Ingeniería y Ciencia

Tricomi’s φ-equation

Resumen En este artículo se estudia una ecuación diferencial no lineal autónoma que modela el movimiento de un φ -péndulo amortiguado con forzamiento constante. En el caso disipativo se presentan dos resultados, por un lado, usando la aplicación de Poincaré y funciones de energía, se establece un criterio suficiente para determinar la existencia, unicidad y estabilidad asintótica de una solución periódica de segunda clase y por otro lado, se presenta un criterio con el que se estima analíticamente la cuenca de atracción de un equilibrio asintóticamente estable con ayuda del principio de invarianza de Lasalle. Mientras que en el caso conservativo se dan condiciones necesarias para que la imagen de la función periodo esté definida en un intervalo no acotado. Los resultados obtenidos en el caso disipativo son una generalización de los establecidos por Tricomi en el caso newtoniano.

Abstract In this paper we study an autonomous nonlinear differential equation that models the movement of a damped φ-pendulum with constant forcing. In the dissipative case, two results are presented, on the one hand, using the application of Poincaré and energy functions, a sufficient criterion is established to guarantee the existence, uniqueness and asymptotic stability of a periodic solution of the second kind and on the other hand, a criterion is presented with which the basin of attraction of an asymptotically stable equilibrium is estimated analytically with the help of the Lasalle’s invariance principle. While in the conservative case there are necessary conditions for range of the period function to be defined in an unbounded interval. The results obtained in the dissipative case are a generalization of those established by Tricomi in the newtonian case.

Symmetry and Reversibility Properties for Quantum Algebras and Skew Poincaré Birkhoff-Witt Extensions

Abstract Our aim in this paper is to investigate symmetry and reversibility properties for quantum algebras and skew PBW extensions. Under certain conditions we prove that these properties transfer from a ring of coefficients to a quantum algebra or skew PBW extension over this ring. In this way we generalize several results established in the literature and consider algebras which have not been studied before. We illustrate our results with remarkable examples of theoretical physics.

Resumen Nuestro propósito en este artículo es investigar las propiedades de simetría y reversibilidad para álgebras cuánticas y extensiones PBW torcidas. Bajo ciertas condiciones mostramos que estas propiedades se transfieren de un anillo de coeficientes a un álgebra cuántica o extensión PBW torcida sobre este anillo. De esta manera generalizamos diversos resultados establecidos en la literatura, y los ampliamos a álgebras antes no estudiadas. Ilustramos nuestros resultados con ejemplos destacados de la física teórica.

Tampering Detection on Digital Evidence for Forensics Purposes

Resumen En términos de evidencia digital, la imagen de la escena de un crimen es un elemento importante en un proceso legal; razón por la cual es indispensable que se garantice su cadena de custodia. Si la imagen es modificada con operaciones como eliminación, duplicidad o difuminado de objetos, debe existir un mecanismo que identifique la existencia de dicha manipulación. En este artículo, se propone una solución a la cadena de custodia basada en una técnica conocida como marcado de agua. Con el propósito de validar la sensibilidad y efectividad del sistema propuesto, se aplican seis clases de manipulaciones a imágenes marcadas; encontrando una alta sensibilidad a manipulaciones pequeñas (ej. 0.25 % del tamaño de la imagen), dado que en todos los casos fue identificada la manipulación. Con la solución propuesta, la autoridad legal puede confiar en la cadena de custodia de la evidencia digital.

Abstract In terms of digital evidence, images of a crime scene play an important role in a legal process; therefore it is essential to guarantee their chain of custody. If the image is tampered with operations such as cropping, duplicity or blurring of objects, there must be a mechanism that identifies the existence of such manipulation. In this paper, a solution to the chain of custody based on a technique known as watermarking is proposed. In order to validate the sensitivity and effectiveness of the proposed system, six classes of manipulations are applied to watermarked images; finding a high sensitivity to small manipulations (e.g 0.25% of the image size), since in all cases the manipulation was identified. With the proposed solution, legal authority can rely on the chain of custody of the digital evidence.

Leave-one-out Evaluation of the Nearest Feature Line and the Rectified Nearest Feature Line Segment Classifiers Using Multi-core Architectures

Abstract In this paper we present the parallelization of the leave-one-out test: a reproducible test that is, in general, computationally expensive. Paralelization was implemented on multi-core multi-threaded architectures, us- ing the Flynn Single Instruction Multiple Data taxonomy. This technique was used for the preprocessing and processing stages of two classification algorithms that are oriented to enrich the representation in small sample cases: the nearest feature line (NFL) algorithm and the rectified nearest feature line segment (RNFLS) algorithm. Results show an acceleration of up to 18.17 times with the smallest dataset and 29.91 times with the largest one, using the most costly algorithm (RNFLS) whose complexity is O(n 4). The paper also shows the pseudo-codes of the serial and parallel algorithms using, in the latter case, a notation that describes the way the parallelization was carried out as a function of the threads.

Resumen Presentamos en este artículo la paralelización de la prueba leave-one-out, la cual es una prueba repetible pero que, en general, resulta costosa compu- tacionalmente. La paralelización se implementó sobre arquitecturas multi- núcleo con múltiples hilos, usando la taxonomía Flynn Single Instruction Multiple Data. Esta técnica se empleó para las etapas de preproceso y pro- ceso de dos algoritmos de clasificación que están orientados a enriquecer la representación en casos de muestra pequeña: el algoritmo de la línea de características más cercana (NFL) y el algoritmo del segmento de línea rectificado más cercano (RNFLS). Los resultados obtenidos muestran una aceleración de hasta 18.17 veces con el conjunto de datos mas pequeño y de 29.91 veces con el conjunto de datos más grande, empleando el al- goritmo más costoso -RNFLS- cuya complejidad es O(n 4). El artículo muestra también los pseudocódigos de los algoritmos seriales y paralelos empleando, en este último caso, una notación que describe la manera como se realizó la paralelización en función de los hilos.

Assesment of the Mechanical Variability of Rock Slabs by Means of Non-Destructive Tests: Analysis Methods

Resumen En este estudio se emplean mayores y complementarios métodos de análisis para estimar la variabilidad mecánica de placas de material rocoso por en- sayos no-destructivos, inicialmente presentado en esta misma revista. Esto con el propósito de generalizar y mejorar la aplicabilidad de este método alternativo, basado en la geoestadística, para que pueda ser utilizado en procesos de control de calidad de placas de material rocoso destinadas al revestimiento de pisos. Se ha hecho énfasis en los métodos de análisis geo- estadísticos, en lo que respecta al análisis exploratorio de los datos, análisis de anisotropía, verificación del modelo geoestadístico, verificación de la estructura espacial, verificación del tamaño de muestra y modelación de la distribución espacial de la resistencia mecánica.

Abstract In this study is used more and complementary methods of analysis to esti- mate the mechanical variability of rock slabs by means of non-destructive tests; originally presented in this same journal. The aim is to genera- lize and improve the applicability of this alternative method, based on geostatistics, for quality control processes of rock slabs destined for floor revetment. Different geostatiscal topics have been emphasized such as data exploratory analysis, anisotropic analysis, verification of the geostatistical model, verification of the spatial structure, verification of the sample size and modeling of the spatial distribution of the mechanical strength.

Identifying Factors Causing Delays and Cost Over- runs in Construction Projects in Colombia

Resumen Los retrasos y sobrecostos en proyectos de construcción son objeto de constante preocupación por parte de los desarrolladores de proyectos, ya que incluso pueden afectar la viabilidad de estos. Por esto, es necesario estudiar las causas, especialmente en Colombia donde las causas generadoras de este tipo de desviaciones no han sido analizadas a profundidad. Esta investigación, realizó inicialmente una revisión de la literatura para identificar causas generadoras de desviaciones en tiempos y costos a nivel mundial. Posteriormente, se realizó una encuesta dirigida a profesionales dedicados al desarrollo de proyectos de construcción en Colombia, para poder conocer en su concepto los factores significativos en la generación de desviaciones en tiempos y costos. Finalmente, se ejecutó un análisis de significancia basado en los factores influyentes, estableciendo las correlaciones entre estos y aspectos como magnitud, tipo de proyecto, tamaño de las empresas, entre otros, implementando herramientas estadísticas y computacionales. El estudio arrojó la inadecuada planeación y falta de integración entre profesionales como uno de los factores más influyentes en la fluctuación de costos y tiempos en el país.

Abstract Construction project delays and cost overruns represent a source of concern for project developers, potentially affecting project feasibility. Thus, it is important to determine the causes of these issues, especially in Colombia where such causes are not well understood. In this research, a literature review was performed to identify causes of time delays and cost overruns around the globe. Subsequently, a survey of project-development professionals in Colombia was carried out in order to ascertain, in their opinion, the significant factors leading to time and cost deviations. Lastly, a statistical significance analysis was reported using the influential factors deter- mined in the previous two steps, in order to establish correlations among these and other aspects, including scale and project type, business size, among others, implementing statistical and computational tools. This paper demonstrates that inadequate planning and lack of integration among professionals are the most significant factors contributing to construction delays and cost overruns in Colombia.

Risk Assessment of Shallow Landslides for Infrastructure Projects: Analysis of the Case of a Landslide in the El Cabuyal Zone

Resumen Este documento presenta un análisis y evaluación cuantitativa de la amenaza, la vulnerabilidad y el riesgo asociados a deslizamientos superficiales en una subcuenca del Valle de Aburrá (Colombia). Se integra el modelo TRIGRS mediante una simulación de Montecarlo para la estimación de la probabilidad de falla en la subcuenca empleando una altura del nivel freático como factor desencadenante, que junto con su probabilidad de ocurrencia anual permiten la evaluación de la amenaza. Se emplea un modelo que cuantifica la vulnerabilidad física de estructuras basándose en la intensidad del deslizamiento y la resistencia del elemento expuesto. El riesgo anual se estima para una vivienda del sitio de estudio como el producto de la amenaza y el valor de la pérdida dado el evento catastrófico, considerando la vulnerabilidad. La metodología empleada se enfoca en el deslizamiento ocurrido el 26 de octubre de 2016 en un talud dentro del sitio de estudio que afectó la vivienda que es objeto de análisis.

Abstract In this paper an assessment of the hazard, the vulnerability and the risk associated with shallow landslides in a watershed of the Valle de Aburra is carried out. The TRIGRS model with a Monte Carlo simulation to estimate the probability of failure in the watershed using water table depth as the trigger factor is implemented, which allows the assessment of the hazard along with its annual probability of occurrence. Additionally, a quantitative model for physical vulnerability of structures which takes into account landslide intensity and resistance of exposed elements is used. The annual risk is estimated for a house of the study site as the product of the hazard and the damage costs due to the occurrence of the catastrophic event, which considers vulnerability. The methodology used focuses on the shallow landslide occurred on October 26, 2016 on a slope within the study site, which affected the house that is being analyzed.

Spatial Variability of a Soil Clayed from the Sabana Centro Sector for the Reliability of Primary Consolidation Settlements: Study Case Campus Nueva Granada

Resumen El objetivo de este artículo es presentar un estudio de confiabilidad de los parámetros de consolidación de un suelo arcilloso de la Sabana de Bogotá. La metodología de trabajo comprendió la extracción de muestras de arcillas inalteradas y la ejecución de un plan experimental de laboratorio que incluyó treinta ensayos edométricos. Además, se estimaron las distribuciones de probabilidad de los parámetros de consolidación del suelo de la Sabana de Bogotá. Los resultados permitieron obtener la variabilidad de las propiedades de compresibilidad de dichos materiales. Por otra par- te, se realizaron simulaciones de Monte Carlo para estimar las curvas de confiabilidad de asentamientos. Se encontró que la magnitud de los asentamientos en los suelos arcillosos de la Sabana de Bogotá se ven afectados por la variabilidad espacial de las propiedades de compresibilidad de este tipo de suelo.

Abstract The aim of this paper is to present a reliability study of the consolidation parameters of a clayed soil from the “Sabana de Bogotá” sector. The work methodology included the extraction of clay undisturbed samples and the development of an experimental plan in the laboratory, which included thirty oedometric tests. In addition, the probability distributions of the consolidation parameters for the “Sabana de Bogotá” soil were estimated. Results allowed obtaining the variability of the compressibility properties of such materials. Otherwise, Monte Carlo simulations were performed in order to estimate settlement reliability curves. It was found that the settlement magnitude in the “Sabana de Bogotá” clayed soils is affected by the spatial variability of the compressibility properties of this kind of soil.

From Obtaining to Degradation of PHB: A Literature Review. Part II

Abstract In our previous review (Part I - Material Properties), the chemical, physical and morphological properties, applications and mechanisms of obtaining poly (3-hydroxybutyrate) were discussed. PHB is a biologically based polymer that presents itself as an ecological option due to its characteristic degradation before environmental factors and due to the action of microorganisms such as algae, fungi and bacteria. In this second review, aspects related to the types of degradation to which this polymer is subjected and the necessary conditions for its degradation are addressed. Among these mechanisms are thermo-degradation, thermo-mechanical degradation, abiotic degradation, photo degradation and biodegradation. It is understood that the degradation of PHB can be seen as an advantageous feature of this material. This review complements the previous one and uses the same terminology.

Resumen En nuestra revisión anterior (parte I - propiedades del material), se dis- cutieron las propiedades químicas, físicas y morfológicas, aplicaciones y mecanismos de obtención del poli (3-hidroxibutirato). El PHB es un polímero de base biológica que se presenta como una opción ecológica debido a su característica de degradación en la presencia de factores ambientales y debido a la acción de microorganismos como algas, hongos y bacterias. En esta segunda revisión se abordan aspectos relacionados con los tipos de degradación a los que este polímero está sujeto y las condiciones nece- sarias para su degradación. Entre estos mecanismos están la degradación térmica, la degradación termomecánica, la degradación abiótica, la foto de degradación y la biodegradación. Se percibe que la degradación del PHB puede ser vista como una característica ventajosa de este material. Esta revisión complementa la anterior y utiliza la misma terminología.