Ingeniería y competitividad

Diagnosis of education programs in sustainable consumption and market green policy sustainable production capital district

Abstract This article contains the results of Diagnosis of Education Programs in Sustainable Consumption and Green Marketing Promotion Strategy for Sustainable Consumption Policy Sustainable Production Capital District 1 for the corporate sector was developed. The diagnosis allowed noting from the priority actions proposed in the Action Plan 2004 Policy for Sustainable Production Capital District was compliance with the Education Program Sustainable consumption but not for Green Markets Programme, although there are other actions that enable identification of related results. In turn, the development of indicators in the medium and long term programs to publicize the Policy on Sustainable Production from the Capital District Environmental Business Management Program 2, and the promotion of the culture of the Sustainable Consumption and Markets suggests greens.

Resumen El presente artículo contiene los resultados del diagnóstico de los Programas Educación en Consumo Sostenible y Mercados Verdes de la Estrategia Promoción al Consumo Sostenible de la Política de Producción Sostenible del Distrito Capital 1 para el Sector empresarial. El diagnóstico permitió evidenciar que desde las acciones priorizadas propuestas en el Plan de acción 2004 de la Política de Producción Sostenible del Distrito Capital hubo cumplimiento del Programa de Educación en Consumo Sostenible pero no para el Programa de Mercados Verdes, a pesar de que hay otras acciones que permiten la identificación de resultados relacionados. A su vez, se sugiere el desarrollo de indicadores a mediano y largo plazo de los programas, dar a conocer la Política de Producción Sostenible del Distrito Capital desde el Programa de Gestión Ambiental Empresarial 2, y el fomento de la cultura del Consumo Sostenible y los Mercados Verdes.

Effects of the concentration of solids on the phenomenon of super-elevation in artificial curved open channels

Abstract This present study analyses the effects of the concentration of solids in the over-elevation phenomenon in a canal with a 180° curvature and a constant trapezoidal transversal section, with a firm bed, the fluid has a non-colloidal, mono-disperse distribution of relatively spherical particles of 1mm in size, thus making the rheology of the flow describable by the Einstein-Roscoe equation 1. Two stages are proposed for the development of the research; the first corresponds to physical experimentation, achieved using an artificial canal, in which 420 tests were carried out using different concentration of solids and two slopes, in order to determine the behaviour of the bi-phased flow. All of this is carried out by using experimental results and results obtained from numerical models. The data collected from the experimental process is compared to the results obtained from the theoretical models that are reported in literature. An over-elevation equation was formulated from the analysis, which can be used for the bi-phased conditions described in this article. During the second phase, numerical modelling using the TITAN2F software was carried out, where laboratory conditions are replicated. Data found from numerical modelling is compared with experimental results, with the intention of validating the numerical model that TITAN2F uses. From what is mentioned above, it was deduced that TITAN2F effectively reproduces the hydraulic phenomenon. However, it is also observed that the program has a low susceptibility to changes in the concentration of solids, due to the scale being used.

Resumen En el presente estudio se analiza los efectos de la concentración de sólidos en el fenómeno de sobre-elevación en un canal con una curva de 180° y de sección transversal trapezoidal constante, con lecho fijo, el fluido tiene una distribución monodispersa no coloidal de partículas aproximadamente esféricas de tamaño 1 mm, por lo que la reología del flujo puede ser descrita por la ecuación de Einstein-Roscoe 1. Para el desarrollo de la investigación se plantean dos fases; la primera, correspondiente a experimentación física, por medio de un canal artificial, en el que se realizaron 420 ensayos con diferentes concentraciones de sólidos y dos pendientes, para determinar el comportamiento del flujo bifásico. Todo esto se lleva a cabo comparando resultados experimentales y con resultados obtenidos de modelos numéricos. Los datos alcanzados en el proceso experimental se comparan con los resultados obtenidos a partir de modelos teóricos reportados en la literatura. A partir del análisis realizado Se formuló una ecuación de sobre-elevación, que puede ser usada para las condiciones de flujos bifásicos expuestas en este artículo. En la segunda fase se realizan modelaciones numéricas usando el software TITAN2F, donde se replican las condiciones del laboratorio. Los datos encontrados a partir de las modelaciones numéricas se compararon con los resultados experimentales, con el fin de validar el modelo numérico que utiliza TITAN2F. De lo anterior, se pudo deducir que efectivamente, TITAN2F reproduce el fenómeno hidráulico; sin embargo, se observa que el programa tiene baja susceptibilidad a cambios de concentración de sólidos debido a la escala utilizada.

Multiplying factors of Tunjuelo River

Abstract The most important sources of pollution in urban rivers are the sewage system discharges, disturbing the quality and behavior patterns of water resources. The Tunjuelo River is one of the most polluted and important stream from Bogota city, receiving numerous wastewater discharges. Therefore, its sanitation has become one of the main objectives of the environmental authority. However, in order to take action is necessary to understand the water quality behavior specifically loads patterns. This article shows the results of the load multiplier factors for total suspended solids (TSS) and biochemical oxygen demand (BOD), these factors were calculated to understand the behavior of wastewater discharges and at different points on the river. Finally, each discharge has its own characteristics that affect differently the behavior of the river downstream, resulting in a distortion in the flow pattern in most of the sampled points.

Resumen Las fuentes puntuales de contaminación más importantes en los ríos urbanos son las descargas directas del sistema de alcantarillado, además estas afectan la calidad y el patrón de comportamiento de las fuentes hídricas. El río Tunjuelo es una de las corrientes de agua más importante y contaminada de la ciudad de Bogotá, pues recibe una gran cantidad de vertimientos. Por lo anterior su saneamiento se ha convertido en uno de los principales objetivos de la autoridad ambiental, sin embargo, para poder tomar acciones es necesario entender su comportamiento. En el presente artículo se muestran los resultados de los factores multiplicadores de carga para sólidos suspendidos totales (SST) y demanda bioquímica de oxígeno (DBO), puesto que estos son el instrumento económico para el cálculo de la tasa retributiva en Colombia, los cuales fueron calculados para entender el comportamiento de las descargas de aguas residuales y el de diferentes puntos sobre el río. Finalmente, se puede observar que cada descarga tiene características propias que afectan de diferente manera el comportamiento del río aguas abajo, generando como resultado una distorsión en el patrón de flujo de los factores multiplicadores en la mayoría de puntos muestreados.

Measurement-based ray-tracing models calibration of the permittivity and conductivity in indoor environments

Abstract In this paper, we show the results of a ray launching tool for channel estimation in indoor scenario and compare it with measurements in a DVB-T system, using a Vector Network Analyzer used to obtain the Root Mean Square Delay Spread (RMS-DS), obtained from S12 parameter. We use a 10mW transmitter and make measurements in 39 different points in the scenario. Also, we show the empirical adjustments made in the constitutive parameters, in order to improve the Delay Spread results. We show that this kind of ray-based tools are very sensitive to the number of interactions considered in the model and also to the values of the constitutive parameters of the different elements in the scenario. For the low frequencies used for this work, we found also that some external elements can influence the results and must be considered for indoor simulations.

Resumen En este trabajo se muestran los resultados de una herramienta de lanzado de rayos para estimación de parámetros de canal en un escenario de interiores (Indoor) y se comparan sus resultados con mediciones realizadas con un sistema DVB-T, utilizando un equipo analizador vectorial de redes, con el que se mide el Root Mean Square Delay Spread (RMS-DS), a partir del parámetro S12. Para las mediciones se utiliza un transmisor con potencia de 10mW y se toman los valores medios de RMS-DS en 39 puntos de medida distribuidos alrededor del escenario. Se muestra también el ajuste empírico necesario realizado a los parámetros constitutivos del escenario, con el fin de mejorar los resultados en el Delay Spread. Se muestra en el artículo que este tipo de herramientas basadas en rayos son sensibles al número de interacciones consideradas en el modelo así como a los parámetros constitutivos de los materiales del escenario. Dadas las bajas frecuencias utilizadas en este trabajo, también se encuentra que algunos elementos externos al escenario pueden influir en los resultados y deben ser considerados en las simulaciones en interiores (Indoor).

Analysis of the bicycle change strategy for hilly time-trials

Abstract The uphill time-trial is a cycling race in which there is at least one mountain pass or a combination of low and high gradient sections. Usually, climbing cyclists achieve good results in uphill time-trials; however, in addition to the cyclist’s ability, the race strategy is also important for achieving good results. As part of the race strategy, the selection of the type of bicycle is important. The time-trial bicycles usually reduce aerodynamic drag while the traditional road bicycles are lighter. Taking into account the road gradient profile of the race, as part of the bicycle selection strategy, the cyclist can change the type of bicycle during the race to take advantage of each one in specific sections of the route. This paper presents a methodology for planning the bicycle change strategy for some ideal routes with simplified road gradient profiles. An optimization problem is stated to minimize the race time and to find the location on the route where the bicycle change must be done. The methodology is applied to three simplified road profiles to define if the bicycle change strategy is beneficial when different cyclist’ power output levels are analyzed.

Resumen La cronoescalada es un tipo de competencia de contrarreloj en bicicleta que se caracteriza por tener un ascenso de montaña o una mezcla de secciones planas y ascensos. En este tipo de competencia se suelen destacar los ciclistas con gran habilidad de ascenso. Sin embargo, adicional a la habilidad del deportista, la estrategia de carrera también es decisiva. Parte de la estrategia incluye la selección adecuada de la bicicleta: en general las bicicletas de contrarreloj tienen ventaja aerodinámica mientras que las bicicletas de ruta tradicionales son más livianas. Dependiendo del recorrido a realizar, una alternativa es realizar un cambio de bicicleta para aprovechar la ventaja que cada una de ellas ofrece. El objetivo del presente trabajo es planear la estrategia de cambio de bicicleta en carreras de cronoescalada. Se plantea un problema de optimización que busca minimizar el tiempo de carrera y determinar el punto de la ruta en el cual debe realizarse el cambio de bicicleta. Para tres rutas se define si la estrategia de cambio de bicicleta disminuye el tiempo de carrera para diferentes niveles de potencia.

Study of the electrical Power quality in the common connection point between a 7.8 kWp PV system and a low-voltage network

Abstract An experimental 1,000 kWh/month PV solar system was connected to a low-voltage network at the Universidad de Ibagué, Colombia. In this work, we present the findings about the electrical voltage issues in the common connection point. The characterization of the low-voltage network was based on the NTC 5001 standard, including aspects such as voltage imbalance, intermittency, short and long-term flicker, and harmonics. The maximum energy production was 850 kWh /month, equal to the 72.65 % of the total installed capacity. In this condition, the minimum voltage measurements evidenced a 2 % increase from the previous value, the voltage imbalance was 3.5 to 70 % lower, and the voltage harmonics (TDH) increased 7, 0.8 and 3 % in the phases U1, U2 and U3, respectively. Current harmonics did not show significant increases in lines U2 and U3, line U1 recorded an increase of 22 %, but there were no significant variations in the short and long-term flicker, notches and interruptions. Regarding the electrical power, the active and reactive components increased 58 and 42 %, respectively, and the thermographic study indicated a 7.5 % increasing temperature after the installation of the experimental PV system. This experience aims to be a reference project in the implementation of the Act 1715 of the Colombian government to promote solar systems.

Resumen Este trabajo presenta, el estudio de los problemas de tensión originados en el punto común de conexión de una red experimental de 1,000 kWh/mes de energía solar en la ciudad de Ibagué, Colombia. La red de baja tensión fue caracterizada de acuerdo con la NTC 5001e incluye aspectos como desequilibrio de tensión, intermitencia, flicker de corto y largo plazo, fluctuaciones y harmónicos. La energía máxima producida por la fue de 850 kWh/mes, equivalente al 72.65 % de la capacidad instalada, con relación a las perturbaciones de larga duración se tuvo un incremento del 2 % con respecto al valor mínimo de la tensión registrada; el desequilibrio de tensión disminuye entre el 3.5 y el 70 % y los harmónicos de tensión (THD) aumentaron el 7 % en la línea U1, 0.8 % en la línea U2 y 3 % en la línea U3. Los harmónicos de corriente no presentaron incrementos significativos en las líneas U2 y U3, la línea U1 registró un incremento del 22 %. Los valores de flicker de corta y larga duración, las muescas de tensión (Notches) y las interrupciones de larga duración no registraron diferencias significativas, la potencia activa y reactiva total se incrementaron en 58 y 42 %, respectivamente. El estudio termográfico permite establecer un incremento de temperatura de 7.5 % después de la implementación de la red experimental. Se espera que la experiencia en el proyecto pueda servir de referencia en la aplicación de la ley 1715 del gobierno de Colombia para el aprovechamiento de la energía solar.

Evaluation of the flotation of a refuse tailing fine coal slurry using release analysis

Abstract Performance of flotation when processing a refuse tailing fine coal slurry from a Colombian coal cleaning plant was studied using release analysis to evaluate the potential cleaning in terms of both, low ash and high recovery. Results from release analysis showed, that this was a good estimate for obtaining ideal flotation data, as well as exploring the feasibility of cleaning this material. The results showed that the best combination of collector-frother was diesel oil-MIBC, producing recoveries on the order of 65 %, with cumulative ash value less than 10 %. It was also tend that the type of frother significantly affected the behavior of a refuse tailing fine coal slurry in a mechanical flotation cell.

Resumen Se usó el análisis release para estudiar el desempeño de la flotación de lodos finos de carbón de una planta Colombiana de limpieza de carbón, en términos de obtener bajos contenidos de cenizas y altas recuperaciones másicas. Los resultados del análisis release mostraron una buena estimación para obtener datos ideales de flotación, así como explorar la viabilidad de la limpieza de este material. Los resultados mostraron que la mejor combinación de colector-espumador fue el Diesel oil-MIBC, produciendo recuperaciones del orden del 65 %, con valores de cenizas acumulado inferior al 10 %. También se observó que el tipo de espumante afectó significativamente el comportamiento de los lodos finos de carbón en una celda de flotación mecánica.

DFT computational study of the tetragonal (P4/nmm) WO ₃ (001) Surface

Abstract Tetragonal WO3 is important for catalytic reactions such as the hydration of ethylene, which is an alternative choice to ethanol production by fermentation. However, very little is known about the structural and electronic properties of the tetragonal WO3 surfaces with possible catalytic activity. In this work, the WO3 (001) surface was characterized by means of density-functional-theory computer simulations. The crystal unit cell parameters and the corresponding angles and bond distances were determined, and the density of states (DOS) for the bulk was calculated. The band gap turned out to be 0.6 eV. Two (001) surface models were generated, one without oxygen atoms at the surface (model I) and the other with only one oxygen atom at the surface (model II). For both models, four converged layers of atoms and a vacuum of 14 Å between neighboring slabs were used for the calculations. Values of 135.01 and 40.55 meV/ Å2 for the surface energies of models I and II, respectively, were obtained, showing that model II is more likely to represent the WO3 catalyst. The density of states (DOS) was calculated for each surface model, and both of them exhibited an energy gap close to zero.

Resumen El WO3 tetragonal tiene importancia en reacciones catalíticas tales como la hidratación del etileno, que es una alternativa a la obtención de etanol por fermentación. Sin embargo, muy poco se conoce acerca de la estructura y propiedades electrónicas de la superficie de WO3 tetragonal con posible actividad catalítica. En este trabajo, se caracterizó la superficie WO3 (001) mediante simulaciones computacionales utilizando la teoría del funcional de densidad. Se determinaron los parámetros de la celda unitaria y los correspondientes ángulos y distancias de enlace, y se calculó la densidad de estados (DOS) en volumen obteniéndose un valor para el ancho de banda de 0.6 eV. Se generaron dos modelos de superficie en la dirección (001) del volumen, uno sin átomos de oxígeno en la superficie (modelo I) y otro con un solo átomo de oxígeno en la superficie (modelo II). Para ambos modelos se usaron en los cálculos cuatro capas de átomos y un vacío de 14 Å entre losas vecinas. Se obtuvieron valores de 135.01 y 40.55 meV/ Å2 para las energías superficiales de los modelos I y II respectivamente, mostrando que el modelo II tiene asociada una mayor probabilidad de representar al catalizador de WO3. Se calculó la densidad de estados de ambos modelos, observándose un ancho de banda cercano a cero.

Inventory management model design in a strawberry crop, based on the model order for a single period and six sigma metrics

Abstract Inventory management is part of the core activities of any company, therefore, of its proper management will depend on the results of subsequent activities. Inventory models are based on the assumption that the products also have an unlimited lifetime, however, in some systems there is a generation of additional costs, associated with the deterioration of the products quality, called perishable items. On the basis of the productive conditions, inventory management and waste management, the present study includes a proposal for the design of a theorical model for the inventory management in a strawberry crop, based on a perishable ítems inventory model, known as the single period inventory model and the implementation of 6 sigma metrics, for waste level consideration and control and the limitations of the crop productive capacity. A theoretical verificarion test to check the operation was performed, identifying that the model is functional, allowing to evidence in a planning period of a month, that the model allows to adequately establish the recommended optimal amount of collection; linking expected harvesting capacity regarding actual available capacity; as well as the amount of waste in the crop in a given period, allowing to establish controls on the crop, taking into account the quality factor of six sigma and its application as an indicator of occurrences of waste, which allows to guarantee in a theoretical level the planning and crop renewal periods.

Resumen La administración de inventarios es parte de las actividades fundamentales de toda empresa, por tanto, de su adecuado manejo dependerán los resultados de actividades posteriores. Los modelos de inventario parten del supuesto general de que los productos presentan un tiempo de vida ilimitado, sin embargo, en algunos sistemas existe una generación de costos adicionales, asociados al deterioro de la calidad de los productos, llamados perecederos. A partir de las condiciones productivas, de gestión de inventarios y de control de desperdicio, el presente estudio incluye una propuesta de diseño de un modelo para la administración de inventarios en un cultivo de fresa, basado en un modelo de inventario para productos perecederos, conocido como el modelo de pedido de un solo periodo y la aplicación de métricas 6 sigma, para la consideración y control del nivel de desperdicio y las limitantes de capacidad productiva del cultivo. A partir del modelamiento planteado, se realiza una prueba de verificación del funcionamiento teórico del mismo El modelo a nivel teórico es funcional, permitiendo evidenciar en un periodo de planeación de un mes, que el modelo permite establecer adecuadamente la cantidad óptima de recolección recomendada; relacionando capacidad esperada de recolección respecto a capacidad real disponible; así como a partir de la cantidad de desperdicio en el cultivo en un periodo determinado, permitiendo establecer controles en el cultivo, teniendo en cuenta el factor de calidad seis sigma y su aplicación como indicador de ocurrencias de desperdicio, que permite garantizar a nivel teórico la planeación y momentos de renovación de cultivo.

Advances in traditional production of panela in Colombia: analysis of technological improvements and alternatives

Abstract Panela, or unrefined non centrifugal brown sugar, is a natural sweetener obtained from the evaporation and concentration of sugarcane juice (Saccharum officinarum), essential for food security, agricultural economics and rural development in Latin America. The degree of process efficiency and the marketing evaluation for this product in Colombia is as yet incipient. This study presents the traditional system for panela production, from a technical and engineering perspective, also highlighting some aspects of quality and innovation. Improvements to the traditional furnace design, extraction and milling, clarification, and heat transfer are analyzed. By criteria of competitiveness and efficiency, was evidenced the need to continue the development and transfer of innovative technological alternatives. It is also imperative the participation of the panela producers in new and potential markets.

Resumen La panela es un edulcorante obtenido de la evaporación y concentración de los jugos de caña de azúcar (Saccharum officinarum), fundamental para la seguridad alimentaria, la economía agraria y el progreso rural en Latinoamérica. El grado de tecnificación de la agroindustria panelera en Colombia y la comercialización de sus productos derivados es hasta ahora incipiente. El presente estudio expone el sistema productivo tradicional de la panela desde una perspectiva técnica y de ingeniería, destacando además algunos aspectos de calidad e innovación. Se analizan las mejoras al diseño de la hornilla panelera tradicional, y opciones eficientes de extracción, clarificación, generación y transferencia de calor. Mediante criterios de competitividad y eficiencia, se evidencia la necesidad de continuar con el perfeccionamiento y la transferencia de alternativas tecnológicas innovadoras. Resulta también primordial la participación del sector panelero en mercados nuevos y potenciales.