Ingeniería y competitividad

Futuro de las publicaciones científicas en Colombia

Engine data collection and development of a pilot driving cycle for Pereira city by using low cost diagnostic tools

Abstract The objective of this paper is to present a methodology designed to develop a driving cycle to model traffic in the Pereira city in Colombia. Under the scope of this pilot work, four different gasoline passenger cars furnished with real time datalogging equipment were used to collect speed-time data under actual traffic along Pereira urban area. The speed-acceleration characteristics were analyzed, and target driving parameters were defined and evaluated. The designed method for building the driving cycle was then applied. As a result, a simple driving schedule for analyzing propulsion, fuel consumption rate, and emission control strategies of automobiles under Pereira downtown conditions has been proposed. Under the scope of the same project, was also studied the utility of the engine specific data collected during the vehicle operation for the purposes of engine performance assessment.

Resumen El objetivo de este trabajo es presentar una metodología para la obtención de un ciclo de conducción representativo del tráfico en la ciudad de Pereira, Colombia, usando herramientas de bajo costo. Se escogieron cuatro vehículos equipados con sistemas de registro de velocidad y aceleración para circular en uno de los corredores viales más congestionados de la ciudad. Las características de velocidad y aceleración fueron analizadas y se evaluaron y definieron los parámetros de conducción. Se diseñó un método para construir el ciclo de conducción y se construyó el ciclo. Como resultado, se obtuvo un ciclo simple de conducción que puede servir de referencia para el análisis de consumo de combustible y diseño de estrategias para control de emisiones de automóviles bajo las condiciones de operación en la zona urbana de Pereira. En el ámbito del mismo proyecto, también se estudió la utilidad de la información recolectada, con herramientas de diagnóstico de bajo costo, durante la operación de los vehículos para propósitos de evaluación del desempeño de los motores.

Remote-3DD: a new remote homology detection method that uses physicochemical properties

Abstract In this paper, we present a new method for remote homology detection called remote-3DD. The proposed method combines predicted contact maps and distributions of the interaction matrices. Predicted contact maps approximate the 3D shape of a protein based on its primary structure. On the other hand, an interaction matrix allows representing a protein by using the physicochemical properties of its amino acids. The remote-3DD method is proposed as a strategy to improve the accuracy of the remote-C3D method, which uses contact maps alone. In this paper, we hypothesize that we can improve the accuracy of the remote-C3D method by including physicochemical properties. The results show that the accuracy of the remote-3DD method is higher than the accuracy of the composition-based methods and in some cases comparable with the accuracy of the profile-based methods. In addition, the results also show that the remote-3DD method achieves higher accuracy values than the remote-C3D method when considering the same number of models and size of submatrices.

Resumen En este artículo se presenta un nuevo método para la detección de homólogos remotos, llamado remote-3DD, que combina mapas de contacto predichos y una distribución de los valores en las matrices de interacción. Los mapas de contacto predichos son una aproximación de la forma 3D de proteína que se puede obtener a partir de su estructura primaria. Por su parte, una matriz de interacción permite representar una proteína a partir de las propiedades fisicoquímicas de los aminoácidos que la conforman. Remote-3DD se propone como una estrategia para mejorar la exactitud del método remote-C3D en el cual se utilizan solamente mapas de contacto. La hipótesis que se plantea en este artículo es que se puede mejorar la exactitud del método remote-C3D al incorporar las distribuciones de la matriz de interacción. Los resultados de las pruebas muestran que el método remote-3DD alcanza una exactitud mayor que los métodos basados en composición y en algunos casos una exactitud comparable con los métodos basados en perfiles. Además, las pruebas permiten demostrar que el método remote-3DD, en general, presenta exactitudes mayores que el método remote-C3D cuando se utiliza la misma cantidad de modelos y tamaños de submatrices.

Pt and Pd on activated carbon for oxidation of 5-hydroxymethylfurfural to 2,5-furandicarboxylic acid

Abstract The liquid phase transformation of 5-hydroxymethylfurfuraldehyde (5-HMF) towards 2,5-furandicarboxylic acid (2,5-FDCA) using Pt and Pd catalysts supported on activated carbon and with the presence of CaCO3 and NaOH, is reported. The catalysts were characterized using different techniques, such as: H2 chemisorption at room temperature, X ray photoelectronic spectroscopy (XPS) and thermogravimetric analysis (TGA). The results indicate that the particle size followed the order: PtCl/C < PdCl/C < PdN/C, which is closely related to the catalytic behavior. It was found that the metal particles are present in the Pd0 and Pt0 form. PtCl/C was most active catalyst using CaCO3 as weak base.

Resumen En este trabajo se estudió la transformación en fase líquida de 5 hidroximetilfurfural (5-HMF) a ácido 2,5-furandicarboxilico con el uso de catalizadores de Pt y Pd soportados en carbón activado con la presencia de NaOH ó CaCO3. Los catalizadores fueron caracterizados por quimisorción de H2 a temperatura ambiente, espectroscopia de rayos X (XPS) y análisis termogravimétrico (TGA). Los resultados indican que el tamaño de partícula de los catalizadores sigue el orden PtCl/C < PdCl/C < PdN/C el cual está estrechamente relacionado con la actividad catalítica. Se encontró que las partículas metálicas están presentes como especies de Pd0 and Pt0. Siendo el catalizador de Pt-Cl/C con el uso de CaCO3 como aditivo.

Characterization of activated carbon synthesized at low temperature from cocoa shell (Theobroma cacao) for adsorbing amoxicillin

Abstract The aim of this research was synthesize and characterize activated carbon obtained at low temperature from cocoa peel (Theobroma cacao), modified with zinc chloride (ZnCl2) for its subsequent use in the removal of amoxicillin. The biomass was characterized by elemental analysis and the activated carbon was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and Surface Area Analysis (BET) in order to determine the chemical composition, morphological and structural characteristics. For the assays of amoxicillin molecular adsorption, was used an aqueous solution of contaminant at 20 ppm, with pH 6 and 9, to which was added 5 g of adsorbent material impregnated with ZnCl2 at 1:3 and 1:4 ratios. These carbons reached surface areas of 287.5 m2/g and 205.4 m2/g, respectively, with average pore sizes from 3 to 4 nm. The percentage of amoxicillin removal was influenced by the pH of the solution to be treated, reaching the highest percentages of adsorption when the pH was acid; removal values achieved for activated carbon 1:3 were 75.4 % and 67.2 %, while for the activated carbon 1:4 were 65.2 % and 56.7 % for solutions at pH 6 and 9, correspondingly. It concludes that the activated carbon obtained at low temperature has potential to remove amoxicillin in aqueous solution and becomes a good alternative due to the availability of the residue.

Resumen El objetivo de la presente investigación fue sintetizar y caracterizar carbón activado obtenido a baja temperatura a partir de la cascara de cacao (Theobroma cacao), la cual se modificó con cloruro de zinc (ZnCl2) para su uso en la remoción de amoxicilina. La biomasa fue caracterizada mediante análisis elemental y el carbón activado mediante microscopia electrónica de barrido (SEM), difracción de rayos X (DRX) y análisis de área superficial (BET) con el fin de determinar la composición química, las características morfológicas y estructurales. En los ensayos de adsorción molecular de amoxicilina se utilizó una solución acuosa con una concentración de 20ppm del contaminante a pH 6 y 9, a la cual se le agregó 5g del material adsorbente impregnado con Cloruro de zinc a relaciones 1:3 y 1:4. Para los carbones activados 1:3 y 1:4 se alcanzaron áreas superficiales de 287,5 m2/g y 205,4 m2/g respectivamente, con tamaños de poro promedio de 3 a 4 nm. El porcentaje de remoción de amoxicilina se vio influenciado por el pH de la solución a tratar, alcanzándose los mayores porcentajes a pH ácidos, los valores de remoción alcanzado para el carbón activado 1:3 fueron de 75,4% y 67,2%, mientras que para el carbón activado 1:4 fueron 65,2% y 56,7% para las soluciones pH 6 y 9, respectivamente. Se concluye que el carbón activado obtenido a baja temperatura es un buen material para remover amoxicilina en solución.

Part-of-speech tagging with maximum entropy and distributional similarity features in a subregional corpus of Spanish

Abstract The present research study has used two state-of-the-art Spanish taggers with the primary goal of automatically tagging for POS a strictly assembled collection of unstructured text aimed at assisting a number of linguistic tasks, the subregional Mexican Corpus del Habla de Baja California (CHBC). These taggers, a Maximum-Entropy-based one and another one that adds to this statistical construct distributional similarity features, have recently been released but were missing an accuracy rate. Therefore, the second goal of this article is to evaluate and provide attested accuracy figures for the language models behind these taggers. In order to achieve these two goals, this article has proposed a novel, reduced tag set, which has also been proven useful for the goals here pursued. On a sample of almost 11,000 words and more than 12,500 tags for two genres (written text and transcribed oral speech), the Maximum Entropy tagger and the tagger with Maximum Entropy plus distributional similarity features have achieved results of 97.2% and 97.4%, respectively. By comparing these figures to a human ceiling or gold standard of 97.1%, also attested here, it is clear that the results of both taggers are competitive even when applied to an external data collection for which they have not been previously trained or tuned for. This is particularly important because under these kinds of experimental conditions taggers performance has been shown to deteriorate.

Resumen Con el objetivo primario de etiquetar automáticamente las categorías gramaticales en una colección de texto no estructurado, la cual fue diseñada para asistir en una serie de tareas lingüísticas, esta investigación ha utilizado dos etiquetadores automáticos de primera generación para el español. Estos etiquetadores han sido aplicados al Corpus del Habla de Baja California (CHBC) que cubre una subregión de México. Los dos etiquetadores, uno basado en el principio de Máxima Entropía y el otro que le suma a este modelo estadístico rasgos de similitud distribucional, son de reciente introducción y no se ha ofrecido un rango de precisión para los mismos. Por tanto, este artículo ha tenido como segundo objetivo el evaluar y proveer una cifra de precisión comprobada para los modelos de lenguaje que subyacen a los etiquetadores en cuestión. Con la finalidad de lograr estos dos objetivos, este artículo ha propuesto un etiquetario reducido, el cual también ha resultado de utilidad en la búsqueda de estos objetivos. Aplicados a una muestra de alrededor de 11,000 palabras y más de 12,500 etiquetas gramaticales para dos géneros (texto escrito y discurso oral transcrito), los dos etiquetadores, el de Máxima Entropía y el que suma a ésta los rasgos de similitud distribucional, han obtenido resultados de 97.2% y 97.4%, respectivamente. Al comparar estas cifras con el criterio estándar de 97.1% obtenido entre anotadores humanos, los resultados de ambos etiquetadores se muestran competitivos, incluso al aplicarlos a una colección de datos externa para la cual no han sido previamente entrenados o calibrados. Esto es particularmente importante porque en este tipo de condiciones experimentales se ha encontrado que el desempeño de los etiquetadores puede deteriorarse.

Identification of movement intention of gait on various terrains -a bioinspired approach-

Abstract In this paper we propose an approach to the neuromotor language of the transfemoral amputee user. We do this by identifying the user’s intention from the perception of both internal and external manifestations (to be explained into a next section) of Fixed Action Patterns (FAPs, by making use of artificial proprioception and exteroception of the prosthesis. The formalization of a General Expression of the Rhythmic Gesture, generation procedures for artificial FAPs, and a Response Algorithm for Gestures Development are presented. By identifying the user’s intention through proprioceptive and exteroceptive information, the prosthesis discriminates between repertories of artificial FAPs and chooses the most suitable one to meet the users’s requirements. Experimental data of tests carried out in healthy and amputee individuals showed high performance on identification (97.06 % of true identifications) of the user’s intention and good tracking of gestures such as gait, walking up stairs, down stairs, up hill and down hill, independently of the speed of execution of the gesture.

Resumen En este documento se propone una aproximación al entendimiento del lenguaje neuromotor de una persona con una amputación por encima de rodilla, mediante la identificación de su intención de movimiento a partir de la percepción de las manifestaciones tanto internas como externas de los Patrones de Acción Fija (PAF) mediante el uso de una propiocepción artificial y la exterocepción de su prótesis durante el desarrollo de diferentes gestos (marcha, subir y bajar escaleras y subir y bajar rampas). Se presentan la formalización de una expresión General del Gesto Rítmico, los procedimientos para la generación de PAF artificiales y un Algoritmo de Respuesta ante el Desarrollo de Gestos. Mediante la identificación de la intención del usuario a través de la información propioceptiva y exteroceptiva, la prótesis discrimina entre un repertorio de PAF artificiales y selecciona el más adecuado para satisfacer las necesidades de movimiento del usuario. Los datos experimentales de las pruebas desarrolladas en individuos sanos y amputados mostraron un alto desempeño en la identificación de la intención del usuario (97.06% de identificaciones correctas) y un buen seguimiento de los gestos de movimiento independientemente de la velocidad con que fueron ejecutados.

Effect of the milk-whey relation over physicochemical and rheological properties on a fermented milky drink

Abstract The effect of the milk-whey relation over the physicochemical properties (pH, total acidity, soluble solids and syneresis) and rheology (deformation rate, apparent viscosity, flow behavior index and consistency index) of a fermented dairy drink was studied. A completely randomized experimental design of two factors: percentage of whey (0, 5, 10 and 15% w/w) and type of milk (whole and skim) was used. The significance was determined using an analysis of variance (ANOVA). All properties analyzed except pH had statistically significant differences (P<0.05). The use of whole milk in comparison to skim milk generated an increase in soluble solids and viscosity of the beverage but caused a decrease in acidity and syneresis. The growth in whey concentration increased syneresis and apparent viscosity but decreased soluble solids and consistency index. The changes in properties are related to the contribution of fat from milk and the contribution of calcium and phosphate from whey, affecting both the interaction between the casein micelles and the water retention capacity, which changes the composition and fluidity of the beverage.

Resumen Se estudió el efecto de la relación leche-lactosuero sobre las propiedades fisicoquímicas (pH, acidez total, sólidos solubles y sinéresis) y reológicas (velocidad de deformación, viscosidad aparente, índice de comportamiento al flujo e índice de consistencia) de una bebida láctea fermentada. Se utilizó un diseño experimental completamente al azar de dos factores: porcentaje de lactosuero (0, 5, 10 y 15% p/p) y tipo de leche (entera y descremada). La significancia se determinó mediante un análisis de varianza (ANOVA). Todas las propiedades analizadas excepto el pH presentaron diferencias estadísticamente significativas (P<0,05). El uso de la leche entera en comparación con la leche descremada generó un incremento en los sólidos solubles y en la viscosidad de la bebida, pero causó una disminución en la acidez y la sinéresis. El incremento en la concentración de lactosuero aumentó la sinéresis y la viscosidad aparente pero disminuyó los sólidos solubles e índice de consistencia. Los cambios en las propiedades se relacionan con el aporte de grasa que realiza el tipo de leche y la contribución de calcio y fosfato que efectúa la adición de lactosuero, afectando tanto la interacción entre las micelas de caseína como la capacidad de retención de agua, que resulta en cambios en la composición y fluidez de la bebida.

Influence of raw materials and forming technique in the manufacture of stoneware ceramic

Abstract Clay-rich materials and limestone from mines close to the metropolitan area of Cucuta together with materials obtained after firing process of ceramic products (chamotte) were used to form samples of ceramic tiles using extrusion and pressing. Once the ceramic process was finished (with firing temperatures between 1050 °C and 1250 °C), the effect of different ceramic pastes on technological characteristics, such as mechanical resistance to flexion, deep abrasion and percentage of water absorption, was evaluated according to the Colombian technical standard. Samples were characterized using X-ray diffraction, X-ray fluorescence and scanning electron microscopy to identify effects caused by presence of raw materials and the type of molding used. The results show that mineralogical composition and forming technique have an impact on the technological properties of the resulting material. Also it can be seen that for mixtures of raw materials employed in the study, the extrusion technique allows faster glassy phase formation, however this molding technique could be one of the reason for faster recrystallization at high temperatures. The best values for the technological properties were found at temperature of 1150 °C.

Resumen Se empleó material arcilloso y caliza proveniente de minas cercanas a la zona metropolitana de Cúcuta, así como el material de rotura después del proceso de cocción de productos cerámicos (chamota) para la conformación de probetas de baldosas cerámicas mediante las técnicas de extrusión y prensado. Una vez realizado el proceso cerámico (con temperaturas de cocción entre 1050°C y 1250°C), se evaluó el efecto de las diferentes mezclas preparadas sobre las propiedades tecnológicas de resistencia mecánica a la flexión, abrasión profunda y porcentaje de absorción de agua de acuerdo a la norma técnica colombiana. Los productos cocidos fueron caracterizados mediante difracción de rayos X, fluorescencia de rayos X y microscopía electrónica de barrido a fin de evidenciar efectos causados por las materias primas y el tipo de moldeo empleado. Los resultados obtenidos dejan ver la existencia de un efecto de la composición mineralógica de las muestras y de la técnica de conformado sobre la propiedades tecnológicas analizadas al momento de elaborar cerámicos gresificados. Se evidenció que para las mezclas de materias primas utilizadas, la técnica de extrusión permite una más rápida formación de fase vítrea y contribuye a una recristalización más rápida en altas temperaturas. Los mejores valores para las propiedades tecnológicas analizadas fueron encontrados en la temperatura de 1150°C.

Proposal of a bootstrapping methodology to calculate reliability indexes

Abstract This study proposes an algorithm to simulate population samples, supported by the Monte Carlo and Bootstrap methods, where the sample size is not representative of the universe being studied. This scenario is characteristic of investigation processes or events which span a long time period. This study developed an example with real-life data collected from a harvesting machine, calculating the lifetime reliability gamma index for a hydraulic element. The implementation of the algorithm was developed with the mathematical assistant MATLAB and the block diagram is shown at work. From the analysis of the results it is conclusive that, when the sample size being studied is very small, the proposed methodology is appropriate to estimate the necessary probabilistic distribution and therefore allows to estimate the confidence interval of the reliability index that is being sought.

Resumen En el trabajo se hace una propuesta de algoritmo para la simulación de muestras poblacionales basado en los métodos de Monte Carlo y Bootstrap, cuando el tamaño de la muestra no es representativo para el universo estudiado. Tal necesidad es característica en las investigaciones de procesos o eventos cuyo intervalo de ocurrencia es muy amplio. En el trabajo se desarrolla un ejemplo a partir de datos reales recolectados de una máquina cosechadora a la cual se le calculó el índice de fiabilidad Vida Útil Gamma a uno de sus elementos hidráulicos. La implementación del algoritmo se desarrolló con el asistente matemático MATLAB y el diagrama de cálculos se muestra en el trabajo. Del análisis de los resultados se concluye que para investigaciones donde el tamaño de la muestra no sea representativa es útil aplicar la metodología propuesta para la estimación de las funciones de distribución necesarias y con ello estimar los intervalos de confianza de los indicadores buscados.

Water footprint messure method for tilapia, cachama and trout production: study cases to Valle del Cauca (Colombia)

Abstract The pisciculture sector in Colombia, has grown 13% annually between 1988 and 2013, and it is the sixth major water user. Considering the influence that pisciculture has over the water resources, the water footprint of pisciculture was studied as a sustainability indicator, a method was developed to estimate the water footprint of the sector, which include not only the direct and indirect components, but also the green, blue and grey water footprint. The method was applied to the three most produced species in the country: tilapia (Oreochromis mossambicus), cachama (Piaractus brachypomus) and trout (Oncorhynchus mykiss), to corresponding case studies in Valle del Cauca, Colombia. It was found that the water footprint of tilapia culture is 5,486 m3/Ton, cachama culture is 6,193 m3/Ton, and trout culture is 19,854 m3/Ton. The highest total water footprint for tilapia was that of the concentrated feed, followed by the blue water footprint, associated with the amount of water that remains stored in the ponds, whereas for the cachama and trout, the highest water footprint was grey, due to the high concentrations of solids and nutrients present in fish excretions and unconsumed feed.

Resumen El sector piscícola en Colombia creció en promedio 13% anual de 1988 a 2013 y es el sexto mayor usuario de agua en el país. Considerando la presión que ejerce la producción piscícola sobre las fuentes de agua, se estudió la huella hídrica (HH) de la piscicultura como un indicador de sostenibilidad. Para ello se desarrolló una metodología que mide la HH en el sector, que incluye sus componentes directos e indirectos, así como las huellas hídricas verde, azul y gris. La metodología se aplicó a las tres especies piscícolas más producidas en el país: tilapia (Oreochromis mossambicus), cachama (Piaractus brachypomus) y trucha (Oncorhynchus mykiss), para sendos casos de estudio en el Valle del Cauca, Colombia. Se encontró que la HH total del cultivo de tilapia es de 5,486 m3/Ton, la del cultivo de cachama de 6,193 m3/Ton y la del cultivo de trucha de 19,854 m3/Ton. La huella hídrica total más alta para la tilapia fue la del alimento concentrado, seguida por la huella hídrica azul, asociada a la cantidad de agua que permanece almacenada en los estanques; en la cachama y trucha la mayor huella hídrica total fue la gris, relacionada con las altas concentraciones de sólidos y nutrientes, presentes en las excretas de los peces y en el alimento concentrado no consumido.

Attachment factor determination in upflow gravel filter in layers

Abstract This paper describes the process for determining the attachment factor in an upflow gravel filter in layers UGFL. The study was carried out in a pilot filter fed with natural water for influent turbidity between 15-70 NTU and operating with three filter velocities (vf) applying the trajectory theory model approach looking at total suspended solids and particle size removal. In a UGFL sedimentation represents the main particle removal mechanism but the findings clearly show that attachment and flow velocities also have a significant role. Progressive reduction of smaller particles with small media size along the filter height was observed. Single collector efficiencies increased with decreasing vf. Attachment factors for each gravel size calculated by the model were highest for gravel size of 6.4 mm for vf 0.75 and 1.0 m/h.

Resumen Este artículo describe el proceso para determinar el factor de adherencia en un filtro de grava de flujo ascendente en capas UGFL. El estudio se llevó a cabo en un filtro piloto alimentado con agua natural para turbiedad de entrada entre 15-70 UNT y operando con tres velocidades de filtración (vf) aplicando el modelo de la teoría de las trayectorias, considerando la remoción de sólidos suspendidos totales y el tamaño de partícula. En un UGFL la sedimentación representa el principal mecanismo de remoción de partículas, pero los resultados muestran claramente que el factor de adherencia y las velocidades de filtración también tienen un papel importante. Se observó una reducción progresiva de partículas pequeñas para reducidos tamaños de grava a lo largo de la altura del filtro. Las eficiencias del colector aumentaron con la disminución de la vf. Los factores de adherencia calculados por el modelo para cada tamaño de grava fueron mayores para tamaño de grava de 6.4 mm para las vf de 0.75 y 1.0 m/h.

Determination of optimal conditions for obtaining phosphate fertilizer from cuban phosphoric rock

Abstract In order to reach food security in the country, it is necessary to intensify the production of fertilizers in a sustainable manner in order to obtain increases in productivity, generate economic profits, and increase the use of national raw materials to reduce imports. For these reasons it is necessary to determine the optimum conditions for the process of obtaining Single Superphosphate (SFS), from the phosphate rock and sulfuric acid at lab scale, and thus determine the values of the variables which intervene in that process and assure the maximum quality of the product. To carry out the research, the rotational centered factorial design 22 with star points was used in 13 experimental runs and an experiment matrix was elaborated with the independent variables, acid / rock ratio and percentage of sulfuric acid, in the range of 1.61-2.06 and 65% -75% respectively. As a result it was obtained that the optimum parameters in the range studied for the benefited Cuban rock are: H2SO4 concentration of 72% and acid / rock ratio of 2.02. The quality indexes of the Superphosphate Simple cured obtained with the optimum parameters are: assimilable phosphorus content of 12.28%, humidity 8.21% and free acidity 2.05%; acting in accordance with international product specifications.

Resumen Con la finalidad de lograr la seguridad alimentaria en el país, es necesario intensificar de manera sostenible la producción de fertilizantes para obtener incrementos de productividad y generar ganancias económicas, potenciando el uso de materias primas nacionales para disminuir las importaciones. Es por ello que, en este trabajo se realizó el estudio de la determinación de las condiciones óptimas del proceso de obtención de Superfosfato Sencillo (SFS) a escala de laboratorio, a partir de la roca fosfórica y el ácido sulfúrico y con ello determinar los valores de las variables que intervienen en el mismo, y que aseguren la máxima calidad del producto. Para la realización de la investigación se utilizó el diseño factorial centrado rotacional 22 con puntos estrellas en 13 corridas experimentales y se elaboró una matriz de experimentos con las variables independientes, relación ácido/roca y porcentaje de ácido sulfúrico, en el intervalo de 1.61-2.06 y 65%-75% respectivamente. Como resultado se obtuvo que los parámetros óptimos en el intervalo estudiado para la roca cubana beneficiada fueron: concentración de H2SO4 de 72% y la relación ácido/roca de 2.02. Los índices de calidad del Superfosfato Sencillo curado obtenido con los parámetros óptimos son: contenido de fósforo asimilable de 12.28%, humedad 8.21% y acidez libre 2.05%; cumpliendo de forma general con especificaciones internacionales del producto.

Modeling and experimental evaluation of a non-isothermal photocatalytic solar reactor: temperature effect on the reaction rate kinetics

Abstract Mathematical modeling and experimental evaluation of temperature effects on photocatalytic degradation process and kinetic of a standard pollutants using solar radiation and suspended titanium dioxide were performed in a CPC reactor at pilot scale. The model of the system includes mass balance of the batch reactor with recycle, based on global isotropic parameters. The incident radiation was modeled using empirical models adjusted using experimental data from environmental reports and optimization algorithms in function of atmospheric variations. The effect of scattering-absorption of radiation inside the reactor was estimated by solving the radiative transfer equation. The effect of the temperature was modeled using a thermal balance coupled to heat transfer equations. The kinetic implemented model was a generalized model with a modification of the Arrhenius equation. It was found that the temperature affected the reaction rates by varying the oxygen concentration during the reaction. Process performance was improved under normal operating conditions without temperature control. The mathematical model and the established solution algorithm were highly predictive, generating correlation coefficients of 0.99 and errors below 2.5%.

RESUMEN El modelado matemático y evaluación experimental de los efectos de la temperatura sobre la cinética de degradación fotocatalítica de una sustancia patrón utilizando radiación solar y dióxido de titanio suspendido fueron realizados en un reactor CPC a escala piloto acoplado a un intercambiador de calor para el control de la temperatura del sistema. El modelo del sistema incluye el balance de masa del reactor discontinuo con reciclado, basado en parámetros isotrópicos globales. La radiación incidente se modeló utilizando modelos empíricos ajustados utilizando datos experimentales de informes ambientales y algoritmos de optimización en función de las variaciones atmosféricas. El efecto de dispersión-absorción de la radiación dentro del reactor se estimó mediante la resolución de la ecuación de transferencia radiativa. El efecto de la temperatura se modeló usando un balance térmico acoplado a ecuaciones de transferencia de calor. El modelo cinético aplicado fue modificado con la ecuación de Arrhenius. Se encontró que la temperatura afecta las velocidades de reacción por la variación de la concentración del oxígeno durante la reacción. El desempeño del proceso se mejora a condiciones normales de operación, sin control de temperatura. El modelo matemático y el algoritmo de solución establecidos son altamente predictivos, generando coeficientes de correlación de 0.99 y errores menores al 2.5%.

The fading of borders: The integrality of knowledge

Resumen En este artículo se presenta una mirada sobre la necesidad de incorporar en nuestro accionar como profesionales el concepto de la integralidad para combinar esfuerzos desde diferentes especialidades y disciplinas. Esto como respuesta a la aparición de problemáticas que requieren de trabajos multidisciplinares, interdisciplinares y transdisciplinares. Se presenta, igualmente, el caso focal que nos atañe como ingenieros y es la relación de las ingenierías con las ciencias de la salud.

Abstract This article presents the visual about the need to incorporate in our work as professionals the integrality, the combination of efforts from different specialties and disciplines, this as a response to the emergence of problems that require multidisciplinary, interdisciplinary and transdisciplinary work. It also presents the focal case that concerns us as engineers and is the relationship of engineering with the health sciences.