Ciencia e Ingeniería Neogranadina

RELATION BETWEEN THE MECHANICAL AND TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF NITRIDED Ti6AL4V ELI BY GLOW DISCHARGE PLASMA

En este trabajo se estudió el comportamiento tribológico, la rigidez y dureza, de la superficie de la aleación Ti6Al4V ELI después de llevar a cabo un tratamiento de nitruración por descarga intensa de plasma a temperaturas de 450, 480 y 520 °C. El par tribológico empleado fue metal-metal (pin de Ti6Al4V ELI - disco de Ti6Al4V ELI con tratamiento) para el respectivo cálculo del coeficiente de fricción. Los ensayos de nanoindentación se realizaron con una punta de ultra alta dureza de módulo de rigidez conocido, que permitió obtener la dureza promedio y el módulo de Young en GPa, de acuerdo con las normas ISO 14577 y ASTM G99-95 respectivamente. Para la caracterización del sustrato, se empleó microscopia electrónica de barrido, microscopia de fuerza atómica y difracción de rayos X, obteniendo así características importantes del comportamiento elástico-plástico, antes y después de aplicarse la nitruración a la aleación por descarga intensa de plasma.

This paper presents the study of the tribological behavior, rigidity and hardness, of the Ti6Al4V ELI alloy surface, after the performance of a glow discharge nitriding process at 450, 480 and 520 °C. The tribological pair used was metal-metal (Ti6Al4V ELI pin - Ti6Al4V ELI pre-treated disc) for the respective calculation of the coefficient of friction. Nanoindentation tests were performed with an ultra-high hardness tip with a known stiffness modulus, which provided the average hardness and Young's modulus in GPa according to ISO 14577 and ASTM G9995 standards, respectively. Also, for the characterization of the substrate, electronic scanning microscopy, atomic force microscopy, and X-ray diffraction were used, to obtain, thus, important elasti-plastic behavioral characteristics, before and after the glow discharge plasma nitriding process was applied to the alloy.

SURVEY ANALYSIS OF VOICE QUALITY AND COVERAGE IN A GSM EMERGENCY NETWORK

En este documento se muestran los resultados obtenidos al medir los parámetros de calidad de voz en una solución propuesta de telecomunicaciones para la atención de desastres en situaciones de emergencia, haciendo uso de software libre para interconectar llamadas, protocolos de comunicaciones empleados en las redes GSM (Global System Mobile) en la banda DCS-1800 (Digital Cellular Service -1800MHz), que facilita el uso de cualquier terminal móvil comercial, utilizando un USRP (Universal Software Radio Peripheral) en conjunto con sistema de telefonía IP basado en Asterisk. El USRP se encarga de emular la operación de una BTS (Base Transceiver Station) al ejecutar las funciones de un PBX (Private Branch Exchange), permitiendo la coordinación de las entidades responsables de responder y atender este tipo de emergencias. Las mediciones del desempeño de la red se realizaron a partir de tres parámetros probabilísticos: GoS (Grade of service), DCR (Dropped Call Rate) y MOS (Mean Opinion Score). Con el uso de 8 terminales y escogiendo un GoS del 2% se generó un tráfico de hasta 3,6 Erlang. Esta medición se realizó empleando modelos probabilísticos de Erlang B. Se realiza el comparativo de la cobertura de la red aplicando el modelo Okumura-Hata sin el uso de amplificadores.

This paper contains the results obtained by measuring the voice quality parameters in a mobile telecommunications network for disaster attention in an emergency situation. The infrastructure used free software, an IP telephony system based on Asterisk, to interconnect calls, also used communications protocols of GSM (Global System Mobile) in the DCS-1800 (Digital Cellular Service band -1800MHz) that facilitates the use of any commercial mobile terminal. The system also used USRP (Universal Software Radio Peripheral), that is responsible for emulating the operation of a BTS (Base Transceiver Station) performing the functions of a PBX (Private Branch Exchange), further allows the coordination of different entities in charge of responding to these type of emergencies. The measurements of network performance were made from three probabilistic parameters: GoS (Grade of Service), DCR (Dropped Call Rate) and MOS (Mean Opinion Score). Using eight mobile stations and choosing a GoS of 2%, traffic up to 3.6 Erlang was generated. This measurement was performed using probabilistic models of Erlang B. Comparison the coverage of the BTS is carried out by applying the model Okumura-Hata without amplifiers.

BUSINESS PROCESS MANAGEMENT TOOLS AND ITS RELATION TO BUSINESS PROCESS LIFE CYCLE: A LITERATURE REVIEW

Este artículo presenta una revisión sobre la oferta de herramientas de tecnología de información, TI, para la gestión de procesos de negocio (Business Process Management - BPM). Para esto, se desarrolla una conceptualización de las etapas del ciclo de vida de los procesos de negocio y se realiza una descripción de las herramientas de TI desde una perspectiva funcional. Luego, se realiza un mapeo para ubicar las herramientas de TI en cada una de las fases del ciclo de vida. Este trabajo se constituye en una referencia para los profesionales que desarrollan iniciativas de BPM, así como para investigadores, profesores y estudiantes interesados en el tema. La principal contribución del trabajo es la conceptualización de las etapas del ciclo de vida de BPM y la identificación de herramientas de TI que soportan cada una de estas.

This paper presents a review of the wide range of information technology (IT) tools for Business Process Management (BPM). First, a conceptualization of the stages of the business processes life cycle was developed and the IT tools were described from a functional perspective. Then, a mapping of IT tools in each the phases of the life cycle of BPM was done. This work constitutes a reference for professionals responsible for developing BPM initiatives, as well as researchers, teachers, and students interested in the subject. The main contribution of this work is the conceptualization of the stages of the BPM lifecycle and the identification of IT tools that support each of these stages.

DOCUMENT SEARCH SUPPORTED ON AN ONTOLOGICAL INDEXING SYSTEM CREATED WITH MAPREDUCE

Este artículo presenta un sistema de búsqueda soportado en un sistema de indexación ontológico. La técnica presentada utiliza emparejamiento de retículos. El proceso de emparejamiento se realiza entre el retículo podado con el espacio de búsqueda del corpus y el retículo con el espacio de búsqueda de la consulta. Dicho proceso permite realizar un filtrado con los documentos que deben presentarse al usuario. El sistema propuesto fue implementado utilizando el modelo de programación MapReduce. Los resultados experimentales reflejan la eficacia del sistema, al brindar al usuario una mayor correspondencia de los resultados con el dominio de búsqueda. Además, se evidencian mejoras en el rendimiento y mayor precisión en los resultados mostrados al usuario. La evaluación realizada se incluye al final del artículo.

This paper presents a search system supported on an ontological indexing system. The approach we present is based on lattice matching. The system performs a matching operation that takes as input a pruned lattice of ontological terms associated with the documents in a corpus and a query lattice. The matching process selects relevant documents and ranks them in accordance to their closeness to the user's query. We have implemented our approach on top of MapReduce. The experimental results support the efficacy of the system by providing users with a greater consistency among the results and the search domain. The results displayed to the users also show performance enhancements and improved accuracy. The test results are included at the end of the paper.

LUPA ESPACIO-TEMPORAL: UNA HERRAMIENTA PARA EL ANÁLISIS VISUAL DE TRAYECTORIAS EN UNA BODEGA DE DATOS

En este artículo se presenta una herramienta visual para facilitar el análisis de trayectorias y el descubrimiento de patrones espacio-temporales a partir de una bodega de datos de trayectorias (BDT). La herramienta propuesta, una lupa espacio-temporal, permite que el analista se enfoque en una determinada región donde han ocurrido varias trayectorias y permite detectar, según ciertos parámetros especificados por el analista a través de una interfaz gráfica, p. ej. la relación de cercanía de una trayectoria con otras o con los sitios a su alrededor. En el artículo se proponen y definen formalmente las relaciones de cercanía derivadas entre trayectorias y entre trayectorias y sitios. Una contribución adicional fue el enriquecimiento de un modelo de una BDT con el fin de permitir la formulación de consultas más expresivas y apoyar el aspecto de visualización de la herramienta propuesta. Aunque se requieren experimentos más exhaustivos, los resultados evidenciaron algunos patrones espacio-temporales que demuestran la conveniencia y la utilidad de la herramienta.

This paper presents a visual tool to facilitate the trajectory analysis and the discovery of spatio temporal patterns in a trajectory data warehouse (TDW). The proposed tool is a spatio-temporal magnifying glass that allows analysts to focus on a specific region, where several trajectories have occurred and to detect, according to some parameters specified by the analyst through a graphical interface, e.g. the closeness relationship between trajectories or between a trajectory and its surrounding sites. In this paper, we propose and formally define derived closeness relationships between trajectories and between trajectories and sites. An additional contribution was the enrichment of a TDW model in order to allow the formulation of more expressive queries and to support the visualization aspect of the proposed tool. Although experiments that are more exhaustive are required, our results evidenced some spatio-temporal patterns that demonstrate the convenience and advantages of our tool.

BATHYMETRIC SURVEY OF THE NEVES PAULISTA SEWAGE TREATMENT PLANT

Las lagunas de estabilización son uno de los sistemas naturales para tratamiento de aguas residuales más adecuados para reducir los impactos ambientales por vertimiento de efluentes en países en vías de desarrollo. La presente investigación tuvo como objetivo diagnosticar la acumulación de lodos y evaluar el desempeño de la planta de tratamiento de aguas residuales de la ciudad Neves Paulista (São Paulo, Brasil). Mediante un estudio batimétrico de las lagunas de estabilización anaerobia y facultativa se determinaron los perfiles y volúmenes de acumulación de lodos; se midieron diversos parámetros de la calidad del agua afluente y efluente, así como el caudal entrante durante 24 horas consecutivas. La batimetría indicó que los lodos acumulados redujeron los volúmenes útiles de las lagunas anaerobia y facultativa en 26,4% y 23,7% respectivamente y que su heterogénea distribución en las unidades de tratamiento afectó su desempeño hidráulico. La eficiencia media de remoción de la DBO fue del 76,6%, inferior a la mínima establecida por la legislación ambiental brasilera. El número más probable de coliformes fecales en el efluente fue de 6,34x10(5)/100mL, que superó en gran medida los valores máximos permitidos para vertimientos en cuerpos receptores. La planta requiere de la implementación de un sistema de pre-tratamiento, de la remoción de los lodos acumulados en las zonas más críticas y la implementación de un sistema de postratamiento que garantice remoción adicional de DBO y coliformes para ajustarse a la normatividad ambiental.

Waste stabilization ponds are one of the most suitable natural wastewater treatment systems for reducing the environmental impacts produced by effluents dumping in developing countries. The objectives of this research were to diagnose the sludge accumulation and to evaluate the performance of the sewage treatment plant STP at Neves Paulista city (São Paulo, Brazil). Through a bathymetric study of the anaerobic and facultative lagoons, the profiles and volume accumulation of sludge were determined, different water quality parameters of the plant influent and effluent were measured, and the raw wastewater flow was measured during 24 consecutive hours. Pond bathymetry showed that the accumulated sludge reduced the working volumes of the anaerobic and facultative ponds in 26.4% and 23.7% respectively. Furthermore, the heterogeneous distribution in the lagoons affected their hydraulic performance. The average efficiency removal of BOD was 76.6%, smaller than the minimum efficiency allowed by the Brazilian legislation. The effluent most probable number of fecal coliforms was 6.34x10(5)/100mL, highly exceeding the maximum permitted values for dumping into receiving water bodies. The plant requires the implementation of a pretreatment system, the removal of accumulated sludge in the most critical zones, and the implementation of a post treatment system to guarantee additional BOD and fecal coliforms removal in order to adjust the efficiency to the environmental legislation standards.

VANET APPLICATIONS FOCUSED ON ENVIRONMENTAL SUSTAINABILITY, A SYSTEMATIC REVIEW

La alta demanda de energía en sectores clave de la productividad incita a una búsqueda permanente de nuevas formas de utilizar los recursos naturales no renovables, que contribuya al mejoramiento de aspectos como sostenibilidad y eficiencia. Los Sistemas Inteligentes de Transporte Verdes buscan el mejoramiento de la movilidad, la reducción de la accidentalidad y la mitigación del impacto ambiental mediante la gestión inteligente del tráfico vehicular a través de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC). Este artículo presenta una revisión de las Redes Vehiculares Ad hoc (VANET), sus características y enfoques, además de la clasificación de sus aplicaciones, los modelos de movilidad utilizados, y una caracterización para el modelado del tráfico vehicular, junto con sus particularidades, en Colombia. Se concluye con la tendencia actual de simulación y el desarrollo futuro del proyecto de investigación.

High energy demand in productivity key sectors promotes a constant search for new ways to use non-renewable natural resources that contribute to improve sustainability and efficiency. Green Intelligent Transportation Systems (Green ITS) aim to improve mobility, reduce accident rates, and mitigate environmental impact through intelligent traffic management using Information and Communication Technologies (ICT). This paper presents a systematic review of Vehicular Ad hoc Networks (VANET), their features and approaches, as well as the classification of their applications; it also presents the mobility models used and a description of a modeling approach of the vehicular flow in the Colombian roadways. The paper concludes by showing current simulation trends and the future development of the research project.

ESTIMATING HURST EXPONENT AND FRACTAL DIMENSION FOR UV-VIS ABSORBANCE TIME SERIES ANALYSIS

El objetivo de este trabajo es estimar el exponente o parámetro de Hurst y la dimensión fractal para el análisis de series de tiempo de espectrometría UV-Vis, utilizando el análisis de componentes principales PCA (Principal Component Analysis). El análisis se realiza para comprender si las series de tiempo de absorbancia UV-Vis son persistentes, anti-persistentes, determinísticas o si son ruido blanco. Se utilizaron tres diferentes series de tiempo de absorbancia UV-Vis para tres diferentes sitios de estudio: (i) Planta de tratamiento de aguas residuales Salitre (PTAR) en Bogotá; (ii) Estación elevadora de Gibraltar en Bogotá (EEG); y (iii) Planta de tratamiento de aguas residuales San Fernando (PTAR) en Itagüí (sur de Medellín). Cada una de las series de tiempo tiene igual número de muestras (5705). Se redujo la dimensionalidad de los espectros de absorbancia, dada su alta correlación, con PCA y se utilizó para cada sitio de estudio la primera componente principal. Esta componente principal explicó entre el 82% al 94% de la variabilidad para los tres sitios de estudio. Se determinaron los exponentes de Hurst: (i) 0.8 para PTAR Salitre; (ii) 0.85 para EEG; y (iii) 0.89 para PTAR San Fernando. A partir de los valores de los exponentes de Hurst se determinan las dimensiones fractales para las tres series de tiempo de absorbancia UV-Vis en los tres sitios de estudio y se obtiene en promedio una dimensión fractal de 1153. Las tres series de tiempo de absorbancia UV-Vis son persistentes y con alta auto-similitud, dado que el exponente de Hurst es mayor a 0.5.

The objective of this study is to estimate the exponent or Hurst parameter and the fractal dimension for UV-Vis spectrometry time series analysis, using principal component analysis (PCA). This analysis is performed to understand if the UV-Vis absorbance time series are persistent, anti-persistent, deterministic or white noise. Three different UV-Vis absorbance time series for three different study sites were used: (i) Salitre wastewater treatment plant (WWTP) in Bogotá; (ii) Gibraltar pumping station (GPS) in Bogotá; and (iii) San Fernando WWTP in Itagüí (south of Medellín). Each of these time series had an equal number of samples (5705). The dimensionality of the absorbance spectra, given their high correlation, was reduced using PCA and the first principal component was used for each study site. For the three study sites, this first principal component explained from 82% to 94% of the variability. The Hurst exponents were determined: (i) 0.8 for Salitre WWTP; (ii) 0.85 for GPS; and (iii) 0.89 for San Fernando WWTP. Using Hurst exponent values, for the three UV-Vis absorbance time series at same study sites, fractal dimensions were determined and a fractal dimension average of 1,153 was obtained. The three UV-Vis absorbance time series are persistent and have high self-similarity since the Hurst exponent is greater than 0.5.

USING THE METHODOLOGY BRIM (BRIDGE INFORMATION MODELING) AS A TOOL FOR PLANNING THE CONSTRUCTION OF A CONCRETE BRIDGE IN COLOMBIA

En este trabajo se presenta la experiencia del uso de metodologías innovadoras para la planificación de la construcción de un puente de concreto en Colombia. Fue aplicada la metodología BrIM (Bridge Information Modeling), con el objetivo de mejorar el rendimiento y desarrollo de la planificación constructiva de este tipo de estructura. La elaboración del proyecto se dividió en tres etapas: la construcción del modelo conceptual, la simulación del proceso constructivo, y la cuantificación de materiales y costos. La experiencia demuestra que la elaboración de modelos paramétricos se puede convertir en una herramienta valiosa para la planificación, diseño y construcción de puentes de diferentes tipologías. Sin embargo, es necesario tener bases estructuradas sobre el uso del software y experiencia en la representación y dibujo de los componentes del puente, con el fin de satisfacer las necesidades de la industria constructora, que son mejorar la calidad, reducir costos, dar herramientas para un control adecuado de la construcción y acortar los tiempos de diseño y producción.

This paper shows the experience of using innovative methodologies for planning the construction of a concrete bridge in Colombia. The BrIM (Bridge information modeling) methodology was applied in order to improve the performance and planning development of the construction of this type of structure. The project development was divided into three stages: the construction of the conceptual model, the simulation of the construction process, and the quantification of materials and costs. The experience showed that the integrated models can become a valuable tool in the process of planning, designing and constructing different types of bridges. In order to use them, however, it is necessary to know the fundamentals of software use and have previous experience in modeling and representing the bridge components. In that case, the needs of the construction industry, such as improving quality, reducing costs, providing the tools for an adequate control of the construction, and reducing the design and production times could be met.

STATISTICAL ASSESSMENT OF BRIDGE COLLAPSE IN COLOMBIA BY BLAST LOADING

En el artículo se presentan y discuten los datos registrados del colapso de puentes en Colombia por cargas explosivas originadas por atentados terroristas entre 1994 y 2014. El estudio incluye un análisis estadístico en términos de la ubicación, las características, el tipo y material con el cual estaban construidos los puentes. Este análisis demostró que la mayoría de los puentes colapsados se encontraban en lugares que actualmente son clasificados como «zonas rojas» del país. El estudio también incluye el análisis de los impactos económicos, sociales y políticos ocasionados por el colapso del puente ubicado sobre el río Riecito en el Caquetá. Este puente fue rehabilitado por medio de puentes móviles tipo Acrow pertenecientes al Ejército Nacional de Colombia e instalado y supervisado por el Instituto Nacional de Vías, INVIAS.

The recorded data of bridge collapse in Colombia by blast loading caused by terrorist attacks, from 1994 to 2014 is presented and discussed in this paper. The study includes a statistical analysis of the location, characteristics, type, and construction materials of the bridges. This analysis demonstrates that most of the collapsed bridges were located at places that are currently classified as "red zones" in the country. The study also includes the analysis of the economic, social and political impact triggered by the collapse of the bridge located on the Riecito River in Caquetá. This bridge was rehabilitated using Acrow-type bridges that are employed by the National Army of Colombia and are installed and supervised by the National Institute of Roads, INVIAS.