Entre Ciencia e Ingeniería

**Physicochemical analysis and characterization of the Hevea brasiliensis species**

Resumen Este trabajo se centró en caracterizar por técnicas de TGA, DTG e IR la coagulación del látex de caucho natural, mediante el uso de ácido fórmico y ácido acético, se usaron ejemplares clasificados como clon IAN-710, cultivados en el departamento del Caquetá, con el objetivo de comparar la aplicación de éstos ácidos a distintas concentraciones y la repercusión que tienen en las propiedades térmicas y químicas (materia volátil y cenizas). La caracterización se llevó a cabo mediante calorimetría diferencial de barrido, análisis termogravimétrico y la identificación por espectroscopia de infrarroja. Se observó que la variación de la concentración de ácidos no influye en un cambio relevante en las propiedades térmicas, además, no se altera la estructura química molecular principal del caucho como cadena poli (cis-1,4-isopreno).

Abastract This work focused on characterizing by techniques TGA, DTG and IR, the coagulation of natural rubber latex, by using formic acid and acetic acid, samples classified as clone IAN-710 grown in Caquetá were used, in order to compare the use of these acids on different concentrations, and the impact they have on the thermal and chemical properties (volatile matter and ash). The characterization was carried out by differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis and infrared spectroscopic identification. It was observed that the variation of acids concentration does affect neither the thermal properties within a significant change, nor the major molecular chemical structure of rubber as poly (cis-1, 4 -isoprene).

Simulation of a reverse logistics process: collecting and stockpiling containers and empty pesticides packaging

Resumen Este artículo presenta el estudio realizado al proceso de recolección y acopio de residuos de plaguicidas en la unidad de riego Pantano de Vargas- Boyacá Colombia. Este sistema puede incorporarse dentro de un proceso de logística inversa (LI), debido al problema de manejo y tratamiento inadecuado de estos residuos por parte de los agricultores. Para el análisis de la situación planteada, se realizó una simulación del proceso actual y a partir de este, se recrearon dos escenarios posibles de operación de los recursos humanos y físicos en dicho proceso. Mediante la evaluación de alternativas de mejora, se planteó una configuración factible, que proporcionó la mayor disminución del tiempo total del proceso de recolección y acopio de los residuos. Con el escenario propuesto se puede lograr una mejora del 46% en el tiempo total del proceso, al experimentar con un modelo que incluye un operario y un vehículo adicional a las condiciones actuales del proceso.

Abstract This article presents a study carried out over the recollection and accumulation of the pesticides residues process in the irrigation unit known as Pantano de Vargas - Boyacá Colombia. This system can be incorporated in a process of reverse logistics due to the problem of bad management and treatment of those residues by cultivators. For the analysis of this situation, a simulation of the current process was proposed, and based on it, two possible stages- scenes of operations of human and physical resources in that process were created. Through the evaluation of alternatives for the improvement, a possible configuration that provided a higher decrease of total time of the process of recollection of residues was established. With the proposed scenery, it is possible to reach an improvement of 46% in the total time of process, experimenting with a model that includes an operator and an additional vehicle to the current process conditions.

Mathematics education in Colombia, an evolutionary perspective

Resumen El presente artículo de revisión, plantea de forma concreta algunos elementos epistemológicos de la formación del pensamiento matemático para el nivel de educación básica y media en Colombia, con los posibles errores metodológicos que se cometen en los procesos de transformación del lenguaje común hacia el lenguaje matemático estructurado; igualmente presenta algunas nuevas tendencias de formación que son punto de partida para la investigación que actualmente se desarrolla.

Abstract This review article presents some epistemological concretely training elements of mathematical thinking to the level of primary and secondary education in Colombia, within the possible methodological errors made in the transformation processes in common language towards the structured mathematical language; It also presents some new training trends as a starting point for a research that is currently being developed.

Feasibility study of Lactobacillus casei in orange juice (Citrus sinensis) supplemented with vitamin C, calcium and oligofructose

Resumen Se utilizó la Naranja Valencia para producir un jugo enriquecido con bacterias probióticas (Lactobacilos casei). Se evaluó la concentración óptima de estabilizante realizando un berrido con tres tipos de gomas (Xantan, CMC, y pectina), evaluado mediante un arreglo factorial 3³. Posteriormente se adicionó el microorganismo a tres concentraciones diferentes (0,4 -0,5 y 0,6 Mc - Farland) y los compuestos fisiológicamente activos (Calcio y vitamina C) en un 20% del valor diario recomendado según la resolución 333 de 2011 del ministerio de protección social. Los resultados mostraron que se debe adicionar Pectina 0.02%, CMC 0.015% y Xantan 0.014%. El análisis de la concentración de microorganismos durante el tiempo de almacenamiento muestra que la concentración inicial aumentó hasta llegar a 7.21* 10(9) UFC, y el pH permaneció constante desde el día 15 hasta el 20 en 3.8.

Abstract Valencia Orange was used to produce a juice enriched with probiotic bacteria (Lactobacillus casei). The optimal concentration of stabilizer was evaluated by performing a screening with three types of gums (xanthan, CMC, and pectin), evaluated using a factorial arrangement 3³. Subsequently the microorganism at three different concentrations (0.4 -0.5 and 0.6 was added 6 Mc - Farland) and physiologically active compounds (calcium and vitamin C) 20% of the recommended daily value according to the resolution 333 of 2011 the ministry of social protection. The results showed that 0.02% pectin, CMC and Xanthan 0.015% 0.014% should be added. The analysis of the concentration of microorganisms during storage time shows that the initial concentration increased up to 7.21 * 10(9) CFU, and the pH remained constant from day 15 to 20 in 3.8.

Models of fatigue crack growth

Resumen Este artículo estudia los diferentes modelos de crecimiento de grietas por fatiga, exponiendo una breve descripción histórica. Siguiendo la línea cronológica en el desarrollo de la investigación, hace especial énfasis en la ley de Paris y luego estudia algunos modelos específicos que, en general, corresponden a investigaciones de punta realizadas por diversos grupos, en el ámbito internacional. El objetivo principal es analizar y discutir las ventajas y desventajas de los diferentes modelos, teniendo en cuenta condiciones como la facilidad de aplicación, la disponibilidad de datos y la validez con respecto a los resultados experimentales.

Abstract In this work, different models of fatigue crack growth are studied; a brief historical description on this subject is also provided. The research on this topic is described chronologically; however, emphasis is made on the model proposed by Paris. Then, a number of models that, in general, correspond to cutting-edge research conducted by various international research groups are studied. The main aim of this work is to analyze and discuss the advantages and disadvantages of the different models, taking into account criteria such as ease of application, data availability, and correlation with experimental results.

Preliminaries in the adaptation of the algorithm PA-VNE for the reallocation of mapped virtual networks and the choice between different types of metrics

Resumen La arquitectura actual de la internet no permite la introducción de innovaciones debido, entre otras razones, a la competencia entre proveedores de servicio. Como una posible solución a este problema, se ha propuesto, la virtualización de red. Para la implementación de esta tecnología se necesita de un algoritmo que pueda ubicar las redes virtuales sobre los recursos de la red física, de una forma óptima, según las métricas a considerar. Este artículo presenta los avances preliminares de la investigación acerca de la optimización del algoritmo PA-VNE y su implementación en una red definida por software.

Abstract The current architecture of the internet does not allow the introduction of innovations, due to, among other reasons, competition between service providers. Network virtualization has been proposed as a possible solution to this problem. For the implementation of this technology, an algorithm that can locate the virtual networks on the physical network resources in an optimal way, according to the metrics to consider, is required. This article presents preliminary research advances about the optimization of the algorithm PA-VNE, and its implementation through a software defined network.

Measuring the level of learning with two formation scenarios: a traditional one, and another with ICTs

Resumen La educación, por obedecer a su naturaleza de ser un servicio social y público, está impregnada de muchas variables que construyen un contexto enmarañado de problemas y oportunidades para la mejora constante de la misma. Mejora a la que todos sus actores quieren llegar con el pretexto de asegurar poco a poco la calidad deseada. Precisamente, una de las principales dificultades que se presenta está relacionada con los resultados obtenidos a partir de los procesos de evaluación aplicados. En la mayoría de los casos, ni maestros ni estudiantes quedan conformes. Esto lleva a la búsqueda de nuevas estrategias de trabajo en colectivo que permitan crear un mejor ambiente educativo y que a la vez motiven a los educandos a apropiarse de los conocimientos que necesitan para enfrentarse a la realidad que el entorno les ofrece; y a los maestros a procurar mayor pertinencia de los procesos evaluativos con la realidad a la que pertenecen. Así, con esta provocación educativa, las Tecnologías de la Información y la Comunicación - TIC se vuelven un recurso significativo para darle un ingrediente extra al trabajo de clase, al aprendizaje, a la evaluación. Si ellas se han convertido en parte importante de la cotidianidad, entonces por qué no aprovecharlas para mejorar el acto educativo. Este trabajo, sistematiza la experiencia llevada a cabo en la Institución Educativa Villa Santana, la cual consiste en un trabajo de campo en el que se utilizaron algunas herramientas para el desarrollo de la temática sobre números fraccionarios en el grado quinto y el despliegue de algunas estrategias pedagógicas convencionales y no convencionales, para luego medir su impacto a partir de los resultados del proceso de evaluación.

Abstract Education, in obedience to its nature of being a social and a public service, is related to a lot of variables, which generate a background of problems and opportunities for the continuous improvement of the process. Improvement that all the actors want to get based on the pretext of ensuring gradually the desired quality. By the way, one of the main difficulties found, are related to the results obtained from the evaluation processes applied. In most cases, neither teachers nor students are really satisfied. This leads to the search for new strategies of collective work that will create a better learning environment and at the same time motivate students to appropriate the knowledge they need to face the reality that the environment offers them; and teachers to ensure greater relevance of the evaluation processes with the reality to which they belong. Based on this educational challenge, the information and communications technology -ICTs become significant for an extra ingredient to class work, learning, evaluation resource. If they have become an important part of everyday life, then why not use them to improve the educational act. This work systematizes the experience carried out in the Educational Institution Villa Santana. Experience is a field in which some tools for the development of the theme of fractional numbers in the fifth grade and the deployment of some conventional and unconventional teaching strategies were used, and then measure their impact from the results along the assessment process.

A review of the state of the art when measuring the nanohardness using the Atomic Force Microscope

Resumen En la nanociencia y en la nanotecnología, una de las herramientas más poderosas es el microscopio de fuerza atómica (AFM siglas en inglés). Instrumento que sirve para caracterizar los materiales a nivel superficial. Dentro de esas características está evaluar la dureza a escala manometría (nanodureza), utilizando el método de nanoindentación en el modo de espectroscopia. En materiales como las películas delgadas en los que sus espesores son del orden de decenas de nanómetros de espesor, el equipo adecuado para medir la dureza es el AFM. En este artículo se pretende realizar una primera aproximación a algunos modelos usados para evaluar la dureza usando el AFM a partir del modelo elástico.

Abstract In nanotechnology, one of the powerful tools is the atomic force microscope (AFM). Instrument used to characterize materials superficially. Nanoscale hardness (nanohardness) using nanoindentation method spectroscopy mode is considered when evaluating these characteristics. The suitable equipment to measure the hardness in materials such as thin films, with thicknesses on the order of tens of nanometers is the AFM. In this article, the authors propose a first approach to some models used to evaluate the hardness, using the AFM, based on the elastic model.

The Schottky diode as attenuator of the Seebeck effect on a Peltier cell for a PID temperature control

Resumen Se desarrolló un sistema de control de temperatura y humedad relativa mediante el microcontrolador PIC16F877A, este microcontrolador, mediante la técnica de PWM de una señal de 25kHz, ejerce control sobre la celda Peltier TEC1-12706, y además efectúa un control ON/ OFF sobre un humidificador ultrasónico. Para el control de temperatura se diseñó un controlador PID discreto por medio de la herramienta ident y la herramienta controller PID de MATLAB. Se concluyó que la celda Peltier tiene un rendimiento termoeléctrico total del 33% y que aplicando la técnica de control PWM se producen el efecto Peltier y el efecto Seebeck; se determinó que el efecto Seebeck causa un deterioro sustancial en los enlaces moleculares de los termoelementos que conforman la celda Peltier. Sin embargo, se propone el diodo Schottky 15SQ045 como una solución eficaz y efectiva para anular los daños que produce el efecto Seebeck en la celda Peltier.

Abstract A temperature and humidity control system using a PIC16F877A microcontroller was developed. The system uses a 25 kHz PWM signal to control a TEC1-12706 Peltier cell. On the other hand, we made an ON/OFF control on the ultrasonic humidifier in order to regulate the relative humidity. To control the temperature, a discrete PID controller by using ident and controller PID tools from Matlab software was designed. Besides, we analyzed the behavior of the Peltier cell when a PWM signal is applied to it; the conclusion was that the TEC112706 Peltier cell has a total thermoelectric performance of 33% and both, Seebeck and Peltier effects are present when PWM is used; it was determined that the Seebeck effect causes a significant degradation on the molecular bonds in the thermoelements of the Peltier cell; this undesirable effect reduces the lifetime of the cell to a few hours. However, we propose the 15SQ045 Schottky diode as an effective solution to mitigate the damages that the Seebeck effect may cause to the Peltier cell.

Comparison of two algorithms in order to find Pythagorean triples using two different programming paradigms

Resumen En este artículo, además de analizar las características algorítmicas de dos versiones de solución al problema de hallar ternas pitagóricas en un rango de 1 hasta n para n como un valorentero definido, se realiza una comparación entre la solución implementada a partir del paradigma de programación funcional, basado en lenguaje Scheme entorno Dr. Racket versión 6.1 y la solución implementada a partir del paradigma de programación imperativa utilizando lenguaje C++ arista estructurada entorno DevC++ Versión 5.8.0. La comparación de estas dos soluciones, vistas desde paradigmas de programación diferentes, se hace a nivel de codificación pura, a nivel de la lógica utilizada para resolverlo y a nivel del rendimiento y la eficiencia, apoyados en la medición de tiempos de proceso. Ambos programas presentan los resultados en dos formatos y la comparación de rendimiento se hace teniendo en cuenta el despliegue en la pantalla. Esta comparación no solo permite establecer relaciones entre los paradigmas de programación (paradigma funcional y paradigma imperativo) sino que posibilita el planteamiento de un híbrido que pudiera ser mucho más eficiente que ambos, pero a partir de lo más eficiente que cada uno puede aportar. Cada una de las implementaciones es totalmente original producto de la investigación y de la iniciativa y la experiencia del autor de este artículo.

Abstract In this article we analyze the algorithmic characteristics of two solutions for the problem to find Pythagorean triples in a specific range from 1 to n to a defined value of n as an integer. We also make a comparison between the solution implemented with functional paradigm in Scheme language environment Dr. Racket version 6.1 and the solution implemented with imperative paradigm in C++ language environment Dev C++ version 5.8.0. The comparison of these solutions is made from the perspective of two different programming paradigms. We analyze the pure codification, the logic used in the implementation and the performance and efficiency using the computer timer. Both programs present two formats to show the results in the display. These comparisons not only permit to establish possible relations between the programming computer paradigms (functional and imperative) but also let us to think about a hybrid solution from the best of each solution implemented. Each implementation is absolutely original product of the research and the initiative and experience of the author of this article.

Modeling the interaction energy of silica nanoparticles prepared in microemulsions

Resumen Se modeló la energía de interacción de nanopartículas de sílice preparadas en microemulsiones de fase orgánica, usando la teoría DLVO para partículas esféricas de igual tamaño. Los surfactantes comerciales seleccionados fueron la sal sódica del sulfosuccinato de bis-(2-etilhexilo) (AOT) y Tritón X-100 [p-(1, 1, 3,3-tetrametilbutil) fenílico] (TX100). Los sistemas coloidales estudiados fueron ciclohexano/ AOT, ciclohexano/TX-100, isooctano/AOT, e isooctano/TX 100. Las curvas de energía total de interacción se construyeron para varios diámetros de nanopartículas en función de su distancia de separación. Los resultados fueron comparados con la energía termal del sistema, encontrando mayor estabilidad coloidal para el modelo de nanopartículas de sílice cubiertas con el surfactante TX-100 y suspendidas en ciclohexano. Por último se esperaría que la combinación de los compuestos químicos ciclohexano/TX-100 permita la formación de micelas inversas que sirvan tanto para la formación de nanopartículas de sílice proporcionando un medio para el control de tamaño, así como un sistema con buena estabilidad coloidal.

Abstract The interaction energy of silica nanoparticles prepared in microemulsions of organic phase was modeled, using the DLVO theory for spherical particles of equal size. For this purpose, the effect of the organic solvent and the surface active agent (surfactant) used for the coating of the nanomaterials was evaluated. The selected commercial surfactants were the sodium bis-(2-ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT) and the p-(1, 1, 3, 3-tetramethylbutyl) phenyl (TX-100). The colloidal systems studied were cyclohexane/AOT, cyclohexane/TX-100, isooctane/AOT, and isooctane/TX-100. Curves of total energy contribution were analyzed considering the interaction energy of van der Waals attraction and repulsion energy due to osmotic layer covering surfactant molecules to the nanoparticles. From these analyzes the curves of total energy for several diameters of nanoparticles as a function of their separation distance were built. These results were compared with the thermal energy of the system, indicating greater stability for the colloidal silica nanoparticles model covered with the TX-100 surfactant and suspended in the organic medium cyclohexane. Thus, it could be expected that the combination of the chemical compounds cyclohexane/TX-100 allow the formation of reverse micelles, which serve for the synthesis of silica nanoparticle providing control size, as well as a system with a good colloidal stability.