Ciencia e Ingeniería Neogranadina

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Usando Escória de Fundição Secundária de Chumbo em Tijolos Cerâmicos

Resumen Las escorias de fundición secundaria de plomo son el subproducto del reciclaje del plomo contenido en las baterías usadas. Este residuo puede ser considerado un importante factor de contaminación del aire, suelo y agua cuando no es bien estabilizado. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar la viabilidad técnica de la incorporación de tal residuo en la fabricación de ladrillos cerámicos, así como probar la inmovilización de algunos metales pesados contenidos en la escoria en los productos preparados. Los resultados mostraron la viabilidad de reemplazar el 15% de arcilla por escoria, con una mejora en la resistencia a la compresión de las piezas de ladrillos adicionados con este residuo, en comparación con los ladrillos sin adición. También se observó la inmovilización de plomo, arsénico y selenio en estos productos obtenidos.

Abstract Secondary lead slag is a waste product obtained from the smelting of used lead battery, and it becomes a major air, soil, and water pollutant when not properly stabilized. Thus, this study assesses the technical feasibility of aggregating this waste to produce ceramic bricks and to test the immobilization of several heavy metals contained in the slag used for prepared products. The results revealed the feasibility of substituting 15% of the clay with slag, thereby reporting an improvement in the compressive strength of bricks in which this waste was aggregated, unlike regular bricks. Additionally, the study determined the immobilization of lead, arsenic, and selenium in these final products.

Resumo As escórias de fundição secundária de chumbo são subprodutos da reciclagem de chumbo, contida em baterias usadas. Este resíduo pode ser considerado um importante fator de contaminação do ar, solo e água, quando não está devidamente estabilizado. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica da incorporação deste resíduo na fabricação de tijolos cerâmicos, assim como provar a imobilização de alguns metais pesados contidos na escória nos produtos preparados. Os resultados mostraram a viabilidade de substituir 15% da argila pela escória, com uma melhora na resistência à compressão dos tijolos, nas quais a escória foi adicionada. Também foi observada a imobilização de chumbo, arsênio e selênio nos produtos obtidos.

Modelos de Temperatura do Solo a Partir de Sondas Superficiais de Temperatura e Sensores Remotos para a Área Geotérmica do Vulcão Azufral

Resumen: La estimación de la distribución de calor en superficie y a profundidades someras (20 cm, 100 cm y 150 cm) por medio de los sondeos superficiales de temperatura (SST) para el área geotérmica del volcán Azufral encontró anomalías entre los 6°C y los 20°C. A su vez, se realizaron modelos de temperatura mediante imágenes Landsat 8 del sensor TIRS (por sus siglas en inglés), que permitieron alcanzar una aproximación de la distribución de calor en superficie con tres imágenes con fecha de toma cercanas a las fechas de levantamiento de los SST. Integrando el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI, por sus siglas en inglés) (entre 0,93 y -0,563) y la topografía (alturas entre 2800 msnm y 3800 msnm) en secciones cruzadas mediante técnicas de análisis espacial, se analizaron las anomalías positivas y negativas de estas tres variables en el área geotérmica. Con la estimación del coeficiente de Pearson como método cuantitativo para el análisis de las correlaciones entre los diferentes modelos generados, se denota que existe una fuerte correlación positiva (entre 0,19 y 0,46) entre las temperaturas en profundidad contra las temperaturas para cada uno de los días calculados con Landsat 8 TIRS.

Abstract: Heat distribution estimates at the surface and shallow depths (20 cm, 100 cm, and 150cm) obtained through surface temperature surveys (STSs) in the geothermal area of the Azufral volcano found anomalies ranging between 6 °C and 20 °C. Additionally, temperature models developed through Landsat 8 images from the thermal infrared sensor (TIRS) reached an approximation of the surface heat distribution based on three images captured around the dates on which the STSs were conducted. Aggregating the normalized difference vegetation index (NDVI) (between 0.93 and -0.563) and the topography (elevations between 2800 and 3800 m above sea level) in cross-sections using spatial analysis techniques, this study assessed the positive and negative anomalies exhibited by these three variables within the geothermal area. Further, using Pearson coefficient estimates as a quantitative method for analyzing the correlations between the different models generated, a strong positive correlation (between 0.19 and 0.46) is denoted between deep temperatures against the different surface temperatures calculated for each day using Landsat 8 TIRS.

Resumo: A estimativa da distribuição de calor na superfície e profundidades rasas (20 cm, 100 cm e 150 cm) obtidas por meio de sondas superficiais de temperatura (SST) na área geotérmica do vulcão Azufral encontrou anomalias entre 6°C e 20°C. Adicionalmente, modelos de temperatura desenvolvidos pelas imagens Landsat 8 pelo sensor térmico infravermelho (TIRS), permitiram alcançar uma distribuição de calor aproximada na superfície baseadas em três imagens com datas próximas das quais os dados de STSs foram levantados. Agregando os índices normalizados da diferença na vegetação (NDVI, em sua sigla em inglês) (entre 0,93 e -0,563) e a topografia (elevações entre 2800 e 3800 m acima do nível do mar) em cortes axiais, usando técnicas de análises espaciais, foram analisadas as anomalias positivas e negativas destas três variáveis na área geotérmica. Com a estimativa do coeficiente de Pearson como método quantitativo para a análise das correlações dos diferentes modelos gerados, denota-se que há uma forte correlação positiva (entre 0,19 e 0,46) entre as temperaturas em profundidade contra as temperaturas para cada um dos dias calculadas utilizando o Landsat 8 TIRS.

Caracterização, processabilidade e viabilidade técnica de borracha natural do fundo de recipiente

Resumen: En este artículo, se compararon propiedades fisicoquímicas, espectroscópicas, de resistencia a la termooxidación y de procesabilidad de fondos de taza de caucho natural de los clones IAN 873 y FX 3864 respecto del caucho natural técnicamente especificado grado 10 proveniente de Guatemala, uno de los más importados en Colombia y en América Latina. Se determinaron también sus características de procesamiento en reómetro de torque asociadas al consumo de energía. Se elaboraron compuestos con un sistema de vulcanización semieficiente y se evaluaron propiedades reométricas y los parámetros de vulcanización a 160°C mediante reometría de disco móvil, con los que se efectuó la vulcanización de probetas estandarizadas para la evaluación de propiedades en tensión y dureza Shore A. Se encontró que los fondos de taza presentaron un mayor contenido de gel, lo que tuvo un efecto en la reacción de vulcanización de los compuestos; no obstante, no se encontraron diferencias significativas en las características de procesamiento en mezclador interno ni en las propiedades tecnológicas de los compuestos vulcanizados. Estos resultados muestran que los fondos de taza representan una alternativa técnicamente viable para la fabricación de productos en caucho natural.

Abstract: This study compares the physicochemical and spectroscopic characteristics, resistance to thermooxidation, and processability of natural rubber cup lumps of clones IAN 873 and FX 3864 with those of technically specified grade 10 natural rubber from Guatemala-one of the most commonly imported rubbers in Colombia and Latin America. Additionally, processing characteristics associated with energy consumption were determined through torque rheometry. Therefore, compounds were formed using a semi-efficient vulcanization system. Further, rheometric properties and vulcanization parameters were measured at 160 °C in a moving die rheometer. Moreover, these measurements were used to vulcanize the standardized samples and to test stress and hardness properties based on the Shore A scale. The cup lumps were found to have a higher gel content, which affected the vulcanization reaction of the compounds; however, significant differences were found neither in internal mixer processing characteristics nor in the technological properties of the vulcanized compounds. These results reveal that cup lumps represent a technically viable alternative for the production of natural rubber products.

Resumo: O presente estudo compara as características físicoquímicas, espectroscópicas, de resistência a termo-oxidação e a processabilidade de borracha natural do fundo de recipiente dos clones IAN 873 e FX 3864 com especificação técnica de grau 10 de borracha natural proveniente da Guatemala, sendo uma das borrachas mais importada na Colômbia e América Latina. Foi determinado também suas características de processamento com um reômetro de torque associado ao consumo de energia. Foram elaborados compostos com um sistema de vulcanização semi-eficiente e foram avaliadas as propriedades reométricas e os parâmetros de vulcanização a 160°C, através de reometria de disco móvel, com os quais foram efetuadas as vulcanizações de corpos de prova padronizados para a avaliação de propriedades de tensão e dureza conforme a escala Shore A. Foi descoberto que os fundos de recipiente apresentaram um maior conteúdo de gel, o qual teve um efeito sobre a reação de vulcanização dos compostos. Não obstante, não foi encontrado diferenças significativas nas características de processamento no misturador interno e nem nas propriedades tecnológicas dos compostos vulcanizados. Estes resultados mostram que os fundos de recipeinte representam uma alternativa tecnicamente viável para a fabricação de produtos em borracha natural.

Produção de Biodiesel a partir de gorduras extraídas da borra de café: Esterificação com H ₂ SO ₄ e transesterificação com KOH

Resumen: La búsqueda de materias primas no alimenticias es uno de los principales retos en la producción de biocombustibles. Para biodiésel, las investigaciones se orientan hacia el uso de cultivos no convencionales, así como hacia residuos o desechos con alto contenido de grasas y aceites. La borra de café contiene una buena proporción de grasas y es un residuo comercial y doméstico. En este trabajo, se evaluó la producción de biodiésel utilizando las grasas extraídas de la borra del café mediante un proceso en dos etapas. Las grasas extraídas de la borra de café con ebullición a reflujo con hexano como solvente presentaron una elevada acidez, 32,07 ± 0,01% (70,24 ± 0,03 mg KOH/g grasa), lo que indica un alto contenido de ácidos grasos libres (AGL). Primero, las grasas se esterificaron a 60°C y 100 rpm, variando las condiciones de reacción. A las mejores condiciones, concentración de H2SO4 al 0,7%, RMG:MeOH de 1:6 durante 120 min, la acidez disminuyó por debajo del 1%, con el 94,92% de conversión AGL a ésteres metílicos. Se sometieron a un proceso de transesterificación con KOH (1,5% m/v) en presencia de metanol (RMG:MeOH de 1:15) a 60°C y 100 rpm durante 30 min. El biodiésel se separó por decantación y se purificó mediante lavados sucesivos con agua acidulada, que resultó ser una mezcla de ésteres metílicos de los ácidos linoleico (48,40%), palmítico (36,21%), esteárico (8,69%) y oleico (6,69%), cuyas propiedades se ajustan a los requerimientos de las normas ASTM D 6751 y EN 14214.

Abstract: Finding adequate non-food sources is one of the main challenges while producing biofuels. Particularly for biodiesel, research is focused on using unconventional crops, residues, and waste with high fat and oil contents. Furthermore, spent coffee grounds contain a proper fat ratio and are commercial and domestic waste materials. Therefore, this study assesses biodiesel production using fats extracted from coffee grounds through a two-stage process. The fats extracted from coffee grounds by boiling at reflux using hexane as a solvent presented high acidity at 32.07 ± 0.01% (70.24 ± 0.03 mg KOH/g fat), thereby indicating a high content of free fatty acids (FFA). First, the fats were esterified at 60 °C and 100 rpm using different reaction conditions. The best reported conditions were a 0.7% H2SO4 concentration and RMG:MeOH at 1:6 for 120 min, wherein acidity decreased below 1%, converting 94.92% of the FFA to methyl esters. Moreover, they underwent a transesterification process using KOH (1.5% m/v) in the presence of methanol (RMG:MeOH = 1:15) at 60 °C and 100 rpm for 30 min. The biodiesel was separated by decantation and purified by successive washing with acidified water, resulting in a mixture of methyl esters with linoleic (48.40%), palmitic (36.21%), stearic (8.69%), and oleic (6.69%) acids, whose properties comply with the requirements from the ASTM D 6751 and EN 14214 standards.

Resumo: A busca por matérias-primas não alimentícias é um dos principais desafios na produção de biocombustíveis. Para o biodiesel, as pesquisas estão focadas no uso de cultivos não convencionais, assim como resíduos e dejetos com elevado conteúdo de gorduras e óleos. A borra de café contém uma boa proporção de gorduras e é um resíduo comercial e doméstico. Neste trabalho foi avaliada a produção de biodiesel utilizando as gorduras extraídas da borra de café, mediante um processo em duas etapas. As gorduras extraídas da borra de café, mediante ebulição com refluxo utilizando hexano como solvente, apresentaram elevada acidez, 32,07 ± 0,01 % (70,24 ± 0,03 mg KOH/g gordura), que indica a presença de alto teor de ácidos graxos livres (AGL). Primeiramente, as gorduras foram esterificadas a 60°C e 100 rpm, variando-se as condições de reação. Nas melhores condições, a concentração de H2SO4 a 0,7%, RMG:MeOH de 1:6 durante 120 min, a acidez reduziu para abaixo de 1%, com 94,92% de conversão AGL a ésteres metílicos. Em seguida, foram submetidos a um processo de transesterificação usando KOH (1,5% m/v) na presença de metanol (RMG:MeOH = 1:15) a 60°C e 100 rpm por 30 min. O biodiesel foi separado por decantação e purificado através de lavagens sucessivas com agua acidificada, resultando na mistura de ésteres metílicos de ácidos linoleico (48,40%), palmítico (36,21%), esteárico (8,69%) e oleico (6,69%), cujas propriedades estão de acordo com os requisitos das normas ASTM D 6751 e EN 14214.

Análise do serviço de video streaming baseado no algoritmo FDASH sobre LTE

Resumen: El video streaming es el servicio que mayor porcentaje de tráfico genera con respecto al total de datos en las redes móviles de evolución de largo plazo LTE (por sus siglas en inglés). Por otra parte, el protocolo de Streaming Adaptativo Dinámico sobre HTPP (DASH, por sus siglas en inglés) ha sido seleccionado para la transmisión del video en las redes LTE. Así, en este artículo, se presenta el análisis del comportamiento del servicio de video mediante una implementación de DASH bajo lógica difusa denominada FDASH (fuzzy DASH) en una red LTE, considerando diferente número de usuarios y traspasos (handover). Se analizan parámetros de calidad de servicio, como retardo, pérdida de paquetes, variación de pérdida de paquetes y rendimiento. Mediante este trabajo, se presenta FDASH como opción para el consumo del servicio de video, ya que permite adaptarse a las diferentes condiciones y exigencias de la tecnología inalámbrica móvil LTE.

Abstract: Video Streaming is the service that generates the highest percentage of data traffic in long-term evolution (LTE) mobile networks. Additionally, most video transmissions over LTE networks use the Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) protocol. Hence, this study assesses the behavior of video service through DASH implementation based on fuzzy logic known as Fuzzy DASH (FDASH) over LTE networks, considering different numbers of users and handovers. This paper also addresses various quality of service parameters such as delay, packet loss, packet loss variation, and performance. Herein, FDASH is presented as a viable video service consumption option because it adapts streaming to the different conditions and requirements of LTE mobile wireless technology.

Resumo: Video Streaming é o serviço que gera a maior porcentagem de tráfego de dados nas redes móveis de evolução de longo prazo (LTE, pela sigla em inglês). Por outro lado, o protocolo de Streaming Adaptativo Dinâmico sobre HTPP (DASH, pela sigla em inglês) tem sido selecionado para a transmissão de vídeo nas redes LTE. Desta forma, neste artigo, está sendo apresentada uma análise do comportamento de serviço de vídeo mediante a implementação de DASH, baseada na lógica difusa, conhecida como FDASH (Fuzzzy DASH) em uma rede LTE, considerando diferentes números de usuários e transferências (handover). Foram analisados parâmetros de qualidade de serviço como atraso, perda de pacotes, variação de perdas de pacote e rendimento. Com base neste trabalho, o FDASH se apresenta como opção para o consumo de serviço de vídeo, uma vez que permite adaptar-se às diferentes condições e exigências da tecnologia móvel sem fio LTE.

Comparação de Sistemas de Manufatura push and pull via Simulação

Resumen: En este trabajo, se presentan los resultados originados de una investigación sobre el uso de la simulación de procesos de manufactura para ayudar a una empresa a tomar decisiones frente a cambios en sus modelos de producción. El objetivo de este artículo es presentar una metodología que otras empresas puedan seguir para simular sus procesos productivos en busca de mejorarlos. La metodología empleada consistió en realizar el reconocimiento del proceso de producción de la empresa, después hacer la toma de datos del proceso por estudiar y, finalmente, realizar el modelamiento y la simulación tanto del sistema actual tipo push como de propuestas sugeridas tipo pull. Se encontró que con un modelo tipo pull, empleando subcontratación de algunas partes, es posible mejorar ostensiblemente el proceso productivo de la empresa. Una de las limitaciones en este tipo de trabajos es que se debe tenerse información suficiente del proceso. Además, el uso de resultados en la toma de decisiones implica indagar suficientemente las distintas posibilidades de los modelos. En este trabajo, se logró mostrar a la empresa diferentes posibilidades para realizar su proceso de manufactura y sus bondades en términos económicos y de eficiencia.

Abstract: This paper reveals the results using simulations in manufacturing processes to foster decision-making processes in companies aimed at facing changing production models. This paper aims to present a simulation methodology for improving corporate production processes, which comprises examining current production process, collecting process data and modeling, and simulating both the current push system and the proposed pull system. The results determined that the pull model, supported by partial outsourcing, significantly improves the production process of the company. However, one of the limitations affecting this type of study is that sufficient information must be collected from the process. Additionally, using results for decision-making requires exhaustive exploration of the different model possibilities. Nevertheless, this work provided the company with different production process management options, along with their corresponding benefits in terms of economy and efficiency.

Resumo: Neste trabalho se apresenta os resultados obtidos usando simulações em processos de manufatura para auxiliar uma empresa na tomada de decisões frente a mudanças em seus modelos de produção. Este artigo tem por objetivo apresentar uma metodologia que outras empresas podem seguir para simular os seus processos de produção em busca de melhorias. A metodologia empregada consiste em realizar o reconhecimento do processo de produção na empresa, depois coletar os dados do processo por estudo e, por fim, realizar a modelagem e simulação tanto do sistema atual tipo push quanto das propostas sugeridas tipo pull. Os resultados indicaram que com um modelo tipo pull, incorporando terceirização de algumas partes, é possível melhorar ostensivamente o processo produtivo da empresa. Uma das liminações neste tipo de trabalho é que se deve ter informações suficientes do processo. Além disso, o uso de resultados na tomada de decisões implica questionar suficientemente as distintas possibilidades dos modelos. Neste trabalho foi possível mostrar a empresa diferentes possibilidades para a realização de seu processo de manufatura e seus benefícios em termos econômicos e de eficiência.

Casos Aplicados da Análise de Causa Raiz: Uma Revisão

Resumen: En este artículo, se presenta una revisión bibliográfica acerca de la implementación del análisis de causa raíz (RCA, por sus siglas en inglés) a diversos problemas presentados en elementos mecánicos en diversas industrias del sector productivo. Se hace una breve contextualización sobre qué es el RCA y los pasos que se deben realizar para poder efectuarlo de una manera correcta en un problema ingenieril y su utilidad en cuanto a la mitigación de gastos, en una obra, en una planta, o en cualquier otra situación que merezca realizar una investigación de esta naturaleza. Las investigaciones mostradas en este artículo exponen diferentes casos que aplican la metodología RCA para determinar la causa de falla de piezas críticas dentro de diversos equipos. El común de estas indagaciones muestra unos pasos que son imprescindibles, como explicar la naturaleza del elemento de falla, desarrollar una caracterización fisicoquímica del material del elemento mediante técnicas de espectroscopia, micrografía, fractografía y, en algunos casos, aplicación de los conceptos de diseño mediante el análisis por elementos finitos. Además, se hace una comparación del elemento de estudio con investigaciones recientes o previas sobre mecanismos de falla posible a fin de determinar la posible causa raíz de falla del elemento estudiado. En algunos casos, los autores dan recomendaciones para la mitigación de los riesgos de falla, que llevan consigo un mejoramiento operativo y económico.

Abstract: This paper provides a literary review on implementing root cause analysis (RCA) to address several mechanical problems in various production industries. First, we briefly contextualize the definition of RCA, list the proper implementation steps for applying RCA to an engineering problem, and discuss its benefits concerning mitigating expenses in construction works, at a production plant, or in any another situation that requires an analysis of this nature. The studies referenced herein describe different cases wherein the RCA methodology has been deployed to determine the reason why critical equipment parts fail. Based on this review, the following most common crucial steps are determined: explaining the nature of the failing element; developing a physicochemical characterization of the element's material through spectroscopy, micrography, and fractography; and in some cases, applying design concepts through finite element analysis. Additionally, the study element is compared against recent or previous research on possible failure mechanisms to determine its probable root cause. Finally, we offer recommendations for mitigating some failure risks, resulting in operational and economic improvement.

Resumo: Neste artigo é apresentado uma revisão bibliográfica sobre a implementação da análise de causa raiz (RCA, pela sigla em inglês) em diversos problemas apresentados em elementos mecânicos em diversas indústrias do setor produtivo. Uma breve contextualização é feita, sobre o que é o RCA, e lista os passos apropriados que se devem ser tomados para aplicar a RCA para μm problema de engenharia e sua utilidade frente à mitigação de gastos, quer seja em uma obra, em uma planta ou em qualquer outra situação que mereça ser investigada desta forma. As investigações mostradas neste artigo expõem diferentes casos que aplicam a metodologia RCA para determinar a causa de falha de peças críticas dentro de diversos equipamentos. É frequente nestas indagações surgir passos imprescindiveis, como explicar a natureza do elemento da falha, desenvolver uma caracterização fisicoquímica do material do elemento mediante técnicas de espectroscopia, micrografia, fractografia, e em alguns casos, a aplicação dos conceitos de desenho mediante a análise de elementos finitos. Adicionalmente, se faz uma comparação do elemento do estudo com pesquisas recentes ou anteriores sobre mecanismos de falha possíveis e determinar a possível causa raiz da falha do elemento estudado. Em alguns casos, os autores fornecem recomendações para mitigação dos riscos de falha, levando consigo uma melhora operacional e econômica.

Correlação do CBR com a resistência à compressão não confinada

Resumen: Los espesores y propiedades de las capas de una estructura de pavimento son altamente determinados por la rigidez de la subrasante. En algunos casos, no es posible la ejecución de pruebas directas para determinar dicha rigidez, al menos en la frecuencia requerida, y es necesario usar correlaciones con otras propiedades del suelo. Este artículo presenta resultados de un programa experimental realizado para obtener correlaciones entre el CBR (por sus siglas en inglés) inalterado de suelos finos con su resistencia a la compresión inconfinada o algunas propiedades índice. Se realizaron ensayos de CBR de laboratorio, resistencia a la compresión inconfinada, límites de Atterberg, granulometría y humedad natural. El número de muestras (38) fue seleccionado para garantizar seguridad y poder estadístico del 95 % y un coeficiente de correlación de Pearson (r) mínimo de 0,60. Aunque no fue posible correlacionar el CBR con las propiedades índice evaluadas, se obtuvieron correlaciones entre el CBR natural y saturado, y la resistencia a la compresión inconfinada. Las correlaciones obtenidas, que tuvieron valores r > 0,80, fueron comparadas con algunas correlaciones en la literatura entre el CBR y otros ensayos de resistencia no drenada. Para la misma resistencia, los CBR en este estudio son considerablemente menores que los de dichas correlaciones.

Abstract: The thickness and layer properties of a pavement structure are highly determined by sub-grade stiffness. However, in some cases, performing direct stiffness tests is impossible, at least for the required frequency, which indicates that correlations with other soil properties must be used. Therefore, this paper reveals the results from an experimental program conducted to obtain correlations between the California bearing ratio (CBR) of undisturbed fine-grained soils and their unconfined compressive strength and/or some index properties. For these purposes, CBR, unconfined compressive strength, Atterberg limits, granulometry, and natural moisture content tests were performed. Thirty-eight samples were selected to guarantee a statistical power and confidence level of 95%, together with minimum Pearson correlation coefficient (r) of 0.60. Although correlating the CBR with the index properties assessed was impossible, the study made correlations between the natural and saturated CBR and unconfined compressive strength. These correlations, at r > 0.80, were then compared against the correlations reported in the literature between CBR and other undrained shear strength tests. For the same strength, the CBR values determined herein are considerably smaller than the correlations reported in the literature.

Resumo: A espessura e propriedades das camadas de uma estrutura de pavimento são altamente determinados pela rigidez do subleito. Em alguns casos, não é possível a execução de ensaios diretos para a determinação da tal rigidez, ao menos na frequência requerida, indicando a necessidade de se utilizar as correlações com outras propriedade do solo. Este artigo apresenta resultados de um programa experimental realizado para obter correlações entre o CBR (pela sigla em inglês) inalterado de solos finos, com sua resistência à compressão não confinada ou algum outro índice para mensurar a propriedade. Foram realizados ensaios de CRB de laboratório, de resistência à compressão não confinada, limites de Atterberg, glanulometria, e umidade natural. Um número de amostras (38) amostras foram selecionadas para garantir segurança e poder estatístico de 95% e um coeficiente de correlação de Pearson (r) mínimo de 0,60. Embora a correlação do CBR com os índices analisados não tenha sido possível, o estudo fez correlações entre o CBR natural e saturado, e a resistência à compressão não confinada. Estas correlações, de r > 0,80, foram então comparadas a algumas correlações divulgadas na literatura entre CBR e outros testes de resistência em solos não drenados. Para a mesma resistência, os valores de CBR neste estudo são consideravelmente menores que as correlações reportadas em literatura.

Técnicas para a Caracterização de Espumas de Asfalto

Resumen: En la estabilización de suelos y en el reciclaje de pavimentos, se ha considerado que la relación de expansión y la vida media definen relativamente bien la calidad de las espumas de asfalto. Sin embargo, al aplicar la tecnología de los asfaltos espumados a la fabricación de mezclas tibias, se ha visto que estas propiedades no resultan suficientes para caracterizar la espuma y asegurar el cubrimiento completo de los agregados por el asfalto, una adecuada trabajabilidad y facilidad de compactación de la mezcla, así como un comportamiento apropiado de la mezcla en servicio. Este hecho ha motivado estudios concluyentes en la necesidad de establecer, además de la relación de expansión y de la vida media, la curva de colapso y la distribución de tamaños de las burbujas en una espuma de asfalto. Varios de estos estudios también recomiendan técnicas más seguras y confiables para la medida de las propiedades de la espuma. En este artículo, se resumen las técnicas que se están explorando en los laboratorios de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito para caracterizar espumas de asfalto fabricadas en planta de laboratorio WLEM0S. Tales técnicas incluyen medidas invasivas como la varilla graduada y el ensayo de colapso de la espuma de asfalto y no invasivas como el procesamiento de imágenes y el uso sensores infrarrojos. También, para mostrar el potencial de cada técnica, se presentan algunos resultados de las medidas obtenidas con su aplicación.

Abstract: In soil stabilization and pavement recycling, the expansion ratio and half-life parameters have been considered to define foamed bitumen quality relatively well. However, when applying foamed bitumen technology in the production of warm mixtures, these properties are determined to be insufficient to characterize the foam and guarantee complete aggregate coverage from the bitumen, adequate workability, and easy mixture compaction, together with appropriate mixture behavior in service. This has led to conclusive studies on the need to establish, along with the expansion and half-life relation, the collapse curve and bubble size distribution in foamed bitumen. Several studies also recommend safer and more reliable techniques for measuring foam properties. Additionally, we summarize the techniques currently being explored by the testing laboratories at the Julio Garavito Colombian School of Engineering to characterize foamed bitumen produced in the WLE-10S laboratory foamed bitumen plant. These techniques include invasive measures, such as the calibrated dipstick and the foamed bitumen collapse test, along with non-invasive measures, such as image processing and using infrared sensors. Finally, the paper denotes the potential of each technique by revealing some results from the measurements obtained through their application.

Resumo: Na estabilização de solos e reciclagem de pavimentos, tem sido considerado que a relação de expansão e a meia vida definem relativamente bem a qualidade das espumas de asfalto. No entanto, quando a tecnologia de espuma de asfalto é aplicada na produção de misturas mornas, estas propriedades resultam que são insuficientes para caracterizar a espuma e assegurar o recobrimento completo dos agregados pelo asfalto, uma adequada trabalhabilidade e a facilidade de compactação da mistura, assim como um comportamento apropriado da mistura em serviço. Estes fatos têm motivado estudos conclusivos na necessidade de se estabelecer, juntamente com a relação expansão e meia-vida, a curva de colapso e a distribuição do tamanho das bolhas na espuma de asfalto. Vários destes estudos também recomendam técnicas mais seguras e confiáveis para a medida das propriedades da espuma. Neste artigo, encontram-se resumidas as técnicas que estão sendo explorados pelos laboratórios da Escola Colombiana de Engenharia Juliio Garavito para caracterizar espumas de asfalto fabricados na planta de laboratório WLB-10S. Estas técnicas incluem medidas invasivas como vareta calibrada e o teste de colapso da espuma de asfalto, assim como as medidas não invasivas, como processamentos de imagens e o uso de sensores infravermelhos. Também, para mostrar o potencial de cada tecnica, estão sendo apresentados alguns resultados de medidas obtidas em sua aplicação.