Ingeniería y competitividad

Ingenieria y Competitividad Journal profile: Measurement models and statistics

Computational hydrology and hydraulics applied to Tunal rainwater supply in Paipa, Boyacá Colombia

Abstract In El Tunal, Paipa, Boyacá, there is a shortage of water during the low water season due to the increase in population, the location of the collection points, pumping systems and the users, who are located on a mountain. Due to this, the population needs a supply with pumping systems that suppose a high energy cost. In this article, computer tools are used to find out the technical feasibility of a water supply system redesign, and finally propose a solution that reduces energy costs and water scarcity in the dry season at the same time. It is possible to conclude that the proposal can be technically viable, since it is possible to use the existing pipeline, by locating a new reservoir at a closer point to the supply point, therefore the hydrological point can supply the population according to the historical record of 14 years of rainfall at the IDEAM station closest to the project.

Resumen En la vereda el Tunal en el municipio de Paipa, Boyacá, se presenta escasez de agua en temporada de estiaje debido al aumento poblacional, a la ubicación de los puntos de captación, a los sistemas de bombeo y a los usuarios ya que están en una montaña. Debido a esto, la población necesita un abastecimiento con sistemas de bombeo que suponen un costo energético alto. En el presente artículo, se utilizan herramientas computacionales para establecer la viabilidad técnica de un rediseño del sistema de suministro de agua, proponiendo finalmente una solución que disminuye costos energéticos y la escasez de agua en la temporada de sequía al mismo tiempo. Se pudo llegar a la conclusión que la propuesta puede llegar a ser viable desde el punto de vista técnico, ya que es posible utilizar la tubería existente, ubicando un nuevo embalse en un punto más cercano al punto de suministro concluyendo que hidrológicamente el punto de captación puede abastecer a la población según el registro histórico de 14 años de lluvia de la estación IDEAM más cercana al proyecto.

Relationship between Air Quality and the Incidence of Respiratory Diseases in the municipality of San José de Cúcuta, Norte de Santander

Resumen La contaminación del aire es uno de los problemas ambientales más significativos de la salud pública en Colombia. Por ello, este estudio tuvo como objetivo realizar un análisis de la relación entre la calidad del aire y la incidencia de enfermedades respiratorias en el municipio de Cúcuta. Gracias a la aplicación de una metodología cuantitativa y descriptiva con enfoque correlacional, se diseñó una Encuesta de Percepción Ciudadana. Además, se analizaron las concentraciones del material particulado (PM10) de las zonas El Salado y Atalaya; junto con el análisis de la carga de morbilidad de acuerdo a los registros otorgados por el Instituto Municipal de Salud (IMSALUD) y el Instituto Departamental de Salud (IDS). Los resultados, muestran una asociación dependiente entre las variables de estudio. Adicionalmente, muestra una tendencia significativa por Rinofaringitis aguda en pacientes vulnerables (niños y adultos mayores) y un estado de calidad del aire desfavorable de los meses evaluados (mayo-julio/2018).

Abstract Air pollution is one of the most significant environmental problems regarding public health in Colombia. Therefore, the objective of this study was to analyze the relationship between air quality and the incidence of respiratory diseases in the municipality of Cucuta. Through the application of a quantitative and descriptive methodology with a correlational approach, a Citizen Perception Survey was designed. Besides, the concentrations of particulate matter (PM10) in areas from El Salado and Atalaya were analyzed, along with the analysis of the burden of disease according to the records provided by (IMSALUD) and (IDS). The results show a dependent association between the study variables. Additionally, it shows a significant trend for acute Rhinopharyngitis in vulnerable patients (children and older adults) and an unfavorable air quality status of the evaluated months (May-July/2018)

Estimation of the CO₂ flux index in the San Andrés Island using fuzzy logic

Abstract When applying fuzzy inference systems through the software to Spatial data processing for decision making (GeoFis) to a coral complex database of the island of San Andres, a CO2 flux index was estimated that allows us to know the effect of the flux on the sea and the influence of the variables involved. It was found that six of the studied areas had a state of acidification of the sea due to CO2, while all other areas had a slight incorporation of the gas. Likewise, it was evident that variables that have a significant influence on the incorporation of CO2 into the marine environment are the sea surface temperature and the chemical nature of this gas, according to the component analysis. Therefore, the fuzzy methods for the determination of acidification of coral ecosystems, allows establishing an approachment effects from the gradual incorporation of CO2 that would have into the marine environment, in addition to providing excellent advantages in terms of its determination based on satellite information.

Resumen Al aplicar sistemas de inferencia difusos a través del software de procesamiento de datos espaciales para la toma de decisiones (GeoFis) en una base de datos de complejo coralino de la isla de San Andrés se estimó un índice de flujo de CO2 que permite conocer el efecto del flujo sobre mar y la influencia de las variables involucradas. Se encontró que seis de las zonas estudiadas tenían un estado de acidificación del mar por cuenta del CO2, mientras todas las demás zonas tenían una leve incorporación del gas. Así mismo, se pudo evidenciar que las variables que poseen influencia significativa sobre la incorporación de CO2 al medio marino son la temperatura superficial del mar y la naturaleza química de este gas, según el análisis de componentes. Por lo cual, los métodos difusos para la determinación de acidificación de los ecosistemas coralinos, permite establecer una aproximación a los efectos de la incorporación gradual de CO2 que tendría en el medio marino, además de brindar excelentes ventajas en cuanto a su determinación a partir de información satelital.

Flowshop scheduling with machine deterioration based on job sequences

Abstract This paper addresses the two-machine permutation flowshop problem with deterioration. The objectives are minimizing the makespan and the average tardiness. Jobs have a baseline process time in each machine and have a due date. The actual time to process a job depends on the machine performance level at the start of each job, which is a function of the previously processed jobs and their wear/deterioration effect on the machine. The article proposes multiple heuristics and a comprehensive set of experiments. The results indicate that as a group, the heuristics generate solutions that are very close to the optimal for both criteria. Furthermore, no heuristic approach is dominant for all experimental conditions, thus heuristic selection to solve practical problems should be based on the specific problem characteristics.

Resumen Este articulo aborda el problema permutation flowshop con deterioro. Los objetivos son minimizar el tiempo total para completar las operaciones y el promedio de su tardanza. Los trabajos tienen un tiempo de proceso base en cada máquina y una fecha de vencimiento. El tiempo real de proceso depende del nivel de rendimiento de la máquina al inicio de cada trabajo, que es una función de los trabajos procesados previamente y su efecto de desgaste/deterioro en la máquina. El artículo presenta múltiples heurísticas y un conjunto exhaustivo de experimentos. Los resultados indican que, como grupo, las heurísticas generan soluciones que están muy cerca de los valores óptimos para ambos criterios. Además, ningún enfoque heurístico es dominante para todas las condiciones experimentales, por lo que la selección heurística para resolver problemas prácticos debe considerar las características específicas del problema.

Formulation of indicators for the measurement of products of engineering research groups for their application in the SINFONI platform of the Cooperative University of Colombia

Resumen La investigación tiene como fin la proposición de indicadores de desempeño para su implementación en el sistema de información para la investigación SINFONI, y así realizar medición de los grupos de investigación inicialmente del área de ingeniería. La metodología contempla la caracterización de los profesores investigadores de la Universidad y de los grupos de investigación a los que pertenecen, la identificación del aporte de los grupos de investigación de ingeniería a las regiones en coherencia con los objetivos de desarrollo sostenible (ODS), los planes de desarrollo departamentales y las líneas de investigación a partir de los proyectos registrados en la plataforma del GrupLAC y SINFONI, y adicionalmente, la realización de entrevistas al personal encargado de SINFONI con el fin de conocer el sistema y su engranaje no solo con el plan Estratégico Nacional 2013 - 2022 “Navegando Juntos” (PEN) sino también con los planes de desarrollo y los ODS mediante indicadores. Se utilizó las fases iniciales del modelo de arquitectura empresarial TOGAF aplicándolo a una institución de educación superior. Dentro de las conclusiones se encuentran que el desarrollo de proyectos realizados por los grupos de investigación de ingeniería que aportan a los planes de desarrollo departamentales es poco significativo, no obstante, los proyectos se relacionan con los ODS, de otro lado, respecto a SINFONI, a pesar de su robustez y su interacción con otros sistemas de la universidad, no cuenta con indicadores para demostrar el cumplimiento de los objetivos estratégicos de investigación definidos en el PEN, ni tampoco su aporte a planes de desarrollo departamentales por lo que la contribución es una propuesta de indicadores. La inclusión de los indicadores en SINFONI permitirá la realización de mediciones para determinar el aporte de la universidad a las regiones, ODS y finalmente demostrar el cumplimiento del PEN (eje estratégico investigación) y su misión.

Abstract The purpose of the research is to propose performance indicators for their implementation in the SINFONI research information system, and thus to measure the research groups initially in the engineering area. The methodology includes the characterization of the University's research professors and the research groups to which they belong, the identification of the contribution of the engineering research groups to the regions in coherence with the Sustainable Development Goals (SDGs), the departmental development plans and lines of research from the projects registered on the GrupLAC and SINFONI platform, and additionally, conducting interviews with the personnel in charge of SINFONI in order to know the system and its gear not only with the plan National Strategic 2013 - 2022 “Navigating Together” (PEN) but also with development plans and the SDGs through indicators. The initial phases of the TOGAF enterprise architecture model were used and applied to a higher education institution. Among the conclusions are that the development of projects carried out by the engineering research groups that contribute to the departmental development plans is not very significant, however, the projects are related to the SDGs, on the other hand, with respect to SINFONI, despite its robustness and its interaction with other university systems, it does not have indicators to demonstrate compliance with the strategic research objectives defined in the PEN, nor its contribution to departmental development plans, so the contribution is a proposal of indicators. The inclusion of the indicators in SINFONI will allow the realization of measurements to determine the contribution of the university to the regions, SDGs and finally demonstrate compliance with the PEN (research strategic axis) and its mission.

Optimization of the Implementation Design of Distributed Energy Resources in Micro-Grids

Abstract This article develops a study about the energy resources available in microgrids, extracting and analyzing data form satellite databases, in order to apply it to the technologies available. On the other hand, a demand estimation is carried out based on measurements, and finally an optimization is performed to determine the most economically profitable option with the correspondent graphs and analysis.

Resumen Este artículo desarrolla un estudio acerca de los recursos energéticos disponibles en micro-redes, extrayendo y analizando bases de datos satelitales, con el propósito de aplicarlas en las tecnologías disponibles. Por otro lado, se efectúa la estimación de la demanda usando como base las mediciones de consumo, y finalmente, mediante optimización se determina la opción más económicamente rentable con los correspondientes gráficos y análisis.

Microorganism enhanced oil recovery (MEOR) technology application feasibility in the Pilon field reservoirs, Morichal District, Monagas State

Abstract The present research work arises in relation to the needs of the oil industry to produce those deposits of the Morichal District, possessors of high remaining reserves, where MEOR symbolizes a biotechnological, effective and profitable alternative that uses the injection of microorganisms as an additional strategy to the conventional treatments of improved recovery of hydrocarbons. Different oil fields located in different parts of the world have implemented this process with similar approaches and expectations, however, the results have had discrepancies, since bacteria are significantly affected by variations in subsoil conditions, which is why a methodology was designed to select wells candidates to carry out this technique, which exhibits the most suitable environment for such purposes, coupled with it, certain correlations were established from statistical programs to predict both Water Cut (%) and Recovery Factor (%), which represent important aspects to compare and guarantee how feasible the MEOR process can be in this potentially important area within the oil context, noting that they yielded satisfactory estimates in the wells particularly under study belonging to the Pilon Field, since they affected on average a 38% increase in the recovery factor and an approximate decrease in the water cut of 16% projecting optimistic expectations regarding the success of this process.

Resumen El presente trabajo de investigación surge en relación con las necesidades de la industria petrolera para producir aquellos yacimientos del Distrito Morichal, poseedores de altas reservas remanentes, donde MEOR simboliza una alternativa biotecnológica, efectiva y rentable que emplea la inyección de microorganismos como una estrategia adicional a los tratamientos convencionales de recuperación mejorada de hidrocarburos. Distintos campos petroleros situados en diversas partes del mundo han implementado este proceso con enfoques y expectativas similares, sin embargo, los resultados han tenido discrepancias, puesto que las bacterias se ven afectadas significativamente por las variaciones en las condiciones del subsuelo, es por ello, que se diseñó una metodología de selección de pozos candidatos para llevar a cabo esta técnica, donde se exhibe el ambiente más idóneo para tales fines, aunado a ello, se establecieron ciertas correlaciones a partir de programas estadísticos para predecir tanto el Corte de Agua (%) como el Factor de Recobro (%), que representan aspectos importantes para cotejar y garantizar que tan factible puede ser el proceso MEOR en esta área potencialmente importante dentro del contexto petrolero, acotando que las mismas arrojaron estimaciones satisfactorias en los pozos particularmente en estudio pertenecientes al Campo Pilón, pues incidieron en promedio en un incremento del 38% en el factor de recobro y un descenso aproximado en el corte de agua de 16% proyectando expectativas optimistas referente al éxito de este proceso.

Banco Caja Social: un caso práctico de transformación digital para servir a los mercados populares

Resumen Este trabajo presenta el Proyecto de investigación e innovación tecnológica realizado por el “Banco Caja Social”, en relación con su propio proceso de transformación digital. El artículo documenta la metodología aplicada en el proyecto “Ruta Transformadora” y los resultados obtenidos hasta el momento. La metodología parte de definiciones estratégicas en cada uno de los objetivos específicos planteados por el Banco. Se hizo un diagnóstico inicial de cada uno de los objetivos, analizando el sector Bancario a nivel Nacional, y haciendo una revisión bibliográfica del estado de la Banca en la actualidad. Se plantearon las características, implementaciones y decisiones a tomar, con el fin de replantear el Modelo Operativo de la institución. Así, el planteamiento de dicho modelo permite el acceso e inclusión a propuestas de valor financieras que sean relevantes y pertinentes para los sectores populares. Se logró identificar la importancia de implementar una Estrategia Multicanal para poder cumplir con el Objetivo general del “Banco Caja Social”. Se concluyó que las TI del Banco, basado en su modelo operativo, deben enfocarse en los siguientes aspectos: potencializar capacidades de gestión de clientes, automatizar procesos de negocios, y promover la incorporación de una Estrategia de gestión multicanal. El avance del proyecto se encuentra en la actualidad en un 62%.

Abstract The following paper presents the research carried out by Banco Caja Social, in relation to its own digital transformation process. The article documents the methodology applied in the project named Ruta transformadora, and the results obtained to date. The methodology presented is based on strategic definitions for each of the specific objectives presented by the Bank. An initial diagnosis of each of the objectives was made, researching both about the Banking sector in Colombia, and making a bibliographic review of the current state of Banking. Subsequently, the characteristics, implementations, and decisions to implement were raised, to rethink the Institution's Operational Model, aligning it with the ultimate purpose of the organization. Therefore, the approach of this model intends to allow access and inclusion of financial value propositions that are relevant and pertinent for the popular sectors. In addition, it was possible to identify the importance of implementing a Multichannel Strategy to achieve the general objective of the Banco Caja Social. Consequently, it was concluded that the Bank's IT, based on its operating model, should focus on the following aspects: enhance customer management capabilities, automate business processes, and promote the incorporation of a multi-channel management strategy. The advance of the General Objective of the Bank is currently at 62%.

Development of a portable lighting system powered by photovoltaic solar energy: Chucheros-Buenaventura community application case

Abstract This article presents the development of a portable lighting system powered by photovoltaic solar energy to be used by the Chucheros-Buenaventura community. Basic needs of the community and availability of natural energy resources, as well as the use of environment-friendly components, portability and multifunctionality of the lighting system were taken into account in order to evaluate its environmental impact and energy autonomy. The analysis of different materials to be used for the construction of the system's case showed favorable characteristics of the mixture (50/50) of the recycled materials, Polypropylene and High-Density Polyethylene (PPr/HDPEr), compared to others in terms of thermal transference and impact resistance. Furthermore, with the selection of the electronic devices of the lighting system, an energy autonomy of approximately 4 hours was obtained by supplying a current of 500 mA. Finally, the use of available technologies in our context and the use of renewable energies allowed the development of a portable solar light that opens up the possibility of carrying out different basic activities of people and contributes, not only in their improvement of the quality of life in Non-Interconnected Zones (NIZ) homes, but also as an environment-friendly technological alternative for general use lighting.

Resumen Este artículo presenta el desarrollo de un sistema de iluminación portátil alimentado por energía solar fotovoltaica para uso de la comunidad Chucheros-Buenaventura. Se tuvieron en cuenta las necesidades básicas de la comunidad y la disponibilidad de los recursos energéticos naturales, así como el uso de componentes amigables con el medio ambiente, portabilidad y multifuncionalidad del sistema de iluminación con el propósito de evaluar su impacto ambiental y autonomía energética. El análisis de diferentes materiales para la construcción de la carcasa del sistema logró evidenciar características favorables de la mezcla (50/50) de los materiales reciclados Polipropileno y Polietileno de alta densidad (PPr/PEADr) comparado con los demás, en cuanto a transferencia térmica y resistencia a impactos. Además, con la selección de los dispositivos electrónicos del sistema de iluminación se obtuvo una autonomía energética de aproximadamente 4 horas suministrando una corriente de 500 mA. Finalmente, el uso de tecnologías disponibles en nuestro contexto y el aprovechamiento de las energías renovables permitió el desarrollo de una luminaria solar portable que abre la posibilidad de realizar diferentes actividades básicas de las personas y aporta, no solo en el mejoramiento de la calidad de vida de estas en los hogares de las Zonas no Interconectadas (ZNI), sino también como alternativa tecnológica ambientalmente amigable de iluminación de uso general.

Chemical functionalization method to obtain graphene oxide adhered to the surface of high-density pyrolytic graphite plates by acid spray coating

Abstract In recent years, graphene oxide has been the subject of study due to its electronic, magnetic, thermal, and mechanical properties. This study presents two different methods of chemical functionalization to obtain graphene oxides (GO) adhered to a high-density pyrolytic graphite (HOPG) surface by acid spray coating. For the spraying in the first method, two strong acids (H2SO4 and HNO3) were used. In the second spray method, three strong acids (H2SO4 / HNO3 / HCl) were used. For both cases, the spray interval was 2, 4 and 6 hours. The HOPG plates were characterized by SEM - EDS, FTIR, XRD and Raman spectroscopy analysis, through exhaustive analysis of these assays and verifying all variants, either by evidence of peaks in FTIR, predominant planes in the crystal lattice and observation. of bands D and G of the functional groups characteristic of GO by Raman analysis allowed to determine the presence of GO on the surface of graphite, in addition the method demonstrates the functionalization capacity of the surface of (HOPG) by the formation of a thin sheet of C atom with sp2 hybridization corresponding to band 2D and functional group C = C.

Resumen En los últimos años el óxido de grafeno ha sido motivo de estudio debido a sus propiedades electrónicas, magnéticas, térmicas y mecánicas. Este estudio presenta dos métodos diferentes de funcionalización química para la obtención óxidos de grafeno (GO) adheridos a una superficie de grafito pirolítico de alta densidad (HOPG) por spray coating ácido. Para el rociado en el primer método, se utilizaron dos ácidos fuertes (H2SO4 y HNO3). En el segundo método de rociado, se utilizaron tres ácidos fuertes (H2SO4/HNO3/HCl). Para los dos casos el intervalo de rociado fue de 2, 4 y 6 horas. Se caracterizaron las placas de HOPG mediante análisis de SEM-EDS, FTIR, XRD y espectroscopia Raman, mediante el análisis exhaustivo de estos ensayos y verificando todas las variantes, ya sea por evidencia de picos en FTIR, planos predominantes en la red cristalina y observación de bandas D y G de los grupos funcionales característicos del GO por análisis Raman permitió determinar la presencia de GO en la superficie del grafito, además el método demuestra la capacidad de funcionalización de la superficie de (HOPG) por la formación de una fina lamina de átomo de C con hibridación sp2 correspondiente a la banda 2D y al grupo funcional C=C.

Transesterificación de aceite de palma (Elaeis guineensis x Elaeis oleífera) empleando catalizadores ácidos heterogéneos y agitación ultrasónica

Resumen En este estudio se reportan los resultados de la transesterificación del aceite de palma (Elaeis guineensis x Elaeis oleífera) utilizando catalizadores ácidos heterogéneos como la zirconia sulfatada (ZS), óxido de grafeno reducido sulfonado (OGrS), Amberlyst 15 (A15) y zeolita beta (Zβ). Los sólidos fueron caracterizados mediante el uso de difracción de rayos X, área superficial, y acidez de Brønsted - Lewis. Se evaluaron parámetros de reacción tales como: temperatura, tiempo de reacción, el porcentaje en peso de carga de catalizador y la relación molar de aceite metanol para la producción de biodiesel. Adicionalmente, se comparó la agitación mecánica y la ultrasónica, donde la segunda fue el medio de agitación más eficiente. Los mejores porcentajes de rendimiento de reacción fueron obtenidos empleando 40ºC de temperatura, 4 horas de reacción, 3% en peso del catalizador respecto al volumen total de la mezcla, una relación molar 1:30 de aceite de palma: metanol y agitación ultrasónica. En cuanto a la estabilidad de los catalizadores, se evaluó el rendimiento de la reacción con la reutilización, en donde los sólidos ZS y OGrS disminuyeron 8 % y 35 %, mientras que con A15 y Zβ, se redujo a 25 % y 5 % respectivamente.

Abstract This study reports the results of the transesterification of palm oil (Elaeis guineensis x Elaeis oleifera) using heterogeneous acid catalysts such as sulfated zirconia (ZS), sulfonated reduced graphene oxide (OGrS), Amberlyst 15 (A15) and beta zeolite. (Zβ). The solids were characterized by X-ray diffraction, surface area, and Brønsted-Lewis’ acidity. Reaction parameters such as: temperature, reaction time, percentage by weight of the catalyst load and the molar ratio of oil methanol were evaluated for the production of biodiesel. Furthermore, mechanical, and ultrasonic agitation were compared, where the latter was the most efficient agitation medium. The best percentages of reaction yield were obtained using a temperature of 40°C, 4 hours of reaction, 3% by weight of the catalyst with respect to the total volume of the mixture, a 1:30 molar ratio of palm oil: methanol and ultrasonic stirring. Regarding the stability of the catalysts, the performance of the reaction with reuse was evaluated, where the solids ZS and OGrS decreased 8% and 35%, while with A15 and Zβ it was reduced to 25% and 5% respectively.

Physicochemical and sensory characteristics of fermented almonds of national cacao (Theobroma Cacao L.) with addition of probiotics in the amazonic research center, Cimaz Macagual (Caquetá, Colombia)

Abstract Work on cocoa has been promoted in the department of Caquetá, with satisfactory results; In this article, five cocoa treatments were implemented to study behavior; FI1 (Fermentation with Inoculum # 1); FI2 (Fermentation with Inoculum # 2); FI3 (Fermentation with Inoculum # 3); FN1 (Natural Fermentation # 1); FN2 (Natural Fermentation # 2) with clones CCN-51, LUKE-40 and ICS 95. The objective of the present study was to evaluate the physicochemical and sensory effect after the addition of a probiotic in cocoa clones in the fermentation stage. The inoculum was prepared and studied in advance to maintain the same concentration for each treatment. In the physicochemical changes, the humidity of the grain, pH, titratable acidity, aw, soluble solids were evaluated both in the dry almond and in the roasted almond. The treatments with natural fermentation during the process were the ones that obtained the most changes during the drying and roasting process in acidity and humidity with respect to the inoculum treatments, and sensorially they show a more aromatic profile and pronounced cocoa flavors.

Resumen Se ha impulsado el trabajo en cacao en el departamento del Caquetá, con resultados satisfactorios; en el presente artículo, se implementó cinco tratamientos de cacao para estudiar el comportamiento; FI1 (Fermentación con Inóculo # 1); FI2 (Fermentación con Inóculo # 2); FI3 (Fermentación con Inóculo # 3); FN1 (Fermentación Natural # 1); FN2 (Fermentación Natural # 2) con clones CCN-51, LUKE-40 y ICS 95. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto fisicoquímico y sensorial tras la adición de un probiótico en clones de cacao en la etapa de fermentación. El inoculo fue preparado y estudiado con antelación para mantener una misma concentración para cada tratamiento. En los cambios fisicoquímicos se evaluó la humedad del grano, pH, ácidez titulable, aw, sólidos solubles tanto en la almendra seca como en la almendra tostada. Los tratamientos con fermentación natural durante el proceso fueron los que más cambios se obtuvieron durante el proceso de secado y tueste en la acidez y humedad con respecto a los tratamientos de inóculos, y sensorialmente muestran un perfil más aromático y sabores a cacao pronunciados.

Structural and optical properties of TiO2 nanoparticles and their photocatalytic behavior under visible light

Abstract TiO2 nanoparticles were synthesized using a facile, reproducible, and scalable sol-gel method and their structural and optical properties was studied. XRD ad FTIR was used to identify the phase, crystallite size, and functional groups present in the nanoparticles. The prepared samples crystallize in the anatase structure with a highly crystalline order. TEM/EDX shows that the nanoparticles are pure, spherical, and with an average particle size of 15 ( 2 nm. The optical band gap energy is around 3.69 ± 0.10 eV and exhibits blueshift with respect to the bulk anatase. PL emission is attributed to oxygen vacancies (Vo). All samples were photoactive for MO degradation after 240 min of being irradiated with visible light.

Resumen Nanopartículas de TiO2 fueron sintetizadas utilizando un fácil, reproducible, y escalable método sol-gel y sus propiedades estructurales y ópticas estudiadas. Se usó XRD y FTIR para identificar la fase, el tamaño del cristalito y los grupos funcionales presentes en las nanopartículas. Las muestras preparadas cristalizan en la estructura anatasa con un orden altamente cristalino. TEM/EDX muestran que las nanopartículas son puras, esféricas y con un tamaño medio de partícula de 15 ± 2 nm. La energía de la banda prohibida óptica es de alrededor 3.69 ± 0.10 eV y presenta un desplazamiento hacia el azul con respecto a la anatasa en granel. La emisión de FL se atribuye a las vacantes de oxígeno (Vo). Todas las muestras fueron fotoactivas para la degradación de MO después de 240 min de ser irradiadas con luz visible.

Applicability of UV absorbance as an indicator of Atrazine presence into risk management of water supply watersheds

Abstract The type of hazards and hazardous events in watersheds, depend on land uses around them. Atrazine is an organic pollutant widely applied as a pesticide and it is a potential chemical hazard present in water sources, which cause water pollution and negative effects on aquatic life and human health, due to its high solubility and persistence in soil. However, for developing countries, monitoring and quantification of atrazine can be complex and costly; thus, to contribute to establishing strategies for risk assessment in water supply watersheds, it was evaluated the potential use of an easy, rapid, and low-cost technique such as ultraviolet (UV) absorbance to identify the presence of atrazine. It was conformed distilled and surface water samples doped with Atrazine, and there were correlated with the UV typical spectrum indicator of organic material presence (wavelength λ: 200 - 300 nm). The optimal λ range was 203 - 223 nm to identify this substance at levels possible to be found in surface sources, being UV223 more adequate than UV254, which is more used to identify the presence of natural organic matter, which shows that UV223 is a complementary tool to chemical risk assessment for atrazine in drinking water supply systems.

Resumen El tipo de peligros y eventos peligrosos en las cuencas de abastecimiento, dependen de los usos del suelo a su alrededor. La atrazina es un contaminante orgánico aplicado ampliamente como plaguicida y es un peligro químico potencial presente en las fuentes de agua, que causa contaminación del agua y efectos negativos en la vida acuática y la salud humana, debido a su alta solubilidad y persistencia en el suelo. Sin embargo, para los países en desarrollo, el seguimiento y la cuantificación de la atrazina pueden resultar complejos y costosos; por tanto, para contribuir a establecer estrategias de evaluación de riesgos en las cuencas de abastecimiento de agua, se evaluó el uso potencial de una técnica fácil, rápida y de bajo costo como la absorbancia ultravioleta (UV) para identificar la presencia de atrazina. Se conformaron muestras de agua destilada y superficial dopadas con atrazina, y se correlacionaron con el indicador de espectro típico UV para materia orgánica (longitud de onda - λ: 200 - 300 nm), siendo el rango óptimo 203 - 223 nm; UV223 fue más adecuado que UV254, el cual se utiliza más para identificar la presencia de materia orgánica natural, lo que demuestra que UV223 es una herramienta complementaria, útil para la evaluación del riesgo químico por la presencia de atrazina en los sistemas de suministro de agua potable.

Molecular analysis of antagonist fungi isolated from plantations of cocoa (Theobroma cacao) from north of Santander

Resumen Las técnicas de biología molecular se han utilizado con el fin de obtener marcadores genéticos especie específicos, encontrar diferencias polimórficas y proporcionar la información necesaria para la identificación de secuencias nucleotídicas relacionadas con factores de patogenicidad en especies relacionadas con el control biológico. En la actualidad el control biológico se considera indispensable en las estrategias de agricultura sostenible con base agroecológica en los cultivos interés creciente en Colombia como el cacao (Theobroma cacao L.). Analizar molecularmente diferentes cepas de hongos antagonistas con potencial biotecnológico con el fin de dilucidar similitudes genómicas y la búsqueda de fragmentos de ADN relacionados con factores de patogenicidad. Se estandarizó la técnica de RAPDs, mediante el uso de 10 iniciadores, así mismo se amplificó el gen pr1 mediante la técnica de PCR usando 6 pares de iniciadores. Se logró una clasificación inicial de la población de hongos antagonistas y así mismo se demostró la diversidad de los aislados. Además, se logró amplificar tres genes de las cepas Beauveria bassiana, Trichoderma yunnanense y Purpureocillium lilacinus, que resultaron codificar para una familia de proteasas destinadas a ejercer actividad antagonista contra un amplio rango de hospederos. Se pudo inferir que las cepas en estudio son buenos candidatos iniciales para formulación de biopreparados destinados al control biológico de organismos plaga en cultivos de interés agrícola en la región, debido a que se encontraron rasgos y genes que permitirán ejercer una amplia acción antagónica.

Abstract Molecular biology techniques have been used in order to obtain specific species genetic markers, find polymorphic differences and provide the necessary information for the identification of nucleotide sequences related to pathogenicity factors in species related to biological control. At present, biological control is considered indispensable in the strategies of sustainable agriculture with agroecological base in crops, growing interest in Colombia such as cocoa (Theobroma cacao L.). Molecularly analyze different strains of antagonistic fungi with biotechnological potential in order to elucidate genomic similarities and the search for DNA fragments related to pathogenicity factors. The technique of RAPD (Randomized Amplified Polymorphic DNA) was standardized, using 10 primers, and the pr1 gene was amplified using the PCR technique using 6 pairs of primers. An initial classification of the population of antagonistic fungi was achieved and the diversity of the isolates was also demonstrated. In addition, three genes of the Beauveria bassiana, Trichoderma yunnanense and Purpureocillium lilacinus strains were amplified, which were found to encode a family of proteases designed to exert antagonistic activity against a wide range of hosts. It can be inferred that the strains under study are good initial candidates for the formulation of biopreparations destined to the biological control of plague organisms in crops of agricultural interest in the region, due to the fact that traits and genes were found that will allow to exert a wide antagonistic action.

Finite Element Analysis of Constrained Groove Pressing on Strain Behavior of Armco Iron Sheets

Abstract A comprehensive analysis of the elasto-plastic behavior of ARMCO iron sheets undergoing severe plastic deformation (SPD) by constrained groove pressing (CGP) was carried out via the finite element method (FEM). Parameters such as die geometry and coefficient of friction were considered to study its effects on the elasto-plastic response of the material. For this ANSYS workbench was used for FEM simulations. The results showed that the parameters studied influence in different ways not only the strain achieved but also the strain distribution through the sheet.

Resumen Se llevó a cabo un análisis exhaustivo del comportamiento elastoplástico de láminas de hierro ARMCO sometidas a deformación plástica severa (SPD) mediante la técnica de presión calibrada restringida (CGP) por medio del método de elementos finitos (FEM). Se consideraron parámetros como la geometría de la matriz y el coeficiente de fricción para estudiar sus efectos en la respuesta elasto-plástica del material. Para ello se utilizó ANSYS workbench para las simulaciones por elementos finitos. Los resultados mostraron que los parámetros estudiados influyen de forma diferente no sólo en la deformación alcanzada sino también en la distribución de la deformación a través de la lámina.

Diagnosis of COVID-19 and innovative alternative methods based on optic fiber immunosensor

Abstract This work shows a world overview of COVID-19 diagnostic methods, analyzing their effectiveness and sensitivity. With a special emphasis on biosensors, specifically, those that are based on fiber-optic technology, simply explaining their operation and their ability to detect virus as SARS-CoV-2. With these technological advances, the clinical diagnosis will be made faster, cheaper, and applied to patients in remote places where there are no hospitals or clinical laboratories, either due to poverty, geographic difficulties, or violence, factors found in Colombia.

Resumen Este trabajo muestra una revisión mundial de los métodos diagnósticos de COVID-19, analizando sus efectividades y sensibilidades. Con un énfasis especial en los biosensores, particularmente, los que se basan en la tecnología de las fibras ópticas, explicando de manera simple su funcionamiento y su capacidad para detectar virus como el SARS-CoV-2. Con estos avances tecnológicos, el diagnóstico clínico será rápido, económico y podrá aplicarse en pacientes que vivan en lugares remotos donde no hay hospitales ni laboratorios clínicos, debido a la pobreza, las dificultades geográficas o violencia que son factores que se encuentran en Colombia.

Main Routes in Hydrogen Production

Resumen Las características físicas y químicas del hidrógeno lo han convertido en un vector energético prometedor con grandes aplicaciones en celdas de combustibles, así como materia prima para la participación en diversos procesos químicos a nivel de industrial. Una de las fuentes renovables de energía utilizada para la obtención de hidrógeno es la biomasa. Se han empleado varias moléculas modelo de biomasa para la generación de hidrógeno, las cuales incluyen principalmente alcoholes, carbohidratos, ácidos carboxílicos, alcanos entre otras. Estas moléculas son transformadas mediante rutas termoquímicas, bioquímicas, fotoquímicas, electroquímicas, catalíticas, etc., con el objetivo de alcanzar el mayor rendimiento a hidrógeno. En cada una de ellas, numerosas condiciones de reacción son utilizadas, sustratos y catalizadores son empleados. En esta revisión se abordarán algunos de los tópicos anteriormente mencionados y se vislumbraran algunas prospectivas y futuras investigaciones que pueden llevarse a cabo en el campo de la generación de hidrógeno.

Abstract The physical and chemical characteristics of hydrogen have made it a good energy vector with great applications in fuel cells and raw material for participation in various chemical processes at the industrial level. Some biomass model molecules have been used to generate hydrogen, including alcohols, carbohydrates, carboxylic acids, and alkanes, among others. These molecules are transformed by thermochemical, chemical, photochemical, electrochemical, catalytic routes, etc., to achieve the highest hydrogen yield. In each one of them, numerous reaction conditions, substrates, and catalysts are used. In this review, the topics mentioned above will be addressed, and some perspective and future research that will be carried out in the field of hydrogen generation will be glimpsed.