Ciencia e Ingeniería Neogranadina

Editorial Volumen 30-2

**Use of Cedrela odorata Linnaeus Exudate for Inhibiting Corrosion by Chlorides in Reinforced Concrete**

Abstract: This paper evaluates the use of cedar tree exudate in chloride penetration and the probability of steel corrosion in reinforced concrete (RC), considering 0.3, 0.5, 0.7, and 0.9% exudate by cement weight in the mixture at water/cement (W/C) ratios of 0.55 and 0.60. Under these conditions, cylindrical specimens of 4 inches in diameter and 8 inches in height were constructed. The water-soluble chloride content of the extracted concrete powder was measured at 0.5, 1.0, and 2.0 cm depth according to ASTM C1218/C1218M, while the probability of corrosion was determined by measuring electric potentials with ASTM C876. A favorable incidence of 0.46% by weight of concrete was found when using 0.7% exudate at the w/c ratio of 0.55 at the closest depth to the steel, compared to the 0.55% target. The probability of steel corrosion is reduced to 10% with potentials higher than -0.2 V with more prolonged exposure to chlorides.

Resumen: en este trabajo se evaluó el uso del exudado del árbol de cedro en la penetración de los cloruros y la incidencia de corrosión mediante ensayos de potencial eléctrico del acero en el concreto reforzado. Para esto, se evaluó el porcentaje de exudado en la mezcla de 0,3; 0,5; 0,7 y 0,9% por peso de cemento, bajo relaciones agua/cemento (a/c) de 0,55 y 0,60. Se midió el contenido de cloruros solubles en agua del polvillo de concreto extraído a 0,5, 1,0 y 2,0 cm de profundidad de la probeta de acuerdo con la norma ASTM C1218/C1218M, mientras que la incidencia de corrosión se determinó a través de la medición de potenciales eléctricos con la norma ASTM C876. Hubo una incidencia favorable de 0,46% por peso de concreto al emplear 0,7% del exudado y una relación a/c 0,55 a la profundidad más cercana al acero respecto a 0,55% del blanco. La incidencia de corrosión del acero alcanzó a reducirse al 10% con potenciales mayores a -0,2 V.

Coffee Husk as Feldspar Substitute in the Manufacture of Enameled Ceramic Tile

Abstract: This study researches the effect of adding coffee husk (CH) and coffee husk ash (CHA) as partial feldspar substitutes to the manufacture of enameled ceramic tiles. Clays and other paste additives were characterized using XRD and XRF. The designed prototypes were pressed, dried, and fired at 1,120 °C. The physical (drying and firing shrinkage, apparent density, water absorption) and mechanical (flexion resistance) properties were evaluated and compared with standard fired specimens. Although the physical and mechanical properties of the specimens with 5 and 10% CH and CHA make them suitable for the manufacture of BIIb ceramic tiles, it was concluded that CH and CHA under the working conditions do not replace feldspar in the preparation of enameled ceramic tiles due to surface quality defects.

Resumen: en este estudio, se investigó el efecto de la adición de cisco de café (cc) y de la ceniza de cisco de café (ccc) como sustitutos parciales del feldespato en la fabricación de baldosas cerámicas esmaltadas. Las materias primas utilizadas en la pasta se caracterizaron mediante DRX y FRX. Los prototipos moldeados por prensado se cocieron a 1 120°C para evaluar el comportamiento de las propiedades físico-cerámicas (contracción en seco y cocido, densidad aparente, absorción de agua) y mecánicas (resistencia a la flexión) con el aumento de adiciones de cc y ccc. A pesar de que las propiedades físicas y mecánicas de los especímenes con 5% y 10% de cc y ccc los hacen aptos para la fabricación de baldosas cerámicas BIIb, se concluyó que el cc y la ccc bajo las condiciones de trabajo no reemplazan al feldespato en la elaboración de baldosas cerámicas esmaltadas debido a los defectos en la calidad de la superficie.

Analysis of the Threat from Mass Wasting Triggered by Earthquakes in the Colombian Andes, Case Study: Barbosa (Antioquia)

Resumen: los sismos constituyen uno de los mayores detonantes de movimientos en masa en el mundo. Diversas metodologías han sido desarrolladas para predecir y evaluar estos fenómenos desde enfoques estadísticos, físicos o combinación de ambos. En el presente estudio se analiza la amenaza por movimientos en masa detonados por sismos en el municipio de Barbosa, ubicado en los Andes colombianos, a través de los dos métodos más implementados: el análisis seudoestático y el método de Newmark, debido a su fácil uso, larga trayectoria y aceptación investigativa en los análisis de equilibrio límite. Los resultados permiten entender la respuesta geomecánica del subsuelo ante sismos en condiciones tanto saturadas como secas. El caso de estudio presentado señala un gran potencial de las metodologías mencionadas como herramientas de análisis de la amenaza de movimientos en masa detonados por sismos en zonas montañosas. Como se ha presentado en diferentes estudios, el porcentaje de áreas inestables se encuentra directamente relacionado con el grado de saturación del terreno y la pendiente. Para el municipio de Barbosa, y utilizando el método de Newmark, el área inestable alcanza el 59% del municipio en condiciones saturadas y 17% en condiciones secas; mientras que utilizando el método seudoestático representan el 22% y 8% del municipio, respectivamente.

Abstract: Earthquakes are one of the biggest triggers of mass wasting in the world. Various methodologies have been developed to predict and evaluate these phenomena from statistical or physical approaches or a combination of both. This study analyzes the threat of mass wasting triggered by earthquakes in the municipality of Barbosa, located in the Colombian Andes, through the two most widely implemented methods: pseudo-static analysis and Newmark's method, due to their easy use, long history and research acceptance in limit equilibrium analysis. The results allow us to understand the geomechanical response of the subsoil to earthquakes in both saturated and dry conditions. The case study presented indicates the great potential of the abovementioned methodologies as tools for analyzing the threat of mass wasting triggered by earthquakes in mountainous areas. As it has been presented in different studies, the percentage of unstable areas is directly related to the degree of the land saturation and the slope. For the municipality of Barbosa, and using Newmark's method, the unstable area reaches 59% of the municipality in saturated conditions and 17% in dry conditions; while using the pseudostatic method they represent 22% and 8% of the municipality, respectively.

Ecological material for construction in glass, sand and polyplastics (VAPoli)

Resumen: el presente artículo hace referencia a la realización de un nuevo material de construcción amigable con el medio ambiente; menciona conceptos de contaminación en Colombia donde se demuestra con cifras la falta de reutilización de materiales reciclables, y plantea sus objetivos y justificación de acuerdo con las necesidades o carencias esbozadas en el documento. En la investigación se efectúan estudios de modelos similares donde se muestran investigaciones relacionadas con el tema propuesto; igualmente se hace evocación de artículos y leyes tanto nacionales como internacionales que respaldan este trabajo.

Abstract: This article refers to the manufacturing of a new environmentally friendly construction material; it mentions concepts of pollution in Colombia where the lack of reutilization of recyclable materials is proven with figures. It bases its objectives and justification on the needs or deficiencies outlined in the document. In the investigation, similar models are carried out where investigations related to the proposed topic are presented. Likewise, there is an evocation of national and international articles and laws supporting the work in this research

Mechanical Properties of Concrete Slabs Reinforced with Recycled Steel Fibers from Post-Consumer Tires in Bogotá, Colombia

Abstract: Millions of post-consumer tires are not adequately disposed of each year, and thus, are producing an enormous environmental problem in the world. This environmental impact may be reduced when assessing this material as an alternative reinforcement for concrete. It is widely known that the toughness of steel fiber-reinforced concrete is suitably assessed by energy absorption tests on slabs. The purpose of this paper is to show and discuss the results of a research aimed at assessing the mechanical response of concrete slabs reinforced with recycled steel fibers from post-consumer tires in Bogotá, Colombia. The testing program of the study comprised 31 axial compression tests on cylinders, and 15 bending tests on concrete slabs reinforced with nominal dosages of 15, 30, and 60 kg/m3 of industrial steel fibers or recycled fibers obtained from post-consumer tires. Based on the measured response, preliminary design equations are proposed to estimate the mechanical properties of concrete reinforced with recycled steel fibers.

Resumen: cada año, millones de llantas usadas no se desechan de forma adecuada y, por tanto, generan un enorme problema ambiental en el mundo que se podría reducir a partir de la evaluación de este material como alternativa de refuerzo para el concreto. Es bien sabido que la tenacidad del concreto reforzado con fibras de acero se puede evaluar a partir del ensayo de absorción de energía en losas. El objetivo de este artículo es mostrar y analizar los resultados de una investigación enfocada en evaluar la respuesta mecánica de las losas de concreto reforzado con fibras recicladas de acero obtenidas de llantas usadas en Bogotá, Colombia. El programa experimental del estudio incluye 31 ensayos de compresión axial de cilindros y 15 ensayos a flexión en losas de concreto reforzadas utilizando dosificaciones nominales de 15 kg/m3, 30 kg/m3 y 60 kg/m3 de fibras de acero industrial o reciclada obtenidas de llantas usadas. A partir de la respuesta medida, se proponen ecuaciones preliminares de diseño para estimar las propiedades mecánicas de las losas de concreto reforzadas con fibras recicladas de acero.

Monitoring and Characterization of the Thermal Environment of Special-Use Buildings: Case Study in Pigpens Located in Palmira, Colombia

Abstract: One branch of civil engineering is construction engineering, geared primarily towards humans. However, this branch also includes buildings designed for animals called animal housing (dwellings or shelters or corrals). Like physical spaces for humans, animal housing requires sufficient conditions for an occupation that guarantees the performance of indoor activities pleasantly and comfortably. One of the parameters for characterizing and classifying the penned livestock farm environment is the thermal comfort range that reflects the indoor temperature behavior for animal welfare, together with other climatic elements such as relative humidity. This research carried out fieldwork to evaluate the thermal environment of pigpens located in Palmira, Colombia, in the time range between 07:00 and 21:00 hours. Using thermometers and hygrometers, we recorded and analyzed the indoor temperature behavior within the thermal comfort range associated with relative humidity for the well-being of pigs. The records made it possible to calculate humidity and temperature index and humidity and black globe temperature index. According to the results, the pig rearing environment was classified as critical for breeding pigs and newborn piglets, suggesting the use of controlled environment systems in pig facilities. In conclusion, monitoring the climatic environment by criteria that combine air temperature and relative humidity is a useful tool for planning pig facilities.

Resumen: una rama de la ingeniería civil es la ingeniería de la construcción, orientada en principio a los seres humanos. Sin embargo, también esta rama abarca otras edificaciones especiales para animales, denominadas alojamientos pecuarios (viviendas, refugios o corrales). Al igual que los espacios físicos para los seres humanos, los alojamientos pecuarios requieren de condiciones adecuadas para una ocupación que garantice el desarrollo de actividades internas de una manera agradable y cómoda. Uno de los parámetros para caracterizar y clasificar el ambiente de explotación pecuaria estabulada es la franja de comodidad térmica en la cual se refleja el comportamiento de la temperatura interna dentro del rango de bienestar animal y que permite asociar otros elementos climáticos como la humedad relativa. La presente investigación desarrolló un trabajo de campo cuya finalidad fue evaluar el ambiente térmico en el rango horario comprendido entre las 07:00 y 21:00 horas, en una porqueriza ubicada en Palmira, Colombia. En estos términos se registró y se analizó el comportamiento de la temperatura interna dentro de la franja de comodidad térmica asociada a la humedad relativa para las condiciones de bienestar de los cerdos usando termómetros e higrómetros. Así mismo, los registros permitieron calcular los índices de temperatura y humedad, y de temperatura de globo negro y humedad. De acuerdo con los resultados, el ambiente de crianza de los cerdos se clasificó como crítico para las edades de lechones al nacimiento y reproductores, para lo cual se sugiere el uso de sistemas de ambiente controlado en las instalaciones porcinas. Una conclusión general muestra que el seguimiento del ambiente climático con criterios que combinen la temperatura del aire y la humedad relativa es una herramienta útil en la planificación de las instalaciones porcinas.

Rainwater treatment for human consumption purposes

Resumen: El agua lluvia es un recurso natural renovable que posee bajos índices de contaminación. En zonas rurales, el acceso al agua potable puede convertirse en una actividad poco factible. Por esta razón, la implementación de un sistema autosostenible donde el agua lluvia pueda ser tratada surge como una alternativa para evitar problemas relacionados con el estrés hídrico y la salud pública. Con base en lo anterior, el objetivo de esta investigación consistió en determinar los tratamientos necesarios para que el agua lluvia sea apta para diferentes fines de reutilización, entre estos el consumo humano. Los resultados sugieren que el filtro de carbón natural y la desinfección solar son las alternativas que presentan una mayor remoción de los contaminantes evaluados.

Abstract: Rainwater is a renewable natural resource that has low contamination indexes. In rural areas, access to potable water can become an activity that is not very feasible. It is for this reason that the implementation of a self-sustainable system where rainwater can be treated comes as an alternative to avoid problems related to hydric stress and public health. Based on the above, the objective of this research was to determine the treatments necessary for rainwater to be suitable for different reutilization purposes, being human consumption one of them. Results suggest that natural carbon filters and solar disinfection are the alternatives with the highest elimination of the contaminants evaluated.

Review of methods for classifying surface faults in flexible pavements

Resumen: El estado de la infraestructura vial impacta el entorno social, económico y político de una nación. La evaluación de la condición superficial del pavimento es esencial para planificar intervenciones oportunas y eficaces. Las acciones oportunas evitan sobrecostos de operación, impiden el deterioro no controlado y disminuyen los inconvenientes operacionales y de seguridad. El problema expuesto plantea la inquietud de estudiar alternativas para evaluar el estado del pavimento, por lo cual un gran número de investigaciones sobre detección automática de fallas superficiales en pavimentos flexibles a través de técnicas de procesamiento de imágenes han sido desarrolladas. El objetivo de este artículo es revisar y analizar estos aportes. Sobre la base de la revisión, se concluyó que el rendimiento de este tipo de sistemas está determinado por dos factores: la recopilación de los datos y su procesamiento. El análisis presentado se despliega en función de estos factores. Se considera oportuno el desarrollo de sistemas que aprovechen las cualidades de diferentes sensores en la adquisición de datos y que integren la detección y clasificación de variedad de fallas incluyendo datos de severidad.

Abstract: The status of the road infrastructure affects the social, economic, and political environment of a nation. Evaluation of the pavement surface condition is essential to plan timely and effective interventions. Timely actions avoid operating cost overruns, prevent uncontrolled deterioration and reduce operational and safety inconveniences. The problem raises the concern of studying alternatives to evaluate the status of pavement, for which a large number of investigations on automatic detection of surface flaws in flexible pavements through image processing techniques have been developed. . The objective of this article is to review and analyze these contributions. Based on the review, it was concluded that the performance of this type of systems is determined by two factors: data collection and processing. The analysis presented herein unfolds based on these factors. The development of systems that take advantage of the qualities of different sensors in data acquisition and that integrate the detection and classification of a variety of faults including severity data is considered opportune.

Developing a Ceramic Construction Product under Bioclimatic and Sustainable Architecture Principles

Resumen: la función de las fachadas es fundamental para determinar el desempeño energético de un edificio. Según las propiedades de los elementos constructivos, la transferencia de calor hacia el interior se puede controlar de manera estratégica para evitar aumentos en la demanda de energía por parte del sistema de refrigeración. Para este fin, el desarrollo de productos aislantes puede ser la solución. En el departamento de Norte de Santander, Colombia, la pujante industria de la arcilla se basa en la calidad de las materias primas. En el presente trabajo, se diseña y se valida el comportamiento térmico de dos ladrillos ventilados propuestos, denominados ECO Design. La validación térmica se realizó mediante el software ANSYS R16 para simular la transferencia y los flujos de calor según la forma y el material. El mejor desempeño se logró a través de un proceso de extrusión para determinar las propiedades mecánicas a escala de laboratorio en diferentes mezclas y con aditivos tecnológicos. Los resultados muestran que la cámara de aire ventilada puede reducir la temperatura de la superficie interior hasta 45,5 °F. No obstante, la resistencia de estos nuevos productos se reduce de manera considerable en relación con el ladrillo tradicional multiperforado.

Abstract: The role of facades is fundamental to determine the energy performance of a building. According to the properties of construction elements, the heat transfer towards the interior can be strategically controlled to avoid increases in energy demand by the cooling system. The development of insulating products can solve this problem. In Norte de Santander, Colombia, the thriving clay industry is based on raw material quality. This paper designs and validates the thermal behavior of two proposed ventilated bricks, called ECO Design. The thermal validation was fulfilled using the ANSYS R16 software to simulate the transfer and heat fluxes according to shape and material. The best performance was achieved by an extruded process to determine the mechanical properties on a laboratory scale in different mixtures with technological additives. The results show that the ventilated air chamber can reduce the inner surface temperature up to 45.5 °F. Nevertheless, the strength of these new products is considerably reduced compared to traditional multi-perforated brick.