Revista EIA

CALIBRAÇÃO E IMPLEMENTAÇÃO DO MODELO MG PARA A ESTIMATIVA DE CAUDAIS MÁXIMOS NA COLÔMBIA

El propósito de este trabajo es calibrar un modelo para la estimación de caudales máximos que se adapte a las características hidrológicas, geomorfológicas y de cobertura vegetal de las cuencas colombianas. Por esta razón, se calibraron los parámetros del modelo probabilístico MG para todo el territorio colombiano, sus principales regiones geográficas y subregiones hidrológicamente homogéneas. Para la obtención de las ecuaciones analíticas del modelo MG se utilizaron los registros históricos de caudales máximos de 277 estaciones limnigráficas distribuidas a lo largo del territorio colombiano. Los resultados obtenidos aplicando el modelo MG calibrado y otros métodos comúnmente utilizados con el mismo propósito fueron comparados entre sí y se encontraron valores muy semejantes. El modelo MG calibrado en este trabajo se muestra como una opción viable para la estimación de caudales máximos en cuencas con información escasa en Colombia.

The purpose of this paper is calibrate a model for estimating peak flows adapted to the hydrological, geomorphological, and vegetation cover in Colombian basins. For this reason, the parameters of probabilistic MG model were calibrated for the whole territory of Colombia, its major geographic regions and hydrologically homogeneous subregions. To obtain the analytical equations of the MG model, historical records of peak flows in 277 water level recorder stations in Colombian were used. The obtained results by applying the MG calibrated model and other commonly used methods to estimate peak flows were compared, and very similar values were found. The MG model calibrated in this work is shown as a viable option for estimating peak flows in basins with scarce data in Colombia.

O propósito deste trabalho é calibrar um modelo para a estimativa de caudais máximos que se adapte às características hidrológicas, geomorfológicas e de cobertura vegetal das bacias colombianas. Por esta razão, se calibraram os parâmetros do modelo probabilístico MG para todo o território colombiano, suas principais regiões geográficas e sub-regiões hidrologicamente homogêneas. Para a obtenção das equações analíticas do modelo MG se utilizaram os registros históricos de caudais máximos de 277 estações limnigráficas distribuídas ao longo do território colombiano. Os resultados obtidos aplicando o MG calibrado e outros métodos comumente utilizados com o mesmo propósito foram comparados entre si e se encontraram valores muito semelhantes. O modelo MG calibrado neste trabalho se amostra como uma opção viável para a estimativa de caudais máximos em bacias com informação escassa na Colômbia.

UM OLHAR À AGROINDÚSTRIA DE EXTRAÇÃO DE AMIDO DE MANDIOCA, DESDE A PADRONIZAÇÃO DE PROCESSOS

La agroindustria de extracción de almidón de yuca hace parte importante de la economía de Colombia, concentrándose su producción en el departamento del Cauca; el proceso emplea raíces frescas de yuca, agua y energía eléctrica como principales recursos, generando residuos sólidos y líquidos cuyo inadecuado aprovechamiento o vertimiento trae impactos ambientales y económicos. En este estudio se formularon medidas para la optimización de los procesos apoyándose en herramientas como el balance de masa y el estudio de métodos, tiempos y movimientos, considerando el contexto tecnológico y socioeconómico del sector. Los resultados mostraron una eficiencia del proceso entre 51 % y 59 %; se identificó que la etapa de colado presenta el mayor consumo de agua y generación de residuos sólidos (afrecho), la etapa de sedimentación genera la mayor cantidad de residuos líquidos con elevada carga contaminante. Se evidenció la necesidad de estandarizar y optimizar las etapas de lavado-pelado y colado por requerir los mayores tiempos, incrementar la capacidad del rallado (etapa crítica que influye en la eficiencia del proceso y calidad del almidón) y registrar la información del proceso como estrategia de control.

In Colombia, the agroindustry of cassava-starch extraction is an important sector of the country's economy; production is focused in Cauca Department; this process uses fresh cassava-roots, water, and electricity as main resources, generating solid and liquid wastes whose inadequate use or disposal brings environmental and economic impacts. In this study were made measures for process optimization supported by tools such as mass balance and study methods, time and motion, considering the technological and socio-economic context of the sector. The results showed process-efficiency between 51 and 59 %; it was identified that the straining stage has the highest water consumption and solid waste generation (fiber cassava pulp); the starch slurry’s sedimentation stage generates the most amount of liquid wastes with high-pollution load. It evidenced the need to standardize and optimize the washing-peeling and strain stages because they require the largest process times; to increase the grating-rasping machine capacity (this critical stage influences the process efficiency and the final starch quality) besides recording the process information as control strategy.

A agroindústria de extração de amido de mandioca faz parte importante da economia da Colômbia, concentrando-se sua produção no departamento do Cauca; o processo emprega raízes frescas de mandioca, água e energia elétrica como principais recursos, gerando resíduos sólidos e líquidos cujo inadequado aproveitamento ou eliminação traz impactos ambientais e econômicos. Neste estudo formularam-se medidas para a otimização dos processos apoiando-se em ferramentas como o balanço de massa e o estudo de métodos, tempos e movimentos, considerando o contexto tecnológico e socioeconômico do setor. Os resultados mostraram uma eficiência do processo entre 51 % e 59 %; identificou-se que a etapa de coado apresenta o maior consumo de água e geração de resíduos sólidos (farelo); a etapa de sedimentação gera a maior quantidade de resíduos líquidos com elevada carga contaminante. Evidenciou-se a necessidade de padronizar e otimizar os períodos de lavado-descascado e coado por requerer os maiores tempos, aumentar a capacidade do ralado (etapa crítica que influi na eficiência do processo e qualidade do amido) e registrar a informação do processo como estratégia de controle.

FUNÇÕES ORTOGONAIS EMPÍRICAS (EOF) APLICADAS ÀS BACIAS OCEÂNICAS TROPICAIS INDO-PACÍFICA E ATLÂNTICA: CONTRIBUIÇÕES PARA A ANÁLISE DAS CONDIÇÕES DA COBERTURA DE NUVENS NO PARQUE NACIONAL NATURAL LOS NEVADOS

Colombian paramos are experiencing an increase in their climatic stress. One of the key factors behind is the change in cloud cover conditions, which are dependent on both regional and local processes. This work aims to explore the degree of association between the year-to-year variability of sea surface temperatures (SSTs) observed in the tropical Indo-Pacific and Atlantic oceans, and the year-to-year changes in regional cloud cover conditions prevailing over the Colombian Central Cordillera, but focusing on the satellite grid pixel where Ruiz-Tolima Volcanic Massif, the Los Nevados Natural Park and their surroundings are located. Analyzed records include mean monthly SSTs observed in the El Niño 3.4 region of the equatorial Pacific, SST anomalies observed in the tropical Indo-Pacific and Atlantic basins, as well as all-type cloud cover and top pressure data observed over the northern Andes. Even though data of four "dry" months are processed, discussion focuses on January conditions when highaltitude environments of the Colombian Central Cordillera are exposed to sunshine maxima. Empirical orthogonal function (EOF)/principal component (PC) analyses are conducted to identify the major modes of variability in SSTs, such as the El Niño-Southern Oscillation (ENSO). The first EOF modes of January SST anomalies observed in the 30°S to 30°N and 15°S to 15°N Indo-Pacific regions represent, in particular, the mature phase of ENSO, and account for 30.7 % and 44.3 %, respectively, of the spatio-temporal variability of January SST anomalies. The first EOF mode of January SST anomalies observed in the 19°S to 29°N tropical Atlantic accounts for 32.0 % of the spatio-temporal variability of SST anomalies in this ocean region, and depicts the equatorial monopole structure. Simple correlation analyses are then conducted to explore linkages between the El Niño 3.4 SST anomalies, the Pacific ENSO mode, the Atlantic equatorial monopole structure, and the cloud cover conditions prevailing over the northern Andes; 59 % of the variance of January cloud cover conditions over the selected-high-altitude region is explained by the El Niño 3.4 SST anomalies; 72 % and 71 % are explained by the first PCs (PC1s) of January SST anomalies observed in the 30°S-to-30°N and 15°S-to-15°N belts of the Indo-Pacific region, respectively; finally, 28 % is explained by the PC1 of January SST anomalies observed in the 19°S to 29°N tropical Atlantic region. The PC1 of January SST anomalies in the 30°S-to-30°N belt of the Indo-Pacific region exhibits a statistically significant trend over the period 1942-2007 that shows more El Niño-like conditions during the last 28 years of the observational period. It also exhibits a statistically significant change in the mean that coincides with the regime shift that occurred in the tropical Pacific around 1976. Analyses suggest that there is likely to be a decrease in the January net cloud cover in the area of Ruiz-Tolima Volcanic Massif and its surroundings over the next 50 years. A decrease in all-type cloud amount of 6.8 %, relative to the period 1984-2001, is likely to happen by 2050 under "normal" conditions. A strong El Niño event would reduce this mean monthly cloud amount from an expected value of 68.7 % to an average value of 59.6 %. Predicted changes in cloud cover will probably worsen the current critical climatic conditions faced by Colombian high-altitude environments.

Los páramos colombianos están experimentando un aumento en su estrés climático. Uno de los factores clave detrás de esto es el cambio en las condiciones de cobertura de nubes, que dependen de procesos regionales y locales. Este trabajo busca explorar el grado de asociación entre la variabilidad año a año de las temperaturas superficiales del mar (TSM) observadas en las zonas tropicales de los océanos Índico-Pacífico y Atlántico y los cambios de año a año en las condiciones de cobertura regional de nubes imperantes en la cordillera Central de Colombia, pero enfocándose en el píxel de la retícula satelital donde se encuentran el macizo volcánico Ruiz-Tolima, el Parque Nacional Natural Los Nevados y sus alrededores. Los registros analizados incluyen valores promedio mensuales de TSM observados en la región Niño 3.4 del Pacífico ecuatorial, anomalías de las TSM observadas en las cuencas tropicales del Índico-Pacífico y el Atlántico, así como la cobertura de nubes de todo tipo y la presión atmosférica en su capa alta observadas sobre los Andes septentrionales. Aunque se procesan los datos de cuatro meses "secos", la discusión se centra en las condiciones de enero, cuando las zonas de alta montaña de la cordillera Central de Colombia están expuestas a máximos de brillo solar. Los análisis de funciones ortogonales empíricas (EOF) / componentes principales (PC) se llevan a cabo para identificar los principales modos de variabilidad de las TSM, tales como El Niño-Oscilación del Sur (ENOS). Los primeros modos de EOF en las anomalías de las TSM observadas en enero en las regiones 30°S a 30°N y 15°S a 15°N del Índico-Pacífico representan, en particular, la fase madura del ENOS y explican el 30,7 % y 44,3 %, respectivamente, de la variabilidad espacio-temporal de las anomalías de las TSM en enero. El primer modo de EOF de anomalías de las TSM observadas en enero en las latitudes 19°S a 29°N del Atlántico tropical explica el 32,0 % de la variabilidad espacio-temporal de las anomalías de las TSM en esta región oceánica y representa la estructura monopolar ecuatorial. Los análisis de correlación simple se llevan a cabo después para explorar los vínculos entre las anomalías de las TSM en Niño 3.4, el modo ENOS del Pacífico, la estructura monopolar ecuatorial del Atlántico y las condiciones de cobertura de nubes imperantes en los Andes septentrionales; 59 % de la variación de las condiciones de cobertura de nubes en el mes de enero sobre la zona de alta montaña seleccionada se explica por las anomalías de las TSM en la región Niño 3.4; 72 % y 71 % de esa variabilidad se explican por las primeras PC (PC1) de las anomalías de las TSM observadas en enero en los cinturones 30°S a 30°N y 15°S a 15°N de la región Índico-Pacífica, respectivamente; por último, el 28 % de esa variabilidad se explica por la PC1 de las anomalías de las TSM observadas en enero en la región 19°S a 29°N del Atlántico tropical. La PC1 de las anomalías de las TSM observadas en enero en el cinturón 30°S a 30°N de la región del Índico-Pacífico exhibe una tendencia estadísticamente significativa durante el período 1942-2007 que muestra más condiciones del tipo El Niño durante los últimos 28 años del período de observación. Ella también muestra un cambio estadísticamente significativo en la media, que coincide con el cambio de régimen ocurrido en el Pacífico tropical hacia 1976. Los análisis sugieren que es probable que haya una disminución de la cobertura neta de nubes en enero en la zona del macizo volcánico Ruiz-Tolima y sus alrededores durante los próximos 50 años. Una disminución en la cantidad de nubes de todo tipo del 6,8 %, relativa al período 1984-2001, es probable que ocurra alrededor del 2050 bajo condiciones "normales". Un evento fuerte de El Niño puede reducir esta cantidad media mensual de nubes desde un valor esperado de 68,7 % hasta un valor promedio de 59,6 %. Los cambios previstos en la cobertura de nubes tal vez empeorarán las actuales condiciones climáticas críticas que enfrentan los ecosistemas de alta montaña colombianos.

Os páramos colombianos estão experimentando um aumento no seu stress climático. Um dos fatores chave atrás disto é a mudança nas condições de cobertura de nuvens, que dependem de processos regionais e locais. Este trabalho procura explorar o grau de associação entre a variabilidade ano a ano das temperaturas superficiais do mar (TSM) observadas nas zonas tropicais dos oceanos Índico-Pacífico e Atlântico e as mudanças de ano a ano nas condições de cobertura regional de nuvens imperantes na cordilheira Central da Colômbia, mas enfocandose no pixel da retícula satelital onde se encontram o maciço vulcânico Ruiz-Tolima, o Parque Nacional Natural Los Nevados e seus arredores. Os registros analisados incluem valores médios mensais de TSM observados na região El Niño 3.4 do Pacífico equatorial, anomalias das TSM observadas nas bacias tropicais do Índico-Pacífico e o Atlântico, assim como a cobertura de nuvens de todo tipo e a pressão atmosférica no seu alto limite máximo observadas sobre os Andes setentrionais. Mesmo que se processam os dados de quatro meses "secos", a discussão se centra nas condições de janeiro, quando as zonas de alta montanha da cordilheira Central da Colômbia estão expostas a máximos de brilho solar. As análises de funções ortogonais empíricas (EOF) / componentes principais (PC) se levam a cabo para identificar os principais modos de variabilidade das TSM, tais como El Niño-Oscilação do Sul (ENOS). Os primeiros modos de EOF nas anomalias das TSM observadas em janeiro nas regiões 30°S a 30°N e 15°S a 15°N do Índico-Pacífico representam, em particular, a fase madura do ENOS e explicam 30,7 % e 44,3 %, respectivamente, da variabilidade espaço-temporária das anomalias das TSM em janeiro. O primeiro modo de EOF de anomalias das TSM observadas em janeiro nas latitudes 19°S a 29°N do Atlântico tropical explica 32,0 % da variabilidade espaço-temporária das anomalias das TSM nesta região oceânica e representa a estrutura monopolar equatorial. As análises de correlação simples são feitas depois para explorar os vínculos entre as anomalias das TSM em Niño 3.4, o modo ENOS do Pacífico, a estrutura monopolar equatorial do Atlântico e as condições de cobertura de nuvens imperantes nos Andes setentrionais; 59 % da variação das condições de cobertura de nuvens no mês de janeiro sobre a zona de alta montanha selecionada se explica pelas anomalias das TSM na região Niño 3.4; 72 % e 71 % dessa variabilidade se explicam pelas primeiras PC (PC1) das anomalias das TSM observadas em janeiro nos cintos 30°S a 30°N e 15°S a 15°N da região Índico-Pacífica, respectivamente. Por último, 28 % dessa variabilidade se explica pela PC1 das anomalias das TSM observadas em janeiro na região 19°S a 29°N do Atlântico tropical. A PC1 das anomalias das TSM observadas em janeiro no cinto 30°S a 30°N da região do Índico-Pacífico exibe uma tendência estatisticamente significativa durante o período 1942-2007 que amostra mais condições do tipo El Niño durante os últimos 28 anos do período de observação. Ela também amostra uma mudança estatisticamente significativa na meia, que coincide com a mudança de regime ocorrido no Pacífico tropical para 1976. As análises sugerem que é provável que haja uma diminuição da cobertura líquida de nuvens em janeiro na zona do maciço vulcânico Ruiz-Tolima e seus arredores durante os próximos 50 anos. Uma diminuição na quantidade de nuvens de todo tipo de 6,8 %, relativa ao período 1984-2001, é provável que ocorra ao redor do 2050 sob condições "normais". Um evento forte do El Niño pode reduzir esta quantidade média mensal de nuvens desde um valor esperado de 68,7 % até um valor médio de 59,6 %. As mudanças previstas na cobertura de nuvens talvez piorarão as atuais condições climáticas críticas que enfrentam os ecossistemas de alta montanha colombianos.

AVALIAÇÃO DE UM CLARIFICADOR DE MANTA DE LODOS EM ESCALA DE LABORATÓRIO

En este artículo se reportan los resultados de la operación y evaluación de un clarificador de manto de lodos de suspensión hidráulica a escala de laboratorio a partir de un diseño de experimentos factorial 23, en el cual se utilizaron la turbiedad del agua cruda, la carga hidráulica o tasa superficial y el tipo de coagulante como factores que podían afectar la formación del manto y, por consiguiente, la eficiencia del sistema en la remoción de la turbiedad del agua. Se emplearon dos tipos de coagulante: sulfato de aluminio y C-235 (polímero catiónico) y se estudiaron dos diferentes tipos de agua cruda (sintética) preparadas en el laboratorio con la adición de caolín, la primera con alta turbiedad (Tipo I con 100 UNT) y la segunda con baja turbiedad (Tipo II con 15 UNT). El sistema fue operado con tasas superficiales de 35 y 70 m³/m².día. Los resultados obtenidos permiten establecer que cuando el sistema se operó con agua Tipo I y una carga hidráulica de 70 m³/m².día se generó el manto de mejores características y la turbiedad en el efluente alcanzó valores por debajo de 2 UNT.

In this paper, we report the results for the operation and performance of a laboratory-scale clarifier sludge blanket suspension hydraulic, through a series of experiments that used a 23 factorial design. Factors in the design included: turbidity of raw water, hydraulic load rate and type of coagulant. These factors could affect the formation of a blanket, and therefore, the system’s efficiency on the removing turbidity. Two types of coagulants -aluminum sulfate and C-325 (a cationic polymer)- were tested in two types of synthetic raw water prepared in the laboratory through the addition of kaolin with high (Type I with 100 NTU) and low (Type II with 15 NTU) turbidity. The system was operated with surface load rates of 30 and 70 m³/m².day. Results show that the best blanket was generated when the system was operated with Type I water and a hydraulic load rate of 70 m³/ m².day, with turbidity values in the effluent below 2 NTU.

Este artigo relata os resultados da operação e avaliação de um clarificador de manta de lodos de suspensão hidráulica em escala de laboratório a partir de um desehno de experimentos fatorial 23, no qual foram utilizados a turbidez da água bruta, a carga hidráulica ou taxa de superfície e o tipo de coagulante como fatores que podiam afetar a formação da manta e, portanto, a eficiência do sistema na remoção da turbidez da água. Dois tipos de coagulante foram utilizados: sulfato de alumínio e C-235 (polímero catiônico) e estudaram-se dois diferentes tipos de água bruta (sintética), preparadas no laboratório com a adição de caulim, a primeira com alta turbidez (Tipo I com 100 UNT) e a segunda com baixa turbidez (Tipo II, com 15 NTU). O sistema foi operado com taxas superficiais de 35 e 70 m³/m².día. Os resultados obtidos permitem estabelecer que, quando o sistema foi operado com água Tipo I e uma carga hidráulica de 70 m³/m².día gerou-se a manta de melhores características e a turbidez no efluente atingiu valores por baixo de 2 NTU.

O CARVÃO COLOMBIANO E O MODELO DE HOTELLING

n este artículo se presenta una descripción de la relación existente entre el pensamiento económico y los recursos naturales, en especial, los no renovables. Se define el modelo de Hotelling, con su planteamiento matemático y su respectiva solución gráfica, el cual permite determinar el sendero óptimo de agotamiento de un recurso natural no renovable y una estimación de su precio de mercado. Un marco general sobre la actualidad y perspectivas del carbón térmico colombiano es la base para la aplicación de este modelo a dicho recurso energético, lo que determina, con base en las reservas probadas de carbón térmico en Colombia y su función de demanda, el tiempo de agotamiento y su precio de comercialización.

In this paper a description of the relationship between economic thought and natural resources, especially those non-renewable, is presented. The Hotelling model is defined, with its mathematical approach and the respective graphical solution, which determines the optimal path of depletion of a non-renewable natural resource and an estimation of its market price. A general frame for the present situation and prospects for thermal coal in Colombia is the basis for the implementation of this model to this energy resource. Based on the proven reserves of thermal coal in Colombia and its demand function, time depletion and its trading price are determined.

Neste artigo apresenta-se uma descrição da relacão existente entre o pensamento económico e os recursos naturais, especialmente, os não renováveis. Define-se o modelo de Hotelling, com a sua proposta matemática e a sua respetiva solução gráfica, o qual permite determinar o caminho ótimo de esgotamento de um recurso natural não renovável e uma estimativa do seu preço de mercado. Um enquadramento geral sobre a atualidade e perspectivas do carvão térmico colombiano é a base para a aplicação do este modelo a dito recurso energético, o que determina, com base nas reservas provadas de carvão térmico em Colômbia e sua função de demanda, o tempo de esgotamento e o seu preço de comercialização.

ESTUDO COMPARATIVO DA REMOÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA EM BANHADOS CONSTRUÍDOS DE FLUXO HORIZONTAL SUBSUPERFICIAL USANDO TRES ESPÉCIES DE MACRÓFITAS

Los humedales construidos se presentan actualmente como una tecnología prometedora en reducir la contaminación por aguas residuales; este estudio investigó la remoción de materia orgánica con agua residual sintética, en términos de demanda química de oxígeno (DQO), demanda biológica de oxígeno (DBO5) y mediciones in situ de pH, oxígeno y temperatura cada 15 días, durante 3 meses, en seis sistemas de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal, a escala piloto, sembrados con tres diferentes macrófitas: Canna limbata, Heliconia psittacorum y Phragmites sp; las remociones medias de DQO fueron de 97,31 % y 95,94 % para Canna limbata; 94,49 % y 93,50 % para Heliconia psittacorum; 97,39 % y 97,13 % para Phragmites sp. En DBO5 fueron de 100 % y 99,36 % para Canna limbata; 99,09 % y 97,49 % para Heliconia psittacorum; 100 % y 99,45 % para Phragmites sp. Se concluye que existen diferencias significativas para la remoción de DQO entre las diferentes plantas (P < 0,05); en la remoción de la DBO5 no existen estadísticamente diferencias significativas entre las diferentes plantas (P < 0,05). Este estudio demuestra la opción de reducir la contaminación por materia orgánica utilizando humedales construidos.

Constructed wetlands appear at the present time like a promising technology in reducing the pollution by waste waters; this study investigated the organic matter removal with synthetic waste water, in terms of chemical oxygen demand (COD), biological oxygen demand (BOD5) and in situ measurements of pH, oxygen and temperature every 15 days, during three months, in six horizontal subsurface-flow constructed wetland systems, in pilot scale, seeded with three different macrophytes: Canna limbata, Heliconia psittacorum and Phragmites sp; the average removals of COD were of 97,31 % and 95,94 % for Canna limbata; 94,49 % and 93,50 % for Heliconia psittacorum; 97,39 % and 97,13 % for Phragmites sp. In BOD they were of 100 % and 99,36 % for Canna limbata; 99,09 % and 97,49 % for Heliconia psittacorum; 100 % and 99,45 % for Phragmites sp. We conclude that there are significant differences in DQO removal between different plants (P < 0,05); in BOD5 removal significant differences between the different plants do not exist statistically (P < 0,05). This study demonstrates the option to reduce the polution from organic matter using constructed wetlands.

Os banhados construídos são agora uma tecnologia promissora para reduzir a poluição por esgotos; este estudo investigou a remoção de matéria orgânica com esgoto sintético, em termos de demanda química de oxigênio (DQO), demanda biológica de oxigênio (DBO5) e medições in situ de pH, oxigênio e temperatura a cada 15 dias durante 3 meses, em seis sistemas de banhados construídos de fluxo sub-superficial horizontal, em escala piloto plantados com três diferentes macrófitas: Canna limbata, Heliconia psittacorum e Phragmites sp; as remoçães médias de DQO média foram 97,31 % e 95,94 % para Canna limbata, 94,49 % e 93,50 % para Heliconia psittacorum; 97,39 % e 97,13 % para Phragmites sp. Em DBO5 foram de 100 % e 99,36 % para Canna limbata, 99,09 % e 97,49 % para Heliconia psittacorum; 100 % e 99,45 % para Phragmites sp. Conclui-se que existem diferenças significativas para a remoção de DQO entre plantas diferentes (P <0,05); na remoção de DBO5 não existem diferenças estatisticamente significativas entre plantas diferentes (P <0,05). Este estudo demonstra a possibilidade de reduzir a poluição por matéria orgânica utilizando banhados construídos.

APLICAÇÃO DA APRENDIZAGEM BASEADA EM PROBLEMAS EM ENGENHARIA

Problem-based learning is a pedagogical strategy widely applied in many universities worldwide with the purpose of improving the learning out come of the students who become the center of the process. This paper presents a case report illustrating an experience, its evolving process and subsequent results of a problem-based learning (PBL) application during five semesters in a Process Management and Control course for under graduate programs of Industrial Engineering and Management Engineering in Colombia. The teacher's role and student assessments are critical elements for the evaluation of the PBL implementation process.

El aprendizaje basado en problemas es una estrategia pedagógica ampliamente utilizada en el mundo con el propósito de mejorar el aprendizaje de los estudiantes, quienes se convierten en el centro del proceso. Este artículo presenta el reporte de un caso que ilustra la aplicación, el proceso y sus resultados de aprendizaje basado en problemas (ABP) durante cinco semestres consecutivos en el curso de Gestión y Control de Procesos perteneciente a las carreras de Ingeniería Industrial e Ingeniería Administrativa en Colombia. El papel del profesor y los resultados de los alumnos son elementos críticos en la evaluación del proceso de implementación de ABP.

A aprendizagem baseada em problemas é uma estratégia pedagógica amplamente utilizada no mundo, com o objetivo de melhorar a aprendizagem dos alunos, que se tornam o centro do processo. Este artigo apresenta um relatório de um caso que ilustra a aplicação, o processo e os resultados da aprendizagem baseada em problemas (ABP) durante cinco semestres consecutivos no curso de Gestão e Controle de Processos pertencente às carreiras de Engenharia Industrial e Engenharia Administrativa na Colômbia. O papel do professor e os resultados dos alunos são elementos críticos na avaliação do processo de implementação da PBL.

ANÁLISE DE SENSIBILIDADE ESPACIAL DE UM MODELO HIDRODINÂMICO DO RESERVATÓRIO PUNCHINÁ (ANTIOQUIA)

Se presenta en este artículo una metodología que permite cuantificar explícitamente el valor óptimo de los parámetros numéricos de un modelo hidrodinámico, tales como la resolución de la malla (en dirección horizontal y vertical) y el intervalo temporal de cálculo. El procedimiento se basa en un análisis de beneficio-costo, donde se busca obtener un balance entre la calidad de la solución numérica y el costo computacional requerido para lograrla. El carácter espacial del análisis de sensibilidad propuesto permite determinar en cada una de las celdas de la malla de cálculo la alteración en la solución numérica debida a variaciones en los parámetros físicos o numéricos que constituyen el modelo. Lo anterior posibilitó identificar en el interior del embalse Punchiná dónde y en qué grado son relevantes la resolución de la malla, el intervalo de cálculo temporal, la rugosidad del lecho y el coeficiente de viscosidad de remolino.

This paper presents a methodology to assess explicitly the optimal value of the numerical parameters in a hydrodynamic model, such as the grid resolution (horizontal and vertical direction) and the calculation time interval. The methodology is based on a cost-benefit analysis which seeks a desirable balance between the quality of the numerical solution and the required computational time. The spatial nature of the sensitivity analysis presented allows us to determine in each calculation grid cell the alteration of the numerical solution due to changes in the numerical or physical parameters in the model. According to this, it was possible to determine within the Punchiná reservoir where and to what extent are relevant the grid resolution, the time interval, the bed roughness, and the eddy viscosity coefficient.

Apresenta-se neste artigo uma metodologia que permite quantificar explicitamente o valor ótimo dos parâmetros numéricos de um modelo hidrodinâmico, tais como a resolução da malha (em direção horizontal e vertical) e o intervalo temporal de cálculo. O procedimento baseia-se em uma análise de benefício-custo, onde se procura obter um balanço entre a qualidade da solução numérica e o custo computacional requerido para consegui-la. O caráter espacial da análise de sensibilidade proposta permite determinar em cada uma das células da malha de cálculo a alteração na solução numérica devida a variações nos parâmetros físicos ou numéricos que constituem o modelo. O anterior possibilitou identificar no interior do reservatório Punchiná onde e em que grau são relevantes a resolução da malha, o intervalo de cálculo temporário, a rugosidade do leito e o coeficiente de viscosidade de redemoinho.

OTIMIZAÇÃO DE PARÂMETROS E DE VALORES DE INÍCIO PARA O MODELO DE HOLT BASEADO EM SINAIS DE RASTREIO

Los modelos de series de tiempo son técnicas cuantitativas con frecuencia utilizadas para realizar pronósticos de variables, dentro de los cuales se encuentran los modelos de suavización, en particular el de suavización con ajuste de tendencia, llamado también modelo de Holt, que requiere la definición de los parámetros a y b y conocidos como coeficientes de suavización y de los valores de inicio que son fundamentales para su actualización. En este artículo se propone una forma de obtener estos valores mediante la optimización del rango de la señal de rastreo (TSR) que permitan lograr un modelo más confiable desde el punto de vista de la exactitud de los resultados y de su desempeño histórico. Se realizan algunas comparaciones con modelos propuestos que utilizan la desviación absoluta media (MAD) y el error cuadrado medio (MSE) las cuales son las medidas tradicionalmente utilizadas para determinar el grado de exactitud de un modelo, lográndose obtener un comportamiento mejor de modelo.

Time series models are quantitative techniques commonly used to forecast the behavior of variables. These models include the exponential smoothing with trend or Holt model that requires the definition of the smoothing constants α and β and the initialization values, both required for the model upgrade. This paper proposes a different way to obtain the parameter values and initial conditions of the Holts model, optimizing the tracking signal range (TSR), in order to achieve a more robust model from the viewpoint of accuracy of the results and historical performance. Some comparisons between the proposed approach and the traditional methods based on the mean absolute deviation (MAD) and the mean square error (MSE) are provided. These are the measures traditionally used to determine the degree of accuracy of a model, and a better model performance is obtained.

Os modelos de séries de tempo são técnicas quantitativas frequentemente utilizadas para realizar prognósticos de variáveis, dentro dos quais se encontram os modelos de suavização, em particular o modelo de suavização com ajuste de tendência, chamado também modelo de Holt, que requer a definição dos parâmetros α e β conhecidos como coeficientes de suavização e dos valores de início que são fundamentais para a sua atualização. Neste artigo propõe-se uma forma de obter estes valores mediante a otimização do alcance do sinal de rastreio (TSR) que permitam conseguir um modelo mais confiável desde o ponto de vista da exatidão dos resultados e do seu desempenho histórico. Realizam-se algumas comparações com modelos propostos que utilizam o desvio absoluto médio (MAD) e o erro quadrado médio (MSE) as quais são as medidas tradicionalmente utilizadas para determinar o grau de exatidão de um modelo, conseguindo-se obter um comportamento melhor de modelo.

APLICAÇÕES DE REALIDADE AUMENTADA MÓVEL EM MEIOS QUOTIDIANOS

With the increasing power and miniaturization of mobile devices, emerging areas of study have found in such devices a new form of visualization and interaction. Augmented reality, as a promising metaphor of human-computer interaction, is not the exception. Although mobiles do not offer a feasible solution for several general purpose augmented reality applications, due mainly to hardware and processing limitations, some other applications have successfully used them for displaying virtual graphical information within real surroundings. In this paper, experiences gained with the use of augmented reality in mobile devices as a metaphor of visualization are presented. Specifically, we focus on the need to preserve cultural heritage and propose augmented reality as an interface for visualizing such cultural material. This paper offers two major contributions: the first one related to the fact of visualizing digitalized heritage of Colombian culture by means of an augmented museum and the second one, an enhancement of the user’s experience by displaying detailed reconstructed Colombian cultural pieces. We created an augmented museum as a case study and evaluated the viability of using handheld devices for visualization.

Con el poder creciente y la miniaturización de los dispositivos móviles, nuevas áreas de estudio han encontrado en esta tecnología una nueva forma de visualización e interacción. La realidad aumentada, como una prometedora metáfora de interacción humano-máquina, no es la excepción. Aunque debido ante todo a limitaciones de procesamiento y hardware, los móviles no ofrecen una solución viable para algunas aplicaciones de realidad aumentada de propósito general, otras aplicaciones los han utilizado con éxito para visualizar información gráfica virtual en entornos reales. En este artículo presentamos experiencias adquiridas con el uso de realidad aumentada en dispositivos móviles como metáfora de la visualización. Específicamente, nos concentramos en la necesidad de preservar el patrimonio cultural para proponer la realidad aumentada como una interfaz para visualizar dicho patrimonio. Este artículo presenta dos aportes principales: el primero, la forma de visualización de patrimonio cultural colombiano y el segundo, una mejora de la experiencia del usuario al presentar piezas culturales colombianas detalladas. Se creó un museo aumentado como caso de estudio y se evalúa la viabilidad del uso de dispositivos de mano para la visualización.

Com o poder crescente e a miniaturização dos dispositivos móveis, novas áreas de estudo encontraram nesta tecnologia uma nova forma de visualização e interação. A realidade aumentada, como uma prometedora metáfora de interação humano-máquina, não é a exceção. Embora devido principalmente a limitações de processamento e hardware, os móveis não oferecem uma solução viável para algumas aplicações de realidade aumentada de propósito geral, outras aplicações os utilizaram com sucesso para visualizar informação gráfica virtual em meios reais. Neste artigo apresentamos experiências adquiridas com o uso de realidade aumentada em dispositivos móveis como metáfora da visualização. Especificamente, concentramo-nos na necessidade de preservar o património cultural para propor a realidade aumentada como uma interface para visualizar dito património. Este artigo apresenta duas contribuições principais: a primeira, a forma de visualização de património cultural colombiano e a segunda, uma melhora da experiência do usuário ao apresentar peças culturais colombianas detalhadas. Criou-se um museu aumentado como caso de estudo e avalia-se a viabilidade do uso de dispositivos de mão para a visualização.

CARACTERIZAÇÃO DINÂMICA DE UMA MISTURA ASFÁLTICA SUBMETIDA Às CONDIÇÕES AMBIENTAIS DE BOGOTÁ

El artículo presenta el cambio que experimentan el módulo resiliente, la deformación vertical permanente y la ley de fatiga de una mezcla de concreto asfáltico cuando es expuesta a las condiciones climáticas de la ciudad de Bogotá D.C. (Colombia) durante 29 meses. La tendencia de la mezcla con el tiempo de exposición es a producirse un aumento en los valores de rigidez, debido principalmente a procesos de endurecimiento por envejecimiento del ligante asfáltico. Este aumento en rigidez genera incremento de la resistencia a la deformación permanente y disminución de la vida de fatiga de la mezcla analizada. Con base en la evolución del módulo resiliente con el tiempo de exposición al medio ambiente se propone una ecuación para predecir de manera aproximada el cambio que ocurre en la vida a la fatiga de la mezcla.

The paper presents the evolution of the resilient modulus, permanent vertical deformation, and fatigue law of hot mix asphalt (HMA) when exposed to the weather conditions in the city of Bogotá D.C. (Colombia) for 29 months. The trend of mixture with the exposure time is to experience an increase in stiffness values, mainly due to age-hardening process of the asphalt binder. This increase in stiffness creates increased resistance to permanent deformation and decrease in fatigue life of the analyzed mixture. Based on the resilient modulus evolution with time of exposure to the environment an equation to predict approximately the change for the fatigue life of the mixture is proposed.

O artigo apresenta a mudança que experimentam o módulo de resiliência, a deformação vertical permanente e a lei de fadiga de uma mistura de concreto asfáltico quando é exposta às condições climáticas da cidade de Bogotá D.C. (Colômbia) durante 29 meses. A tendência da mistura com o tempo de exposição é a produzir-se um aumento nos valores de rigidez, devido principalmente a processos de endurecimento por envelhecimento do ligante asfáltico. Este aumento em rigidez gera incremento da resistência à deformação permanente e diminuição da vida de fadiga da mistura analisada. Com base na evolução do módulo de resiliência com o tempo de exposição ao médio ambiente propõe-se uma equação para predizer de maneira aproximada a mudança que ocorre na vida à fadiga da mistura.

DISPOSITIVO TRANSDUCTOR PARA A MEDIÇÃO DE FORÇA E VELOCIDADE EM UMA TAREFA DE CORTE COM ESCALPELO

El artículo muestra el diseño y fabricación de un dispositivo mecatrónico capaz de llevar a cabo la medición de fuerza y velocidad en una tarea de corte hecha con escalpelo. Se hizo un estudio, basado en el método de elementos finitos, con el fin de registrar la fuerza necesaria para romper el tejido (pechuga de pollo), teniendo un referente teórico como parámetro de comparación de los resultados obtenidos en las pruebas de corte efectuadas. Se usó como elemento primario de medición un sensor del tipo FlexiForce A201-25. El dispositivo fue acoplado, como herramienta de trabajo, a un brazo robótico industrial, programado con una rutina de corte transversal. La velocidad de corte del dispositivo implementado fue sensada por medio de una cámara, llevando a cabo un seguimiento a un marcador establecido previamente; para tal fin se desarrolló un software en lenguaje de programación C#. Todas las pruebas se efectuaron sobre el mismo tejido y con la misma rutina, con el fin de realizar una medición de la repetitividad del corte. Los resultados obtenidos fueron registrados en tablas, para efectos de análisis estadístico, y representación gráfica.

This paper shows the design and manufacture of a mechatronic device, capable of measuring force and speed in a cutting work done with a scalpel. A study based on the finite element method was made, in order to record the force required to break the tissue (chicken breast) having a theoretical framework as the benchmark of the results obtained in the cutting tests. It was used, as the primary measuring device, a sensor type Flexiforce A201-25. The device was attached, as a working tool, to an industrial robotic arm programmed with a crosssection routine. The cutting speed of the implemented device was sensed through a camera by tracking a marker set previously for this purpose, software in C # programming language was developed. All tests were performed on the same tissue and with the same routine to perform a measurement of cutting repeatability. The results were recorded in tables, for purposes of statistical analysis, and graphical representation.

Ou artigo mostra o desenho e fabricação de um dispositivo mecatrônico, capaz de fazer a medição de força e velocidade em uma tarefa de corte feita com bisturi. Fez-se um estudo baseado no método dos elementos finitos, a fim de registar a força necessária para romper ou tecido (peito de frango), com um referencial teórico como parâmetro de comparação dos resultados obtidos nos ensaios de corte efetuados. Usou-se como elemento primário de medição um sensor do tipo FlexiForce A201-25. O dispositivo foi conectado, como ferramenta de trabalho, a um braço robótico industrial programado com uma rotina de corte transversal. A velocidade de corte do dispositivo implantado foi sensada por meio de uma câmera, fazendo um seguimento a um marcador estabelecido previamente; para esta finalidade desenvolveu-se um software em linguagem de programação C #. Todos os ensaios se efetuaram sobre o mesmo tecido e com a mesma rotina para realizar uma medição da repetibilidade do corte. Os resultados foram registados em tabelas, para fins de análise estatística e representação gráfica.

PROPOSTA DE DISTRIBUIÇÃO EM PLANTA BIETAPA EM AMBIENTES DE MANUFATURA FLEXÍVEL MEDIANTE O PROCESSO ANALÍTICO HIERÁRQUICO

En ambientes de manufactura flexible, la conformación celular es adecuada para mejorar los flujos del proceso, tiempos de ciclo y calidad del producto. Su papel consiste en definir una conformación de familias de productos y células que permita el procesamiento de una o más familias dentro de una misma célula. Sin embargo, es posible que esta situación no suceda por restricciones del sistema que obligan a que el material deba desplazarse a otras células para completar su proceso, presentándose flujo intercelular, que se incrementa cuando el volumen de producción es alto; ello implica movimientos excesivos de producto en proceso y tiempos de espera que generan inadecuada ubicación o pérdidas de partes, además de contribuir al daño de productos debido al movimiento o las interferencias que se puedan presentar. El objetivo de este trabajo es proponer un enfoque de dos fases para resolver el problema de conformación celular así como su distribución en planta para una pyme del sector metalmecánico, comparando mediante el Proceso Analítico Jerárquico (AHP) la perspectiva del grupo decisorio en la empresa respecto del tratamiento del flujo intercelular y de las distancias, obtenido por el uso de dos modelos de asignación para distribución en planta: el problema de asignación cuadrática (QAP) y el problema de asignación cuártica (QrAP).

In flexible manufacturing environments, the cellular distribution is adequate to improve process flows, cycle times and product quality. Its role is to define product families and cells formation that allow the processing of one or more families within the same cell. However, it is possible that this situation does not happen by restrictions of the system that requires the material must move to other cells to complete the process, presenting intercellular flow. This flow is amplified when the production volume is high, which implies excessive movements of in process products and waiting times generating an inappropriate location, or loss of parts, and contribute to the damage of products due to the movement or interference that may arise. The aim of this paper is to propose a two-phase approach to solve the problem of cell formation and the plant layout for an SME of metallurgical sector, comparing with the Analytic Hierarchy Process (AHP) the perspective of the decision-maker group about treatment on intercellular flow and distance, obtained by the use of two allocation models for plant layout: the quadratic assignment problem (QAP) and quartic assignment problem (QrAP).

Em ambientes de manufatura flexível, a conformação celular é adequada para melhorar os fluxos do processo, tempos de ciclo e qualidade do produto. O seu papel consiste em definir uma conformação de famílias de produtos e células que permita o processamento de uma ou mais famílias dentro de uma mesma célula. No entanto, é possível que esta situação não aconteça por restrições do sistema que obrigam a que o material deva deslocar a outras células para completar o seu processo, apresentando-se fluxo intercelular, que se incrementa quando o volume de produção é alto, o qual implica movimentos excessivos de produto em processo e tempos de espera que geram inadequada localização ou perdas de partes, além de contribuir ao dano de produtos devido ao movimento ou às interferências que se possam apresentar. O objetivo deste trabalho é propor uma focagem de duas fases para resolver o problema de conformação celular bem como a sua distribuição na planta para uma peme do setor metalomecânico, comparando mediante o Processo Analítico Hierárquico (AHP) a perspectiva do grupo decisório na empresa respeito do tratamento do fluxo intercelular e das distâncias, obtido pelo uso de dois modelos de atribuição para distribuição em planta: o problema de atribuição quadrática (QAP) e o problema de atribuição cuártica (QrAP).