Tecnura

**Efecto de la utilización de harina de Lens culinaris como extensor en las características físicas y aceptabilidad de una salchicha**

Objetivo: En esta investigación se utilizó harina de Lens culinaris variedad verdina como extensor carnico y se analizó su efecto en las características físicas y aceptabilidad de una salchicha. Metodología: Se obtuvo la harina, analizaron las características bromatológicas, el índice de absorción de lípidos (IAL) y la capacidad de retención de agua (CRA). Se elaboraron las salchichas y añadiendole un 5% de la harina, posteriormente al producto terminado se le evaluaron los parámetros bromatológicos, microbiológicos, texturales y sensoriales por triplicado. Analisis estadistico: Se utilizó un diseño experimental completamente al azar, realizando tres replicas de la formulacion con harina de L. culinaris y se efectaron análisis de varianza para hallar las diferencias estadísticas. Resultados: El contenido de proteína de la harina fue 35,89% mientras que el de fibra 11,82%. La capacidad de retención de agua y el índice de absorción de lípidos para la harina fueron de 3,87 mL agua/g muestra y 2,01 mL de aceite/g muestra. El producto final presentó recuentos microbianos que estuvieron dentro de lo establecido por las Normas Técnicas Colombianas. La harina influyó positivamente en la aceptabilidad de las salchichas y fue favorable en todos los parámetros de textura, lo cual fue similar a lo obtenido en salchichas comerciales. Conclusiones: La harina de L. culinaris representa una alternativa como materia prima no cárnica en la elaboración de productos con interesantes valores proteicos. Estos resultados pueden incentivar la utilización de la harina de lenteja de la variedad verdina en productos alimenticios de consumo masivo. Financiamiento: Grupo de Investigación Nutrición Salud y Calidad Alimentaria, Universidad de Cartagena.

Objective: The objective of this research was to use Lens culinaris flour, verdina variety, as a meat extender, and to analyze its effect on the physical characteristics and acceptability of a sausage. Methodology: The bromatological characteristics, oil absorption index (OAI) and water holding capacity (WHC) were analyzed on the obtained flour. The sausage was prepared, it was added 5% of flour to it; then, the bromatological, microbiological, textural, and sensory parameters per triplicate of the finished product were evaluated. Statistical Analysis: An experimental design was used completely at random, making three replicates of the formulation, and analysis of variances was performed to find statistical differences. Results: The protein content of the flour was 35.89 % while the fiber was 11.82%. The water holding capacity and the lipid index absorption were 3.87 mL water/ g sample, and 2.01 ml of oil/g sample. The final product showed that microbial counts were within the provisions of the Colombian Technical Standards. Flour positively influenced the acceptability of sausages and was favorable in all texture parameters, which were similar to those obtained in commercial sausages. Conclusions: L. culinaris flour represents a non-meat alternative raw material in the manufacture of products with a good protein source. These results may encourage the use of Lentil flour with verdina variety of food products consumers. Financing: the Nutrition, Health and Food Quality Research Group, University of Cartagena.

Modelación y simulación computacional del proceso de evaporación osmótica

Contexto: Dentro de las tecnologías de procesamiento con membranas, la evaporación osmótica es una alternativa promisoria para la transformación de frutas exóticas, generando productos concentrados que pueden ser usados en la alimentación diaria, siendo más fáciles de consumir, disminuyendo gastos de transporte e incrementando la vida útil. Método: En este trabajo de investigación se estudió y desarrollo una estrategia integral para la modelación y simulación multifísica de los fenómenos de transferencia de masa y movimiento en el proceso de evaporación osmótica, por medio del software Comsol® y Matlab®, usando un enfoque de geometría axial en dos dimensiones como simplificación del módulo real y el método de elementos finitos para la solución numérica, las simulaciones fueron validadas experimentalmente en un sistema de evaporación osmótica a escala de laboratorio. Resultados: Los modelos utilizados y las simulaciones generadas fueron estadísticamente significativas (p<0,05) en predecir el comportamiento del flux, teniendo en cuenta el efecto de la velocidad y temperatura de alimentación, junto con la velocidad de la salmuera, obteniéndose correlaciones mayores al 96% entre los datos experimentales y los calculados. Conclusiones: Se encontró que para las condiciones estudiadas el modelo difusional Knudsen es el más adecuado en describir la transferencia del vapor de agua a través de la membrana hidrófoba; las simulaciones desarrolladas describen de forma adecuada el proceso de evaporación osmótica, convirtiéndose en una herramienta para el desarrollo más rápido y económico de esta tecnología.

Context: Within the processing technologies with membranes, osmotic evaporation is a promising alternative for the transformation of exotic fruits, generating concentrated products that can be used in the daily diet, being easier to consume, reducing transportation costs and increasing shelf life. Method: In this research, it was studied and developed a comprehensive strategy for multiphysics modeling and simulation of mass and momentum transfer phenomena in the process of osmotic evaporation through Comsol® and Matlab® software. It was used an axial geometry approach in two dimensions as simplifications of real module and the finite element method for the numerical solution. The simulations were validated experimentally in an osmotic evaporation system of laboratory scale. Results: The models used and the generated simulations were statistically significant (p <0,05) in predicting the flux behavior, taking into account the effect of flow and temperature feed together with the brine flow, being obtained correlations above 96% between experimental and calculated data. Conclusions: It was found that for the conditions studied the Knudsen diffusion model is most suitable to describe the transfer of water vapor through the hydrophobic membrane. Simulations developed adequately describe the process of osmotic evaporation, becoming a tool for faster economic development of this technology.

Análisis comparativo de la carbonización de cuesco de palma de aceite en reactores de lecho fijo

Contexto: La producción de aceite crudo de palma se ha incrementado en un 60 % en el país en los últimos 5 años. Este incremento va acompañado de la producción de cada vez mayores cantidades de residuos generados en el proceso de extracción. En este trabajo se evalúa el proceso de carbonización de cuesco de palma de aceite en diferentes reactores con miras a su aprovechamiento como fuente de energía renovable. Método: La carbonización se realiza en un montaje con retorta a escala laboratorio y en dos reactores de lecho fijo a escala semi-piloto. Se comparan los rendimientos másicos y las características fisicoquímicas de los productos utilizando la misma tasa de calentamiento y aumentando el tamaño del reactor y se estudia la influencia de la velocidad de calentamiento para la retorta. Resultados: Un aumento en la tasa de calentamiento de 2,5 K/min a 7,0 K/min ocasiona un 10 % de disminución de carbonizado y un aumento de 1,5 % y 20 % de gas y productos líquidos respectivamente. Al aumentar el tamaño del reactor, aumenta el rendimiento de carbonizado y de gas en un 6 % y 7 % respectivamente y disminuyen los productos líquidos en un 3 %. Conclusiones: Al aumentar el tamaño del reactor se favorecen los efectos de transferencia de masa y calor y las reacciones secundarias. Estos efectos junto con el uso de una tasa de calentamiento baja, conllevan a mayores rendimientos del carbonizado y a mayor rendimiento gaseoso con mayor poder calorífico.

Background: Raw palm oil production has increased 60% in the last 5 years in the country. This increase is accompanied by the production of a larger amount of residues generated during the extraction process. In this work, the carbonization of oil palm shells is assessed in different reactors in order to determine their use as a renewable energy source. Method: Oil palm shells carbonization is carried out in a laboratory scale retort set-up and two semi-pilot scale fixed bed reactors. Mass yields and physiochemical properties of products, are compared by increasing the size of the reactor at the same heating rate and the influence of the heating rate is studied in the retort set-up. Results: An increase in the heating rate from 2,5 K/min to 7,0 K/min promotes a 10 % of reduction of char and an increase of 1,5 % and 20 % of gas and liquid products respectively. When increasing the size of the reactor, the char and gas yields increase in 6 % and 7% respectively and liquid products decrease in 3 %. Conclusions: By increasing the reactor size, mass and heat transport phenomena and secondary reactions are promoted. This phenomena along with a reduction in heating rate generates larger char yields and larger gaseous yields with higher calorific value.

**Conciliación de inventarios top-down y bottom-up de emisiones de fuentes móviles en Bogotá, Colombia**

Objetivo: Este estudio presenta la conciliación del inventario de emisiones de fuentes móviles en Bogotá para el año 2013 aplicando las metodologías top-down y bottom-up. Método: Una comparación de las emisiones de las diferentes categorías vehiculares fue realizada, así como la distribución geográfica y temporal de las mismas, mediante la creación de un código de procesamiento en JAVA. El proceso empleó la mayor cantidad de información disponible por las autoridades del Distrito Capital y estudios previos. La innovación particular del presente estudio consiste en la obtención de los flujos vehiculares de vías secundarias a partir de un algoritmo que considera geometría de la vía, interacción entre vías arteriales y secundarias, y restricciones legales de movilidad. Resultados: Los resultados muestran la estimación de emisiones para los contaminantes CO, CO2, COV, NOx, SO2 y PM, además de su comparación con otros estudios realizados en la ciudad. Los valores obtenidos pueden ser catalogados como referentes mínimos y máximos de las emisiones emitidas para 2013, dada la incertidumbre de los datos. Conclusiones: El proyecto proporciona una herramienta muy útil como insumo para las autoridades para identificar puntos significativos de emisión y establecer estrategias para su reducción en pro de la mejora de la calidad del aire de los ciudadanos. Su desarrollo puede ser replicado en la generación de protocolos para la estimación de emisiones de fuentes móviles, considerando las ventajas que conlleva cuando existen limitaciones de información. El método propuesto aún cuenta con incertidumbres que no es posible determinar dada la calidad de las fuentes de información.

Aim: This study presents the reconciliation of inventories of mobile emission in Bogota in 2013, applying top-down and bottom-up methodologies. Method: A comparison of emissions from different vehicle categories was conducted, as well as the geographical and temporal distribution of them, by creating a processing code in JAVA. The process employed the largest amount of information available from the authorities of the Capital District, and previous studies. The innovation of this research is the estimation of the traffic flows in secondary roads, based on an algorithm that considers road geometry, interaction between arterial and secondary roads, and legal restrictions on traffic. Results: The results show the estimated emissions for pollutants CO, CO2, VOCs, NOx, SO2 and PM, and its comparison with other studies for the city. The values obtained can be classified as minimum and maximum references of the emissions generated in 2013, due to data uncertainty. Conclusions: The project provides an upmost useful tool as input for the authorities in order to identify areas with significant emissions and to develop strategies for emissions reduction, towards improving the air quality of citizens. This method can be replicated in the generation of protocols for estimating emissions from mobile sources, but results need to be carefully reviewed given the quality of information sources.

Rigidez de una base granular bajo humedad óptima y saturada

Objective: This research work addressed the comparison of the stiffness of a granular base under optimum water content and total saturation conditions. Methodology: The methodology focused in the development of an experimental program and the computation of a function, which permits to assess the elastic moduli of the material. A triaxial cell equipped by local LVDT transducers, capable of managing different stress paths, was used to measure the small-strain stiffness of a granular base under two different conditions of moisture. The material was compacted with optimum water content and subjected to a series of loading-unloading cycles under isotropic conditions. In addition, identical specimens were prepared to be saturated and the experimental procedure was repeated to obtain the moduli in these new circumstances. The moduli were assessed by a hyperbolic model, and its relationship with the confining pressure was computed. Results: The results indicated that numerical model was adjusted to the experimental results. In addition, it was found that the elastic moduli decrease 3% to 8% in conditions of total saturation versus the condition of optimum water contents. Conclusions: The small-strain stiffness in the granular base depends on the water content, and the moisture can affect the deformation in the pavement structures.

Objetivo: Este trabajo de investigación aborda la comparación de la rigidez de una base granular con contenido de agua óptimo y condiciones de completa saturación. Metodología: La metodología de trabajo se centró en el desarrollo de un plan experimental y el cálculo de una función que permite evaluar los módulos elásticos del material. Se utilizó una cámara triaxial para medir la rigidez del suelo, a pequeñas deformaciones, bajo dos condiciones diferentes de humedad. El equipo utilizado es capaz de generar trayectorias de esfuerzos y fue equipado con transductores locales tipo LVDT. El material se compactó con contenido óptimo de agua y se sometió a una serie de ciclos de carga-descarga en condiciones isótropas. Por otro lado, se prepararon las muestras idénticas para ser saturadas y repetir el mismo el procedimiento experimental bajo estas nuevas circunstancias. Los módulos fueron evaluados mediante un modelo hiperbólico y se calculó su relación con la presión de confinamiento. Resultados: Los resultados indicaron que el modelo numérico se ajustó a los resultados experimentales. Además, se encontró que los módulos de elasticidad disminuyen de 3% a 8% en condiciones de completa saturación frente a la condición de humedad óptima. Conclusiones: La rigidez a pequeñas deformaciones de la base granular depende de la humedad y que el contenido de agua puede inducir deformaciones en las estructuras de pavimento.

Un estudio comparativo de algoritmos de detección de objetivos en imágenes hiperespectrales aplicados a cultivos agrícolas en Colombia

Background: (HSI) Hyperspectral Images contain high spectral resolution information, in hundreds of contiguous bands over a specific range of the electromagnetic spectrum. In science and industry, hyperspectral information is exploited by means of classification, anomaly and target detections algorithms. Specifically, in the last two decades a wide variety of hyperspectral target detection algorithms have been proposed. However, an optimal target detection algorithm with a remarkable performance over different kinds of targets and scenarios is still an active matter of research, due to the high spectral variability and diversity of real-world scenarios. Aim: This work presents a comparative study of target detection algorithms in hyperspectral imagery applied to agricultural crops in Colombia for evaluate performance in different scenarios. Method: The evaluations were performed on 20 real HSI acquired by the satellite Hyperion sensor, and 6 synthetic HSI with different noise levels. 5 synthetic targets were implemented; more than 115 spectral real signatures were extracted, 11 of those signatures were used as target in the testing process, allowing to characterize 5 agricultural crops of Colombian northeastern in 5 different areas. Results: The results show that the Adaptive Coherence Estimator (ACE) algorithm has a better performance in terms of detection probabilities P D > 90% for different scenarios and targets of agricultural type, in both synthetic and real images. Conclusions: In applications for target detection in HSI, it is critical to find an algorithm to have optimal performance for different scenarios and targets, due to the spectral variability generated by the geographical conditions countrywide. On the other hand, this work shows that is possible the development of new research fields and applications at the national level, taking advantage of hyperspectral imaging techniques for spectral detection, specifically for Colombian agriculture.

Contexto: Las imágenes hiperespectrales (HSI) contienen información en alta resolución espectral, en cientos de bandas contiguas sobre un rango del espectro electromagnético. Se ha tomado ventaja de la información espectral mediante algoritmos de clasificación, detección de cambios, de anomalías o detección de objetivos. Específicamente, en las dos últimas décadas han sido propuestos diferentes algoritmos para detectar objetivos en HSI. Sin embargo, encontrar un algoritmo de detección con un desempeño óptimo para diferentes escenarios y objetivos, aún es materia de investigación, debido a la alta variabilidad espectral y diversidad de escenarios del mundo real. Objetivo: La presente investigación realiza un estudio comparativo de algoritmos de detección de objetivos en imágenes hiperespectrales aplicados a la agricultura colombiana. Método: Las evaluaciones se realizaron sobre 20 HSI reales adquiridas por el sensor satelital Hyperion y 6 HSI sintéticas con diferentes niveles de ruido. En el desarrollo de la investigación se implantaron 5 objetivos sintéticos; y se extrajeron más de 115 firmas espectrales reales, 11 de ellas fueron usadas como objetivo en la evaluación de los algoritmos, permitiendo la caracterización de 5 cultivos agrícolas del nororiente colombiano en 5 áreas de estudio diferentes. Los resultados muestran que el algoritmo de Estimación de Coherencia Adaptativo (ACE) presenta un mejor desempeño con probabilidades de detección P D > 90% para diferentes escenarios y objetivos de tipo agrícola, tanto en imágenes sintéticas como reales. Conclusiones: En aplicaciones de detección de objetivos en HSI, es crítico encontrar un algoritmo que presente un rendimiento óptimo para diferentes escenarios y objetivos, debido a la variabilidad espectral generada por las diferentes condiciones geográficas de Colombia. Por otra parte, este trabajo permite mostrar que es posible realizar nuevas investigaciones y aplicaciones a nivel nacional tomando ventaja de las técnicas de imágenes hiperespectrales y algoritmos de detección espectral; específicamente en el sector de la agricultura colombiana.

Análisis de vulnerabilidad de sistemas de potencia incluyendo incertidumbre en las variables con lógica difusa tipo 2

Objetivo: En este trabajo se propone una nueva metodología de análisis de vulnerabilidad de sistemas de potencia incluyendo incertidumbre en algunas variables. Método: La metodología implementa un modelo de optimización binivel entera-mixta. En el nivel inferior se minimizan los costos asociados a la generación de energía y a la penalidad por deslastre de carga, mientras que en el nivel superior se maximiza el daño en el sistema de potencia representado por el deslastre de carga. Se utiliza la Lógica Difusa tipo 2 para modelar la incertidumbre tanto en variables lingüísticas como en variables numéricas. Las variables lingüísticas modelan los factores del entorno geográfico mientras que las variables numéricas modelan los parámetros del sistema de potencia. Resultados: La metodología se validó en un sistema de prueba IEEE RTS-96 modificado. Los resultados muestran que al incluir particularidades del entorno geográfico se detectan distintas vulnerabilidades en el sistema de potencia. Además, se logró identificar que el componente más crítico del sistema es la línea 112-123, ya que es atacada 16 veces en 18 escenarios contemplados, y que el máximo deslastre de carga en el sistema varía desde 145 a 1258 MW. Conclusiones: Esta metodología puede ser usada para coordinar y afinar los planes de seguridad de la infraestructura eléctrica del sistema. Financiamiento: Grupo de investigación EMC-UN.

Objectives: This paper presents a new methodology for analyzing the vulnerability of power systems including uncertainty in some variables. Method: The methodology optimizes a Bi-level mixed integer model. Costs associated with power generation and load shedding are minimized at the lowest level whereas at the higher level the damage in the power system, represented by the load shedding, is maximized. Fuzzy logic type 2 is used to model the uncertainty in both linguistic variables and numeric variables. The linguistic variables model the factors of the geographical environment while numeric variables model parameters of the power system. Results: The methodology was validated by using a modified IEEE RTS-96 test system. The results show that by including particularities of the geographical environment different vulnerabilities are detected in the power system. Moreover, it was possible to identify that the most critical component is the line 112-123 because it had 16 attacks in 18 scenarios, and that the maximum load shedding of the system varies from 145 to 1258 MW. Conclusions: This methodology can be used to coordinate and refine protection plans of the power system infrastructure. Funding: EMC-UN research group.

Sistema de control domótico de bajo costo: un respaldo a la generación ecológica de energía eléctrica en Colombia

Contexto/objetivo: En Colombia, el consumo de energía eléctrica residencial representa aproximadamente el 40 % de la demanda nacional, por lo tanto es relevante incursionar en alternativas que reduzcan este consumo. El objetivo de este trabajo fue elaborar un prototipo domótico de control de luminarias de una vivienda para el uso eficiente de la energía. Método: El sistema consta de módulos de control autónomos y un módulo gestor de información; el módulo de control regula las luminarias usando un microcontrolador y un sensor de presencia, e intercambia datos a través de un transceptor de radio frecuencia; el módulo gestor permite el acceso a los módulos de control mediante una interfaz Web. El prototipo fue implementado en una vivienda en la ciudad de San José de Cúcuta, Colombia, por un periodo de sesenta días. Resultados: La aplicación del sistema disminuyó el consumo total de la vivienda en un 3,75 %, con una unidad tipificada de -1,93 obtenida del análisis estadístico. Conclusiones: Se concluye que el prototipo es de bajo costo en comparación con tecnologías similares disponibles en los mercados nacional e internacional, y que reduce el desperdicio de energía eléctrica producto de los hábitos de consumo de los residentes de la vivienda del caso de estudio. Financiamiento: Universidad Francisco de Paula Santander.

Context/Objective: In Colombia, consumption of residential electricity accounts for about 40% of the national demand; therefore, alternatives to reduce this consumption are needed. The goal of this study was to develop a home automation prototype to control the illumination of a household and to foster the efficient use of energy. Method: The system consists of independent control modules and an information manager module; the control module regulates the luminaires using a microcontroller and a presence sensor, and exchanges data by means of a radio frequency transceiver; the manager module allows the access to the control modules from a Web interface. The prototype was implemented in a household located in the city of San José de Cúcuta, Colombia, during a 60 days period. Results: The operation of the system diminished the total electricity consumption by 3,75 %, with a z-score of -1,93 that was obtained from the statistical analysis. Conclusions: We concluded that the prototype is inexpensive in comparison to similar technologies available in the national and international markets, and it reduces the waste of electrical energy due to the consumption habits of the residents in the case study.

Tecnicas inteligentes en la asignacion de espectro dinamica para redes inalambricas cognitivas

Objetivo: El objetivo de este trabajo es estudiar las aplicaciones de las diferentes técnicas de inteligencia artificial y aprendizaje autónomo en la asignación dinámica de espectro para redes inalámbricas cognitivas, es especial las distribuidas. Método: El desarrollo del presente trabajo se realizó a través del estudio y análisis de algunas de las publicaciones más relevantes en la literatura actual por medio de la búsqueda en revistas internacionales indexadas en ISI y Scopus. Resultados: Se determinaron las técnicas de inteligencia artificial y aprendizaje autónomo más relevantes y con mayor aplicación en la asignación de espectro para redes inalámbricas cognitivas. Conclusiones: La implementación de una técnica o del conjunto de las mismas depende de las necesidades en procesamiento de la señal, compensaciones en los tiempos de respuesta, disponibilidad de las muestras, capacidad de almacenamiento, capacidad de aprendizaje, robustez, entre otras.

Objective: The objective of this work is to study the applications of different techniques of artificial intelligence and autonomous learning in the dynamic allocation of spectrum for cognitive wireless networks, especially the distributed ones. Method: The development of this work was done through the study and analysis of some of the most relevant publications in current literature through the search in indexed international journals in ISI and Scopus. Results: the most relevant techniques of artificial intelligence and autonomous learning were determined. Also, the ones with more applicability in the allocation of spectrum for cognitive wireless networks were determined, too. Conclusions: The implementation of a technique, or set of them, depends on the needs in signal processing, compensation in response times, sample availability, storage capacity, learning ability and robustness, among others.

Generación de mapas de ruido (industrial) desde sistemas de información geográfica. Un acercamiento desde la literatura

Contexto: El ruido en el ámbito laboral, en todo tipo de actividades productivas, representa un peligro y realmente no se ha valorado en su real dimensión. Poco se ha visto que las partes interesadas hayan determinado la urgencia de manejar programas de control del ruido. Por lo tanto, las pérdidas resultantes de los tratamientos médicos y el ausentismo, representados en el cuidado de la salud y servicios sociales, resultan en costos ocultos relacionados con el trabajo que afectan directamente el producto interno bruto en cualquier país. Método: Este artículo recopila diferentes estudios de caso en todo el mundo. Los estudios se dividieron para su revisión en los estudios generales sobre los efectos del ruido de la mano de obra y luego particularizado de acuerdo a los efectos del ruido industrial en la salud de los trabajadores. A un nivel de control, la evaluación y medición del ruido se define mediante el uso de herramientas tales como mapas de ruido y sus respectivas derivaciones, además de bases de datos espaciales. Resultados: De acuerdo a la recopilación de información y el análisis de la misma observamos que a mediano plazo las economías van estar disminuidas en un porcentaje importante debido a las consecuencias generadas por la exposición al ruido. La información específica se encuentra en el desarrollo del artículo. Conclusiones: Los datos aportados por los estudios de caso señalan la necesidad que Colombia, país que no es ajeno a este fenómeno, y que adicionalmente tiene la gran desventaja de no contar con estudios significativos en el campo del análisis de ruido, deberá fortalecer los estudios basados en datos espaciales como mecanismo de medición y control. Financiamiento: Fundación universitaria Los Libertadores.

The noise in the workplace, in all kinds of productive activities, represents a menace and it true has not been truly assessed in its real dimension. Little has been seen from the people concerned in this matter to give the urgency to manage noise control programs. Therefore, disposals resulting from medical treatments and absenteeism, represented in health care and social services, result in labor-related hidden costs that directly affect the gross domestic product in any country. Method: This article compiles different studies worldwide. The studies were divided for revision into general studies about the effects of labor noise and then, particularized according to the effects of industrial noise on workers' health. At a control level, the evaluation and measurement of noise is defined by using tools such as noise maps and their respective derivations in addition to spatial databases. Conclusions: The data provided by the case studies points to the need in Colombia, a country that is no stranger to this phenomenon, and additionally has the great disadvantage of not having significant studies in the field of noise analysis. It strengthens studies based on spatial data and measurement and control mechanism.