Entre Ciencia e Ingeniería

INGENIERÍA: CLAVE EN EL DESARROLLO SOSTENIBLE

The lignin of the Angustifolia Kunth guadua incorporated into the substrate of the fungus pleurotus ostreatus

Abstract: Lignin is extracted from the angustifolia Kunth guadua by the process of digestion with NaOH in a reactor at high pressure and temperature, separating it from the cellulose. Purified lignin is characterized by the infrared spectroscopy that gives the functional characteristics of this one. Using the technique of microbial culture, the sowing is done in Petri dishes of the strain of the fungus Pleurotus ostreatus on agar. Here the time taken by the mycelium to cover the entire Petri dish is determined. This seed is then repeated, but by adding different amounts of lignin, determining the time to cover the Petri dishes, lignin is found to inhibit the growth of the mycelium, and from 40% of lignin in the substrate there is no growth, which is equivalent to the average lethal dose. In each box the area covered by the fungus is measured, being considered as future potential in the non-food industry of the coffee region of the country.

Resumen: Se extrae lignina de la guadua Angustifolia kunth por el proceso de la digestión con NaOH en un reactor a alta presión y temperatura, separándola de la celulosa. Se caracteriza la lignina purificada por medio de la espectroscopía infrarroja que da las características funcionales de ésta. Empleando la técnica del cultivo microbiano, se hace la siembra en cajas de Petri de la cepa del hongo Pleurotus ostreatus sobre agar. Aquí se determina el tiempo empleado por el micelio en cubrir toda la caja de Petri. A continuación, se repite esta siembra, pero adicionando diferentes cantidades de lignina, determinando el tiempo para cubrir las cajas de petri, encontrándose que la lignina inhibe el crecimiento del micelio y a partir del 40% de lignina en el sustrato no hay crecimiento siendo esta cantidad la equivalente a la dosis letal media. En cada caja se mide el área cubierta por el hongo, encontrándose como futuro potencial en la industria no agroalimentaria de la región cafetera del país.

Macroinvertebrates as bioindicators of water quality in La Calaboza stream (Yopal, Casanare)

Resumen: En este trabajo se presenta la caracterización de macroinvertebrados que colonizan aguas de la quebrada La Calaboza (un importante sistema hídrico del departamento de Casanare), con la finalidad de determinar el estado de la calidad del agua y mejorar la comprensión de la entomofauna autóctona, en función de su respuesta a condiciones de verano e invierno. Los macroinvertebrados fueron colectados a partir de seis estaciones de muestreo e identificados a nivel de familia. Adicionalmente, se estableció su relación con diversas variables fisicoquímicas. El estado ambiental se determinó mediante la aplicación de tres índices bióticos: BMWP, ASPT y EPT. A pesar del impacto de las actividades antropogénicas, la calidad del agua de la quebrada fue catalogada como aceptable o buena. Independientemente del periodo, Ephemeróptera fue el orden predominante en la mayoría de las estaciones seleccionadas. No obstante, el periodo de invierno presentó los índices bióticos más bajos, asociado con una diferente distribución de individuos y menor diversidad, como resultado de fluctuaciones de los parámetros fisicoquímicos del agua. Se concluye que el estado ambiental del área en estudio es altamente influenciado por el cambio de periodo, presentando mayor susceptibilidad en condiciones de invierno.

Abstract: This study presents the characterization of macroinvertebrates colonizing La Calaboza creek (an important hydric system from Casanare department), to determine the status of water quality and to improve understanding of the native entomofauna, in response to summer and winter conditions. The macroinvertebrates were collected from six sampling stations and identified at the family level. And also, their relationship with various physicochemical variables was established. The environmental status was determined by the application of three biotic indices: BMWP, ASPT, and EPT. Despite the impact of anthropogenic activities, the water quality of the stream was classified as acceptable or good. Regardless of the season, Ephemeróptera was the predominant order in most of the selected stations. However, the winter period presented the lowest biotic indexes, associated with a different distribution of individuals and low diversity, as a result of fluctuations in the physicochemical state of the water. It is concluded that the environmental status of the study area is highly influenced by the change of period, presenting greater susceptibility in winter conditions.

Optimization of a microgrid operation considering operation cost, life of the batteries and uncertainty cost of eolic energy

Resumen: Hoy en día los sistemas autónomos que incorporan las fuentes de energía renovables y sistemas de almacenamiento de energía en baterías, desempeñan un papel fundamental como solución a inconvenientes de suministro de energía. Estos sistemas son una buena alternativa, principalmente en zonas apartadas de la red eléctrica, como islas. En este paper se analizan los costos de pérdida de vida útil de las baterías, costos de operación y mantenimiento y los costos de incertidumbre, asociados a agentes energéticos renovables para una microgrid autónoma desarrollada en la isla Dong-fushan en China. Esto con el fin de obtener los parámetros adecuados para la óptima operación de la misma, así como las características específicas de vida útil de baterías del tipo lead-acid. Se pretende, por medio del algoritmo no dominante de clasificación genética, por sus siglas en inglés NSGA II, alcanzar la maximización de las ya mencionadas variables: vida útil de las baterías y reducción del costo de generación, planteando una optimización multiobjetivo. Además de lo anterior, se incluyen los costos de incertidumbre asociados a las energías renovables solar y eólica.

Abstract: Nowadays, autonomous systems that incorporate renewable energy sources and energy storage systems play a fundamental role as a solution to energy supply problems. These systems are a good alternative, mainly in remote areas of the electricity network such as islands. This paper analyzes the cost of battery life, operation and maintenance costs and the uncertainty costs associated with renewable energy agents for an autonomous microgrid developed on Dong-fushan Island in China, all in order to obtain the adequate parameters for the optimum operation of the same, without forgetting the characteristics of useful life in specific lead-acid batteries. It is intended, through the non-dominant algorithm of genetic classification (NSGA II), to achieve maximization of the aforementioned variables: useful life of the batteries, and the reduction of the generation cost, proposing a multi-objective optimization. In addition to the above, the costs of uncertainty associated with renewable wind energy are included.

Application of the design for manufacturing and assembly method to the chassis of a recumbent three-wheel human-powered vehicle as alternative transportation in the city of Montería

Resumen: Este trabajo presenta el diseño del chasis de un vehículo de tracción humana (VTH), tipo recumbent, de tres ruedas, a través de estudios de diseño basados en el análisis de elementos finitos proporcionados por la herramienta Solidworks®. Se implementó la metodología de diseño para manufactura y ensamble (DFMA) impulsada por G. Boothroyd, para lo cual se utilizó el diseño de un modelo construido en 2014 por estudiantes de ingeniería mecánica denominado VTHR-1, como elemento de comparación, para determinar los efectos producidos por esta metodología en el rediseño del chasis. Como resultado, se obtuvo un factor de seguridad de 1,6 y una vida estimada de 4,293x10^5 ciclos; se estimó una disminución del 69% en la complejidad del ensamble del sistema de transmisión de potencia, una reducción del 32% en el costo de fabricación y una estructura 19% más liviana, lo que se traduce en una técnica indispensable a la hora de encaminar el proyecto como una alternativa de transporte en la ciudad de Montería.

Abstract This work presents the design of the chassis of a human powered vehicle (HPV) type recumbent of three wheels through design studies based on finite element analysis provided by Solidworks® tool. The methodology of design for manufacturing and assembly (DFMA) promoted by Bootrhoyd was implemented, for which, the design of a model built in 2014 by mechanical engineering students called VTHR-1 was used as a comparison element to determine the effects produced by this methodology in the redesign of the chassis. As a result, a safety factor of 1,6 and an estimated life of 4,293x10^5 cycles, in addition, a decrease of 69% in the complexity of the assembly of the power transmission system was estimated, a 32% reduction in manufacturing cost and a structure 19% lighter, which translates into an indispensable method when it comes to directing the project as an alternative transportation mean in the city of Monteria.

Episteme vs. Tekné: an approach to the learning of computer programming in Systems Engineering

Resumen: El presente artículo expone los resultados de una investigación realizada en el aula, cuyo propósito fue el de establecer elementos de juicio para comparar dos estrategias de enseñanza y su impacto en el aprendizaje de la programación de computadores. Las dos estrategias comparadas fueron la enseñanza de la lógica de programación (la episteme), o la enseñanza de la aplicación de esta, reflejada en un lenguaje de programación (la tekné). Para medir su impacto, se segmentaron los cursos de Programación I en dos subgrupos, con el fin de poder realizar un seguimiento comparativo. El proceso se llevó a cabo con el 1er semestre de Ingeniería de Sistemas de una universidad pública. Los resultados se midieron desde lo cuantitativo con evaluaciones escritas idénticas y en condiciones similares para su resolución. También se realizó una aproximación cualitativa a la opinión de los estudiantes, al final del curso. Se concluye que pareciera ser más relevante la enseñanza de la episteme de la programación que de su aplicación, puesto que el estudiante puede ir de aquella a este. Sin embargo, se encontraron casos en los que algunos estudiantes, desde el estudio del lenguaje de programación, infirieron los conceptos subyacentes de la lógica pertinente.

Abstract: This article exposes the results of a research made in the classroom looking for establishing elements of comparative judgment that would allow comparing two teaching strategies, and their impact on learning, of computer programming in a Systems Engineering program. The two strategies to be compared consist of the teaching of the logic of programming (the episteme) or the teaching of its application reflected in a programming language (tekné). In order to measure the impact of the two strategies on the learning of programming, Programming I courses were divided into two subgroups so that a comparative follow-up could be carried out permanently. The process was carried out with the 1st semester of Systems Engineering of a public university. The results were measured quantitatively from identical written evaluations and under highly similar conditions for their resolution. A qualitative approach was also made based on the opinion of the students at the end of the course. It is concluded that the teaching of the episteme of programming seems to be much more relevant than its application since the student can go from the 1st to the other. However, there were cases in which some students, from the study of the programming language, were able to infer the underlying concepts of the relevant logic.

Research trends of the socio-environmental conflict for oil exploration

Resumen: El objetivo del artículo es presentar el desarrollo investigativo de los conflictos socioambientales por exploración petrolera. Se realizó un estudio descriptivo interpretativo mediante una investigación documental con enfoque cualitativo. Se revisaron cincuenta referencias de investigaciones en diversas bases de datos. En los resultados sobresalen los países latinoamericanos con la mayor producción investigativa, y el método predominante fue el estudio de caso. Se concluye que el estudio de los conflictos socioambientales ha ido en aumento en Latinoamérica y, con ello, la ampliación de las realidades estudiadas desde varias perspectivas. Sin embargo, la conflictividad socioambiental se aborda poco desde la perspectiva del pensamiento de los grupos sociales, es decir, aspectos como los sistemas de valores, la información y el conocimiento de las comunidades, no son ampliamente desarrolladas en las investigaciones.

Abstract: The objective of the article is to present the research development of socio-environmental conflicts for oil exploration. A descriptive interpretative study was carried out through documentary research with a qualitative approach. Fifty research references were reviewed in various databases. In the results, Latin American countries stand out with the highest research output. The predominant method was the case study. It is concluded that the study of socio-environmental conflicts has been increasing in Latin America and with it, the extension of the studied realities from several perspectives. However, the socio-environmental conflictivity has been little approached from the perspective of the thought of the social groups, aspects such as value systems, information, and knowledge of the communities, have not been widely developed in the investigations.

Application of metaverses and the virtual reality in teaching

Resumen: El objetivo de este artículo, es desarrollar una revisión de literatura sobre el uso de los metaversos y la realidad virtual enfocada hacia la enseñanza. Teniendo en cuenta que la educación vive un proceso continuo de cambio en busca de la calidad, el uso de nuevas herramientas favorece dicho proceso, por lo tanto, la utilización de las plataformas virtuales enfocadas a realidad virtual y metaversos son en esencia herramientas que dinamizan los procesos de enseñanza y aprendizaje, contribuyen a organizar y a actualizar los contenidos, y permiten que el estudiante y educando interactúen dentro del ambiente virtual. En este contexto, el presente trabajo se desarrolló basado en una metodología exploratoria, descriptiva; utilizando las categorías metaversos, realidad virtual y enseñanza, se realizó una búsqueda en las bases de datos Science, Scopus y web Science obteniendo cien artículos de referencia, de los cuales se analizan las categorías señaladas.

Abstract: Develop a literature review of the use of metaverses and virtual reality focused on teaching. This article was developed under an exploratory, descriptive methodology; using the following categories: metaverses, virtual reality, and teaching, a search was made in the Science, Scopus and web Science databases, obtaining one hundred reference articles. Education is going through stages of improvement, where the use of new tools helps to promote education. The use of virtual platforms focused on virtual reality, and metaverses are, in essence, the tools for the best-cataloged modern teaching, where this proved to be useful for education.

A proposal for the management of the information security applied to a Colombian public entity.

Resumen: La información es considerada actualmente uno de los recursos más importantes en las organizaciones, no solo como insumo fundamental de los procesos, sino como recurso que adecuadamente gestionado permite delimitar estrategias organizacionales, lo que no ha sido ajeno en el sector público, en especial en lo que tiene que ver con su protección. El presente artículo tiene como objetivo presentar un caso de aplicación de la gestión de seguridad de la información en una entidad pública, utilizando para ello, previa revisión de la literatura, cuatro de los estándares internacionales de seguridad de la información (ISO/IEC 27001:2013, ISO/IEC 27002:2013, ISO/IEC 27003:2010 e ISO/IEC 27005:2008) y su contextualización en Colombia, a partir de las directrices establecidas por el Ministerio de Tecnologías de Información. Se obtuvo como resultado el desarrollo de una metodología ajustada a las necesidades de la entidad pública con parámetros e indicadores de gestión del riesgo y controles pertinentes para disminuir la incertidumbre en la gestión de la información. El aporte realizado por el presente trabajo está relacionado con la integración de estándares internacionales de seguridad de la información y su contextualización en un ámbito gubernamental, dando respuesta a requerimientos regulatorios y permitiendo una vez finalizada la implementación, contar con un desarrollo metodológico pertinente que le permite a la organización pública desarrollar de forma continuada los procesos de gestión de seguridad de la información.

Abstract: Information is considered today one of the most important resources in organizations, not only as fundamental input of processes, but as a resource to properly run allows to define organizational strategies, what has not been outside in the public sector, especially in what it has to do with its protection. This article aims to present a case for the application of the management of information security in a public entity, using, prior review of the literature, four international information security standards) ISO/IEC 27001:2013, ISO/IEC 27002:2013, ISO/IEC 27003:2010 and ISO/IEC 27005:2008) and their contextualization in Colombia, from the guidelines laid down by the Ministry of information technologies. Resulted in the development of a methodology adjusted to the needs of the public entity with management of risk and controls relevant indicators and parameters to reduce the uncertainty in the management of information. The contributions made by this work is related to the integration of international standards of security of the information and their contextualization in a Government area, responding to regulatory requirements and allowing once After implementation, having a relevant methodological development that allows the public organization develop information security management processes continuously.

A power control algorithm for WLAN based on Game Theory

Resumen: La ubicuidad y el amplio despliegue de redes inalámbricas de área local (WLAN) han aumentado el riesgo inherente de interferencia. En numerosos estudios se ha demostrado que el control de potencia es una alternativa eficiente para hacer frente a esta situación y una técnica sobresaliente para realizar control de potencia es la teoría de juegos (GT). Sin embargo, la investigación en este campo se ha enfocado en desarrollos teóricos y simulación a nivel de sistema dada la complejidad de implementar control de potencia en un entorno real. Este artículo presenta la implementación de un algoritmo de control de potencia basado en teoría de juegos en redes WLAN, específicamente en el estándar IEEE 802.11 a través de plataformas de radio definidas por software (SDR, Software Defined Radio) y hardware reconfigurable. Los resultados demuestran que el algoritmo aumenta significativamente el ahorro de energía y la eficiencia energética de las STA y disminuye la interferencia. Esta reducción de interferencia mejora el rendimiento general de la red, disminuyendo la FER y aumentando la velocidad de datos.

Abstract: The ubiquity and wide deployment of wireless local area networks (WLAN) have increased the inherent risk of interference. Numerous studies have shown that power control is an efficient alternative to deal with interference and an outstanding framework for modeling scenarios in which user equipments perform power control is game theory. However, the research in this field has focused on the theoretical analysis and system-level simulations given the complexity of implementing power control in a real environment. This paper shows the implementation of a power control algorithm for WLAN based on game theory (GT), specifically, the IEEE 802.11.a standard using software defined radio (SDR) platforms and reconfigurable hardware. The results show that the algorithm significantly increases the energy savings and energy efficiency of the stations (STA) and decreases the interference. The interference reduction improves the overall network performance, decreasing the FER, and increasing the throughput.

Evaluation of cracks and fissures discontinuities in concrete structures using a vibration analyzer and digital image processing

Resumen: En esta investigación se realiza una evaluación de discontinuidades tipo grietas y fisuras en estructuras de hormigón como alternativa para su identificación, en la cual se expone el diseño y construcción de un analizador de vibraciones, para la caracterización de los datos obtenidos por medio de un sensor laser modelo M70LL de MEL, tras la aplicación de la transformada wavelet; el procesamiento de los datos obtenidos se realiza mediante un análisis estadístico de promedios y desviación de cada placa, para normalizar los resultados empleando un cartograma dividido en 64 espacios (correspondientes a cada zona evaluada), representados en 5 tonos de colores diferentes (azul, verde, amarillo, terracota y rojo), el cual, a mayor intensidad, evidencia la posibilidad de anomalía en esa zona. Con estos resultados se busca corroborar la presencia de anomalías estructurales presentes por medio de un sistema de visión artificial, basado en técnicas de procesamiento digital de imágenes.

Abstract: In this research, an evaluation of cracks type discontinuities in concrete structures are made as an alternative for their identification, which the design and construction of a vibration analyzer is exposed, for the characterization of the data obtained by means of a sensor laser model M70LL of MEL after the application of the wavelet transform. The processing of the obtained data is done by means of a statistical analysis of averages and deviation of each plate, to normalize the results using a cartogram divided into 64 spaces (corresponding to each evaluated area), represented in 5 shades of different colors (blue, green, yellow, terracotta and red) which, at a higher intensity, evidences the possibility of anomaly in that area. With these results, it is sought to corroborate the presence of structural anomalies presents through an artificial vision system, based on digital image processing techniques.

MANTELASOFT: a new guide for Mipymes software maintenance developers

Resumen: En este artículo se propone una guía, denominada MANTELASOFT, una guía de mantenimiento de software, con la cual las empresas puedan evaluar el estado del mantenimiento de sus desarrollos sin que les tome mucho tiempo ejecutarla, y que cada empresa pueda ajustarla a sus necesidades. Esta propuesta tiene como base la metodología Mantema y la norma ISO/IEC 12207. Se validó la guía MATELASOFT aplicándola en dos empresas de la ciudad de Pereira. Los resultados muestran que la guía contribuye a la mejora del proceso de mantenimiento de software en cada empresa, lo cual también se ratifica con la encuesta post-aplicación realizada en cada una de ellas.

Abstract: This article proposes a guide, called MANTELASOFT, a software maintenance guide, with which companies can assess the state of maintenance of their developments without taking too long to run, and that each company can adjust to their needs. This proposal is based on the MANTEMA methodology and the ISO/IEC 12207 standard. The MATELASOFT guide was validated by applying it to two companies in the city of Pereira. The results show that the guide contributes to the improvement of the software maintenance process in each company, which is also ratified with the post-application survey carried out in each one of them.

Model of Technology and Knowledge Transfer of the Center for Enterprise Services and Management: A Case Study

Resumen: Actualmente el Centro de Servicios y Gestión Empresarial del SENA cuenta con una fábrica de Software donde se ejecutan diferentes proyectos de base tecnológica para dar soluciones a problemáticas específicas. Sin embargo, estos proyectos carecen de divulgación tecnológica lo que impide que otras instituciones se puedan beneficiar de estos desarrollos. Por ello, se toma como caso de estudio la plataforma multimedial GIDPI, desarrollada por aprendices e instructores de la institución para posteriormente realizar la divulgación a través de la transferencia tecnológica y de conocimiento sobre la formulación de proyectos bajo la metodología de marco Lógico, adaptado al modelo triple hélice con Mipymes de la ciudad de Medellín de acuerdo con los programas que oferta el centro. Como resultado se propone un modelo de transferencia tecnológica basado en las políticas de la institución apropiado para la fábrica de Software del Centro, en pro de contribuir con el desarrollo económico del país.

Abstract: The Center for Services and Business Management of the SENA has a software factory where different technology-based projects are executed to solve specific problems. However, these projects lack a technological propagation strategy resulting in minimal diffusion of their developments. In this context, a software platform called GIDPI has been developed by SENA trainees and instructors to improve the technology and knowledge transfer processes. GIDPI allows the formulation of the projects under the logical framework methodology. Transfer model has been adapted from the triple helix model, including the small business of the city of Medellin and according to the programs offered by the SENA Center. This article describes the proposed technology transfer model based on the policies of the institution, and tailor-made for the software factory of the Center. This model will improve the diffusion of the results from the different projects, also contributing to the economic development of the country.