Tecnura

EDITORIAL

Adsorción de rojo 40 sobre cascarilla de arroz: determinación del equilibrio, cinética y termodinámica

Resumen Contexto: Los residuos agrícolas se han convertido en adsorbentes no convencionales de gran interés debido a su amplia disponibilidad, mínimo costo y alta eficiencia. En este trabajo se evaluó la capacidad adsorbente del subproducto cascarilla de arroz (CA) en la remoción del colorante aniónico rojo 40 (R40), bajo un sistema discontinuo. Método: Para determinar las mejores condiciones de remoción de este colorante, se implementó un diseño factorial 23, que permite alcanzar una remoción del 75,6 % a pH=2,0, concentración inicial de 15 mg/L, dosificación de 8,0 g/L y tiempo de contacto de 18 horas. Resultados: Se evaluó el equilibrio del proceso y se encontró que el modelo Langmuir es el que mejor representa los resultados experimentales con q máx de 2,74 mg/g y un coeficiente de ajuste de R2 = 0,987. En cuanto a la cinética, el modelo de pseudosegundo orden con q t de 1,09 mg/g presentó el mejor ajuste (R2 = 0.970). Con respecto a las propiedades termodinámicas, la energía libre de Gibbs (con ΔG = -1,11 kJ/mol) y la entropía (con ΔS = 23,9 J/mol*K), señalan un proceso espontáneo, en tanto que la entalpía mostró que la remoción de R40 constituye un proceso endotérmico, con un de ΔH = 6,71 kJ/mol. Adicionalmente, la energía de activación con valor de 14,1 kJ/mol sugiere que el mecanismo de adsorción del R40 transcurre a través de una fisi-adsorción. Conclusiones: Estos resultados señalan que la cascarilla de arroz ofrece una adecuada capacidad adsorbente para la retención de colorantes azo de efluentes contaminados y que el escalado de dicho proceso es factible dadas sus características termodinámicas.

Abstract Context: Agricultural residues have become unconventional adsorbents of great interest due to their wide availability, minimum cost, and high efficiency. In this work, the adsorbent capacity of rice husk by-product (RH) in the Red 40 (R40) anionic dye removal was evaluated under a discontinuous system. Method: For determining the best conditions for the removal of this dye, a factorial design 23 was implemented, which allows to achieving a removal of 75.6% at pH = 2.0, an initial concentration of 15 mg/L, dosage of 8.0 g/L, and contact time of 18 hours. Results: The equilibrium, kinetics and thermodynamic properties of the process were evaluated. It was found that the Langmuir model best represents the experimental results with q max of 2.74 mg/g and an adjustment coefficient of R2=0.987. Regarding kinetics, the pseudosecond order model with qt of 1.09 mg/g presented the best fit (R2 = 0.970). Finally, Gibbs free energy (ΔG = -1.11 KJ/mol) and entropy (ΔS = 23.9 J/mol*K) indicate a spontaneous process, while enthalpy showed that the removal of R40 constitutes an endothermic process, with ΔH = 6.71 KJ/mol. Furthermore, the activation energy of 14.1 KJ/mol suggests that the mechanism of adsorption of the R40 takes place through a physi-adsorption. Conclusions: These results indicate that the rice husk offers a adequate adsorbent capacity for the retention of azo dye off contaminated effluents; besides, scaling up this process is feasible given its thermodynamic characteristics.

Aprovechamiento de los tipos de pensamiento matemático en el aprendizaje de la programación funcional

Resumen Contexto: En el presente artículo se exponen y analizan los resultados de una investigación realizada en el aula, en el contexto del aprendizaje de la programación funcional a nivel universitario en Ingeniería de Sistemas y Computación, a partir de la aplicación de los tipos de pensamiento matemático y de su uso en el lenguaje de programación DrRacket. El propósito fue establecer nexos entre los tipos de pensamiento matemático y la programación de computadores (para los estudiantes de primer semestre). Metodología: Para el desarrollo de esta investigación se trabajó con un grupo de estudiantes de primer, aplicando la metodología propuesta. Las evaluaciones, basadas en los tipos de pensamiento matemático, se hicieron en otro grupo que estaba recibiendo la asignatura por los métodos convencionales. En este solamente se adelantaron las pruebas evaluativas; no se hizo ningún monitoreo al respecto de su aprendizaje. Resultados: Los resultados muestran grandes ventajas cuando se articulan matemáticas y programación dentro del contexto de una asignatura que les confiere sentido a ambas áreas. Conclusiones: Se concluye que la programación funcional se aprende de una manera más fácil cuando se relaciona con los tipos de pensamiento matemático y viceversa.

Abstract Context: This article presents and analyzes the results of a research carried out in a classroom, in the context of the learning of functional programming at university level in Systems Engineering and Computing program, from the application of the types of mathematical thinking and their use in the DrRacket programming language. The purpose was to establish links between the types of mathematical thinking and computer programming (for first-semester students). Methodology: For the development of the research, we worked with a group of first-year students, applying the proposed methodology of mathematical thinking. The evaluations, based on the types of mathematical thinking, were made in another group that was receiving the subject by conventional methods. In this group only the evaluative tests were carried out; no monitoring of their learning was done. Results: The results show great advantages when articulating mathematics and computer programming within the context of a subject that gives meaning to both areas. Conclusions: It is concluded that functional programming is learned in an easier way when it is related to the types of mathematical thinking and vice versa.

Microprocesador softcore de 8 bits con doble acumulador diseñado para ser usado en FPGA

Abstract Context: This paper is presents the design and implementation of an 8-bit softcore RISC microprocessor able to be run on space-optimized FPGA, in order to be used for embedded applications. Method: The design of this microprocessor was developed in Verilog hardware description language and can be implemented in FPGA from different manufacturers; therefore, the user has only to define the input and output ports according to the type of FPGA. This is an accumulator-type processor, but it has two different accumulators that can be used as pointers for indirect addressing. The processor is Harvard with a RAM of 8x256 bits, and a ROM that can be resized from 17x252 bits to 17x8K bits. Additionally, it has one 8-bit input port, one 8-bit output port, and one 8-bit address port, which means that the processor can address more than 256 8-bit output and input ports/devices. Results: The developed processor, named “ZA-SUA,” was compared with PICOBLAZE softcore and other three similar processors of free distribution in the Web, and some improvements over those were found. Criteria such as the Flip Flops used, occupied LUTs, Slices in use, and maximum delay of each processor were analyzed, all these results were obtained from the implementation of the processors in the Xilinx FPGAs. Conclusions: The designed architecture is composed by two accumulators, which can be used either as source or destination for the operation of the ALU. This fact gives some flexibility to the design, doing it better than a single-accumulator processor, and getting it closer to the register-based processors.

Resumen Contexto: Se diseñó e implementó un microprocesador softcore RISC de 8 bits para que funcionara sobre dispositivos FPGA, y que estuviera optimizado en espacio con el fin de usarlo en aplicaciones embebidas. Método: El diseño de este microprocesador se desarrolló en el lenguaje de descripción de hardware Verilog, y puede ser implementado en FPGA de diferentes fabricantes, de tal forma que el usuario solo tenga que definir los puertos de entada y de salida, según el FPGA utilizado. El procesador desarrollado es de tipo acumulador, pero tiene dos diferentes acumuladores que pueden ser usados como apuntador para direccionamiento indirecto. El procesador es Harvard, con una RAM de 8x256 bits y una ROM que puede ser redimensionada desde 17x252 bits hasta 17x8K bits. También, tiene un puerto de entrada de 8 bits, uno de salida de 8 bits y otro de direcciones de 8 bits, lo que significa que puede direccionar hasta 256x8 bits puertos o dispositivos de salida y la misma cantidad de entrada. Resultados: El procesador, denominado ZA-SUA, fue comparado con el softcore Picoblaze y con otros tres procesadores similares de libre distribución en la Web, y se alcanzaron algunas mejoras sobre ellos. Se analizaron criterios como número de flip flops usados, LUT ocupadas, slices en uso y retardo máximo de cada procesador, todos estos resultados fueron obtenidos de la implementación de los procesadores en FPGA de Xilinx. Conclusiones: La arquitectura diseñada está compuesta por dos acumuladores, los cuales pueden ser usados como fuente o destino de las operaciones de la ALU. Este hecho da cierta flexibilidad al diseño, haciéndolo mejor que un procesador con un solo acumulador, y acercándolo más a un procesador basado en registros.

Evaluación de impacto ambiental de la cantera “La Represa”, en la provincia de San Luis, Argentina

Resumen Contexto: Los estudios de impacto ambiental (EIA) constituyen herramientas importantes puesto que permiten pronosticar las consecuencias que tiene el desarrollo de una actividad extractiva en el entorno donde se localiza. El objetivo de este trabajo es adelantar la evaluación ambiental de la cantera de piedra laja La Represa, ubicada en la provincia de San Luis, Argentina. Método: Se utilizó una matriz de doble entrada que permite estimar los impactos ambientales en el medio receptor. Dicha matriz considera determinadas cualidades de los pasivos ambientales que se introducen en una función para generar un índice denominado importancia del pasivo ambiental (IM). Mediante la comparación de estos índices es posible determinar los impactos ambientales que resultan críticos para el entorno estudiado. Resultados: El análisis efectuado permitió determinar que el paisaje es el único elemento ambiental que tiene una afectación negativa crítica en inmediaciones de la explotación de la cantera. No obstante, se evidenció un importante mejoramiento en la calidad de vida de los pobladores de la zona a partir de este emprendimiento minero. Conclusiones: La explotación de piedra laja es primordial para la manutención de varias familias en la localidad de Riocito. Sin embargo, es conveniente tomar medidas que puedan amortizar la afectación paisajística en el lugar. Este trabajo propone algunas opciones de remediación y restauración que podrían implementarse durante y al finalizar la operación.

Abstract Context: Environmental impact studies (EIS) are important tools since they allow forecasting the consequences of the development of an extractive activity in the environment that surrounds it. The objective of this work is to perform the environmental impact assessment of “La Represa,” a flagstone quarry located in San Luis Province, Argentina. Method: A double-entry matrix was used to assess the environmental impacts in the environment affected by extractive activities. This matrix considers certain qualities of environmental liabilities that are introduced in a function to generate an index called “Importance of Environmental Liability” (IM). By comparing these indices, it is possible to determine the environmental impacts that are critical for the studied environment. Results: The analysis allowed to determine that the landscape is the only environmental element that has a critical negative impact in the vicinity of the exploitation of the quarry. However, there was evidence of an important improvement in the quality of life of the inhabitants of the area from this mining undertaking. Conclusions: The exploitation of flagstone is essential for the maintenance of several families in the village of Riocito. However, it is advisable to take measures that can amortize the negative effect on the landscape of the place. This paper proposes some remediation and restoration options that could be implemented during and at the end of the operation.

Diagnóstico de los efectos generados por el tráfico de largo destino en la malla vial del municipio de Cachipay, Cundinamarca

Resumen Contexto: Este estudio presenta la débil infraestructura que existe en las carreteras de largo destino. Se muestra, como estudio de caso, el municipio de Cachipay el cual no escapa a una serie de inconvenientes en materia de movilidad debido a las fallas de la malla vial. Método: La investigación se desarrolló en la línea de investigación de la modelación y simulación de problemas; con el planteamiento de un estudio de caso mediante el análisis e inventario de daños, por medio de dos alternativas, escogiendo la más apropiada. Resultados: La búsqueda de soluciones a los problemas de movilidad en el municipio de Cachipay ha generado un incremento de circulación vehicular por las calles del municipio, que oscila entre un 67 % a un 46 %, según los conteos de tráfico registrados en los días entre semana contra días festivos. Conclusiones: Cachipay, por ser un municipio cercano a la capital, debe contar con propuestas que contribuyan a solucionar el deterioro de las calles y vías alternas, y a fortalecer el parque automotor del municipio.

Abstract Context: This study presents the weak infrastructure that exists on long-haul roads. The municipality of Cachipay, Cundinamarca, is taken as a case study, which does not escape a series of mobility inconveniences due to the failures of the road network. Method: The research was developed in the line of investigation of modeling and simulation of problems, with the approach of a case study through inventory and damage analysis, developing two alternatives, and choosing the most appropriate one. Results: The search for solutions to mobility problems in the municipality of Cachipay has generated an increase in vehicular traffic through the streets of the municipality, ranging from 67% to 46%, according to traffic counts recorded on weekdays against the holidays. Conclusions: Because it is a municipality near the capital, Cachipay ought to have proposals that contribute to solve the deterioration of the streets and alternate roads, and to strengthen the municipal vehicle fleet.