rocas y posiblemente afectaron y transportaron los hidrocarburos

The paleotemperatures in six wells were calculated from the reflectance of the maceral vitrinite. The paleogeotherm (paleotemperature vs. depth) for each well was compared with the present geothermal gradient. The interpretation of these comparisons was based on hypothetical cases of estimation of geothermal gradient and thermal profiles associated with the flow of fluids in active geothermal systems. As a result, in some wells, the paleogeotherm seems to indicate that burial was the key factor in changing rank of the organic matter; in other wells, a higher than normal gradient could indicate heat flow at the base of the basin; in most wells, an irregular paleogeotherm could be explained through hydrothermal process associated to intrusions and paleo regional flow. The paleotemperature analyses of the wells confirm the rank anomalies of the organic matter in the central part of the Eastern Cordillera Basin, possible related to regional flow as a result of geological phenomenon such as faults, hydrothermal fluids, burial and orogeny that acted in the past and increased the maturity of the organic matter in the rocks and possibly affected and transported the hydrocarbons

Analysis of intercity travel demand by combining sources of preference data

El transporte por carretera es la única alternativa disponible para los viajes interurbanos con origen o destino a la ciudad de Ocaña (Norte de Santander - Colombia). Condiciones indeseables como derrumbes y pérdidas de banca en carreteras, bloqueos ilegales por orden público y accidentalidad, provocan aislamientos totales o temporales en las vías de acceso a la ciudad causando parálisis del tráfico, incomunicación y pérdidas económicas a los viajeros que desean salir o entrar a dicho municipio. Dadas estas condiciones restringidas de transporte, en la investigación se pretende modelar el comportamiento de la elección modal de transporte interurbano en el municipio de Ocaña, calibrando modelos logit usando datos de preferencias reveladas (PR) y preferencias declaradas (PD), buscando examinar la sensibilidad del comportamiento de los viajeros ante escenarios hipotéticos de elección dada la implementación de rutas en transporte aéreo que conducen a los cinco destinos más frecuentes: Bogotá, Medellín, Barranquilla, Bucaramanga y Cúcuta. Durante la investigación se encontró la significancia de interacciones entre variables asociadas al nivel de servicio, variables socioeconómicas y atributos de viaje las cuales resultaron ser relevantes al momento de realizar la elección modal dentro del contexto interurbano, además de la aceptación que tuvo el modo aéreo

Road transport is the only available alternative for intercity trips to or from the city of Ocaña (Norte de Santander - Colombia). Undesirable conditions, such as landslides and road lane losses, illegal blockades due to a lack of public order and accidents, result in temporary or total isolation of access roads to the city causing traffic jams, isolation and economic losses to travelers who want to leave or enter the municipality. Given these limited transport conditions, the research aims to model the behavior of the modal choice of intercity transport in Ocaña City, through: calibrating logit models, and using revealed preference (RP) and stated preference (SP) data. The research seeks to examine the sensitivity of travellers' behavior when faced with hypothetical choice scenarios, given the implementation of air transport routes that lead to the five most frequent destinations: Bogotá, Medellín, Barranquilla, Bucaramanga and Cúcuta. The investigation revealed the significance of interactions among variables associated with the level of service, socio-economic variables and travel characteristics, which were found to be relevant at the time of making a modal choice in an inter-city context, in addition to the acceptance of air transportation

A simple regionalization approach as an alternative to obtain rainfall data in a tropical and ungauged catchment

The availability of rainfall information with high spatial resolution is of fundamental importance in many applications in the field of water resources. Commonly, the rainfall data in developing countries are obtained by rain gauge stations. However, many studies show that traditional measures based on rain gauge stations may not reflect the spatial variation of rainfall effectively. Although satellite data have been widely used around the world, when applied to local regions the spatial resolution of these products is too coarse. In this paper, an approach to identify a downscaling method through geostatistical regionalization to improve water resources models with short spatial and temporal scales and with limited rainfall data is presented. Three different models were applied: Cokriging, Inverse Distance Weight (IDW) and Kriging. Statistical parameters such as mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE) were computed. A cross-validation process showed a better fit for most of the stations using the Cokriging method. The regionalization results were quite comparable with the rain gauge stations data. Although the model outcomes did not improve remarkably, the contribution of this approach may have the potential to provide useful rainfall data at spatial scales shorter than the present resolution

La disponibilidad de información de precipitación con alta resolución espacial es de fundamental importancia en el campo de los recursos hídricos. Comúnmente, los datos de lluvia se obtienen mediante estaciones pluviométricas. Sin embargo, investigaciones demuestran que las medidas tradicionales pueden no reflejar la variación espacial de la precipitación efectiva. Por otro lado, cuando se aplican datos de satélite a regiones locales su resolución espacial es demasiado gruesa. Este trabajo presenta un enfoque para identificar un método de reducción de escala mediante la regionalización geoestadística para mejorar los modelos de recursos hídricos que contienen escalas cortas espaciales y temporales y datos de precipitación limitada. Se aplicaron tres modelos diferentes: Cokriging, Peso Inverso de la Distancia (IDW) y Kriging. Se calcularon parámetros estadísticos como el error medio absoluto (MAE) y la raíz del error cuadrático medio (RMSE). Un proceso de validación cruzada mostró un mejor ajuste para la mayoría de as estaciones utilizando el método Cokriging. Los resultados de regionalización fueron comparables con los datos de estaciones pluviométricas. Aunque los resultados de los modelos no mejoraron notablemente, la contribución de este enfoque puede tener el potencial de proporcionar datos de precipitación útiles a escalas espaciales más cortas que la presente resolución

Hydrological analysis of historical floods in the upper valley of Cauca river: Análisis hidrológico de las crecientes históricas del río Cauca en su valle alto

The Cauca River is the main surface water source in Valle del Cauca. In the past 25 years, it has registered important flows causing floods as the ones that occurred between 2010 and 2011, whose effects passed in economic losses for the region. The aim of this paper is to carry out a hydrological analysis of historical floods of the Cauca River. The methodology was structured in three stages to identify the most influential hydro-meteorological factors: i) General description of the basin to identify the main characteristics; (ii) Analysis of the frequency of maximum events, applying probability distribution functions to series of precipitation and maximum daily flows; and iii) The hydrological characterization of floods that occurred after the Salvajina dam was constructed (1988-2011). As a result, it was identified that the most influential factor causing floods is the precipitations associated with the cool phase of El Niño-Southern Oscillation (ENSO), La Niña; it significantly affects the river's flow volume, and its tributaries

El río Cauca es la principal fuente hídrica superficial del Valle del Cauca y en los últimos 25 años ha registrado importantes crecientes causando inundaciones como las ocurridas entre el periodo 2010 - 2011, cuyos efectos repercutieron en pérdidas económicas para la región. Por tal motivo se realizó el análisis hidrológico de las crecientes históricas del río Cauca. La metodología se estructuró en tres etapas para identificar los factores hidrometeorológicos más influyentes: i) Descripción general de la cuenca para identificar las principales características; ii) Análisis de frecuencia de eventos máximos, aplicando funciones de distribución de probabilidad a las series de precipitaciones y caudales máximos diarios; y iii) Caracterización hidrológica de las crecientes posteriores a la construcción del embalse Salvajina (1988 - 2011). Como resultado, se identificó que uno de los factores más influyente en las crecientes, son las precipitaciones asociadas a la fase fría del fenómeno El Niño Oscilación del Sur (ENOS), La Niña; las cuales afectan significativamente el caudal del río y sus tributarios

Evaluation of the structural reliability of a grandstand subjected to anthropic loads

The presence of crowds in soccer stadia produce dynamic loads which can in turn induce changes to the dynamic properties of the structural system and cause vibrations that exceed admissible comfort levels. The South Grandstand of the Pascual Guerrero Olympic Stadium in Cali, Colombia, has been the traditional stand for the rowdiest groups of fans during the soccer season, making it ideal for studies on human-structure interaction and structural reliability. This paper describes the analysis of the structural reliability of the grandstand using serviceability limit states recommended in international standards,. The methodology included the characterization of the dynamic response of the structure during several soccer matches, the formulation of the load functions for people jumping, simulations of the location of spectators in the stand using fuzzy logic and the incorporation of this information in a finite element model that was updated with experimental results. Structural reliability indexes were obtained for the response of the grandstand to anthropic loads

Los estadios de fútbol son estructuras donde la actividad del público genera cargas aleatorias de magnitudes considerables que inducen cambios en las propiedades dinámicas del sistema estructural, generando vibraciones que en algunos casos superan los límites admisibles de confort. La Tribuna Sur del Estadio Olímpico Pascual Guerrero de Cali, Colombia, ha sido tradicionalmente el lugar de encuentro de grupos de hinchas durante la temporada de fútbol, convirtiéndola en el escenario perfecto para estudios sobre interacción humano-estructura y confiabilidad estructural. En este artículo se presentan los resultados del análisis de confiabilidad estructural de la Tribuna, tomando como referencia los estados límite de servicio recomendados en normas internacionales. La metodología usada consistió en la caracterización de la respuesta de la estructura durante diferentes partidos de fútbol, la formulación de funciones de carga para personas en movimiento, la simulación de la ubicación de las personas mediante lógica difusa y su posterior aplicación en un modelo en elementos finitos ajustado con resultados experimentales. Se obtuvieron los índices de confiabilidad estructural que representan el comportamiento de la Tribuna ante cargas antrópicas

Synthesis and chemical and structural characterization of hydroxyapatite obtained from eggshell and tricalcium phosphate

The eggshell is a common residue that is usually discarded without giving any use to it. In this paper the results obtained from a proposed procedure to get hydroxyapatite (HA) from eggshell are shown. The HA is a calcium phosphate which has been widely used as implant material due to the close similarity of its composition with the inorganic phase of natural bone. HA generally has a high cost and it is presented as micro and nanostructured bioceramics; the last one is a promising option for tissue engineering nanotechnology. In this study, results of X-ray diffraction (XRD) showed the hydroxyapatite production exhibiting the characteristic peaks of this material for the cubic phase fcc (111), (102), (211), and for the hexagonal phase hcp (h-211) and (h-322). From the results of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), it was possible to determine the active modes of vibration corresponding to hydroxyapatite (Ca10 (PO4)6(OH)2). From the results of scanning electron microscopy, it was determined the topography of the ceramic powder as well as its morphological distribution

La cáscara de huevo es un residuo común que generalmente se desecha sin darle uso alguno. En este trabajo se presenta una metodología experimental que usa la cáscara de huevo para obtener un biocerámico muy conocido en el campo de la ingeniería de los materiales y la biomédica, llamado hidroxiapatita (HA). La HA es un fosfato de calcio, su fórmula química es Ca10(PO4)6(OH)2 y tiene características físico-químicas muy similares a la del hueso humano, lo cual la convierte en uno de los biomateriales más usados como injertos o sustitutos para reparación ósea. Este material generalmente tiene un alto costo y se presenta en forma micro y nanoestructurada, ta última, la opción en nanotecnología más promisoria para la ingeniería de tejidos. La caracterización en este estudio incluye difracción de rayos X, en donde los difragtogramas obtenidos permiten la identificación de hidroxiapatita, con fase cúbica fcc (111), (102), (211), y la fase hexagonal hcp (h-211) y (h-322). Por otro lado se presentan resultados de espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier, en donde se determinaron los modos activos de vibración correspondientes a la hidroxiapatita. Finalmente, mediante microscopia electrónica de barrido se observó la topografía del polvo cerámico así como también la distribución morfológica obtenida

Design and construction of a device for facilitating the learning of Braille literacy system

This paper describes the design and implementation of a mechatronic device to facilitate learning of Braille literacy system, aimed primarily at children between 4 and 8 years, taking into account physical and functional aspects that guarantee comfort, motivation, permanence and accessibility Braille language. The device communicates wirelessly with a computer and it is integrated with software that serves as a tutor, telling the user that the character is being studied by an audible signal, evaluating what he writes emitting a sound of right or wrong and showing on the monitor for support staff / teacher supervises learning. The functionality of the equipment was validated visually impaired children

En este artículo se presenta el diseño e implementación de un dispositivo mecatrónico para facilitar el aprendizaje del sistema de lectoescritura Braille, orientado principalmente a niños entre 4 y 8 años, teniendo en cuenta aspectos físicos y funcionales que garanticen la comodidad, motivación, permanencia y accesibilidad al lenguaje Braille. El dispositivo se comunica inalámbricamente con un computador y está integrado con un software que sirve de tutor, indicándole al usuario el carácter que se encuentra en estudio a través de una señal auditiva, evaluando lo que él escribe, emitiendo un sonido de correcto o incorrecto y mostrándolo en el monitor para que el personal de apoyo/docente supervise el aprendizaje. La funcionalidad del equipo fue validada con niños con discapacidad visual

Degree of implementation of occupational Safety and health management systems (OSHMS), in the metalworking industries of the south-central region of Caldas - Colombia

Colombia has some mandatory regulations for all companies, regardless their business area or their economic activity respect to Occupational Safety and Health. In this project, it was reported the results of the degree of implementation of the Occupational Safety and Health Management Systems (OSHMS) with regard to the level of obligation required by law. The data was collected from Social Security Institute survey-type instrument adapted by Autonomous University of Manizales experts; and validated through pilot testing. Throughout a convenience sampling, 26 companies in the metal/ mechanical industry of the South-central region of Caldas were evaluated. Small companies showed major gaps compared to the medium and large businesses in term of the degree of implementation of the Occupational Safety and Health Management Systems (OSHMS). Features related to compliance with the requirements of appointing staff, function assigning of the Joint Committee on Occupational safety and health, well established occupational safety and health policies, well defined spaces for first aid care; and high qualified staff to design, implement and maintain the system

En términos de seguridad y salud en el trabajo Colombia cuenta con una normativa de carácter obligatorio para las organizaciones, independiente del sector y la actividad económica que realicen. El presente proyecto reporta los resultados del nivel de implementación del sistema de seguridad y salud en el trabajo con respecto al grado de obligatoriedad que exige la ley. La recolección de la información fue desarrollada mediante la aplicación de un instrumento del Instituto del Seguro Social, adaptado por expertos de la Universidad Autónoma de Manizales y validado mediante pruebas piloto. Dicho instrumento fue aplicado por medio de un muestreo por conveniencia a 26 empresas del sector metalmecánico de la región centro sur de Caldas. Las pequeñas empresas muestran brechas con respecto a las medianas y grandes en el nivel de implementación del sistema de gestión de seguridad y salud en el trabajo, en aspectos como cumplimiento en los requisitos de elección y funciones del comité paritario de Seguridad y Salud en el trabajo, política definida de Seguridad y Salud en el trabajo, espacios definidos para la atención de primeros auxilios, y personal encargado del sistema sin las competencias para diseñar, implementar y mantener el Sistema

A unified integral interpretation of thermal analysis data

Most integral methods for thermal analysis data use linear regressions based on some approximate representation of the temperature integral. But this approach is inconvenient because there are many approximations and each one can produce a different result for the same data set. This work shows how to reduce the search of kinetic parameters to a non-linear regression calculating the temperature integral through the incomplete gamma function. In this way the use of approximations is avoided and dependence of the preexponential factor on temperature can be included in the model. An isoconversional analysis of a data set available in the literature is used to explain the proposed method

La mayoría de los métodos integrales para el análisis de datos térmicos utilizan regresiones lineales, basadas en alguna representación aproximada de la temperatura integral. Pero este enfoque es inconveniente porque hay muchas aproximaciones distintas y cada una puede producir un resultado diferente para el mismo conjunto de datos. Este trabajo muestra cómo reducir la búsqueda de parámetros cinéticos a una regresión no lineal calculando la integral de temperatura con la función gama incompleta. De esta forma se evita el uso de aproximaciones, y se puede incluir en el modelo la dependencia del factor preexponencial respecto a la temperatura. Se usó un análisis isoconversional de un conjunto de datos disponible en la literatura para explicar el método propuesto

Kinetic and isotherms of biosorption of Hg(II) using citric acid treated residual materials

In this paper was studied the adsorption of Hg(II) by using lignocellulosic residual biomass from bagasse palm and yam peels, which were chemically treated with citric acid. The concentrations of Hg(II) ions in the supernatant were analyzed by the formation of the Hg(CNS)4- 2 complex, which was measured through the absorption in the ultraviolet region (281nm). It was determined that the hydroxyl and carboxyl groups present in the chemically modified biomaterials have a huge contribution in the adsorption process. We estimated a maximum capacity of adsorption about 385,80 and 356,86mg/g for citric acid treated yam peels and bagasse palm, respectively. It was also determined that the Elovich kinetic model and the Freundlich isotherm model were the best to describe the adsorption process of Hg(II) onto both biomaterials

En este trabajo se estudió la adsorción de Hg(II) a partir de biomasas residuales de bagazo de palma y cáscaras de ñame tratadas químicamente con ácido cítrico. La determinación del metal en solución fue llevada a cabo mediante la formación del complejo Hg(CNS)4- 2 que fue medido a través de absorción en la región ultravioleta (281nm). Se encontró que los grupos hidroxilo y carboxilo presentes en los biomateriales modificados químicamente son los que tienen una mayor contribución al proceso de remoción, determinándose una máxima capacidad de adsorción de 385,80 y 356,86mg/g para las cáscaras de ñame y el bagazo de palma tratadas con ácido cítrico, respectivamente. Para este sistema se encontró que el modelo cinético de Elovich y el modelo isotermal de Freundlich son los que mejor describen el comportamiento de adsorción de Hg(II) en ambos biomateriales