DYNA

Resistance correlation with compression uniaxial effective humidity and porous rocks

This research consists of the determination of the mechanical parameter of resistance to uniaxial compression in the rock and its correlation with moisture and effective porosity, physical properties of the rock. By its goal of study, the project comes within the framework of the mechanics of rocks. Rocks selected for research were taken from a quarry in South West Colombia. The investigation led to the determination of equations that allow to estimate the resistance to uniaxial compression of rock from its effective porosity and moisture content. It is important to highlight that such correlations are representative for rocks benefiting from lithological characteristics similar to those used in the experimentation. Finally the results are presented with their analysis and conclusions of the research.

Esta investigación, consiste en la determinación del parámetro mecánico de resistencia a compresión Uniaxial en la roca y su correlación con la humedad y porosidad eficaz, propiedades físicas de la roca. Por su objetivo de estudio, el proyecto se engloba dentro del marco de la mecánica de rocas. Las rocas seleccionadas para la investigación fueron tomadas de una cantera del Sur Occidente Colombiano. La investigación condujo, a la determinación de ecuaciones que permiten estimar la resistencia a compresión Uniaxial de la roca a partir de su porosidad eficaz y del contenido de humedad. Es importante resaltar que este tipo de correlaciones son representativas para rocas que gocen de características litológicas similares a las utilizadas en la experimentación. Finalmente se presentan los resultados con sus análisis y conclusiones de la investigación.

Configurable parameters of physical and MAC layer of a new DTT standard wireless return channel to provide Internet connectivity in rural areas of Latin America

This paper proposes the elaboration of a guide to configure the parameters of a physical and MAC layer of a new second-generation digital terrestrial television (TDT) with a wireless return channel called DVB-RCT2, particularly on the physical layer; (i) transmission modes, (ii) the burst structures (BS1, BS2, BS3), and (iii) the medium access schemes (MAS) for different FFT sizes; and as for the MAC layer (i) the access modes by considering an internet band of 6 MHz. To obtain the information, the conditions of the RCT2 channel have been emulated in a broadcasting laboratory, where the transport stream (TS) has been generated to get different values on the operation from both the physical layer and MAC which are represented in different charts that demonstrate the DVB-RCT2 capacity over its predecessor DVB-RCT which makes this proposal an interesting alternative to provide internet access to rural areas.

Este artículo propone una guía para la configuración de los parámetros de capa física y MAC de un nuevo estándar de televisión digital terrestre (TDT) de segunda generación con canal de retorno inalámbrico denominado DVB-RCT2, particularizando en la capa física; (i) los modos de transmisión, (ii) las estructuras de ráfagas (BS1, BS2, BS3), y (iii) los esquemas de acceso al medio (MAS) para diferentes tamaños de FFT; y en la capa MAC (i) los modos de acceso, considerando un ancho de banda de 6 MHz. Para obtener los datos de esta investigación se ha emulado las condiciones del canal RCT2 en un laboratorio de radiodifusión, donde se ha generado el flujo de transporte de RCT2, obteniendo valores sobre el funcionamiento tanto de capa física como de MAC, que están representados en tablas, constatando así las capacidades de DVB-RCT2 sobre DVB-RCT, lo que lo convierte en una interesante alternativa para proporcionar acceso a Internet a zonas rurales.

High performance control of a three-phase PWM rectifier using odd harmonic high order repetitive control

The control goal for three-phase pulse width-modulated rectifiers focuses on generating sinusoidal input currents and regulating the DC output voltage. Despite the fact that control strategies such as resonant and repetitive control have been proposed in recent works, with many notable results on the area, they have significant performance decay when the frequency changes in the exogenous signal. In this paper, it is shown that the use of an Odd Harmonic High Order Repetitive Controller can be used to control the three-phase rectifier current loops with a performance that is considerably superior to traditional alternatives developed in this field. This compensator's Odd Harmonic property keeps a computational complexity similar to that of the conventional repetitive controllers but it has the advantage of increasing the robustness when the signal frequency varies. Simulation and experimental results show the high performance that was obtained even in the case of deviation of network frequency from its nominal value.

El objetivo de control en rectificadores de potencia trifásicos se basa en generar corrientes de entrada sinusoidales y regular el voltaje de salida DC. Aunque el Control Repetitivo y Resonante son enfoques de control que han presentado excelentes resultados, su principal desventaja se basa en la pérdida considerable de desempeño cuando la frecuencia de la red se desvía de su valor nominal. En este artículo, se presenta el uso de un Controlador Repetitivo Impar de Alto Orden para controlar los lazos de corrientes de un rectificador trifásico con un desempeño considerablemente superior a otras alternativas tradicionalmente implementadas en este campo. Este controlador permite el rechazo de los armónicos impares introducidos en el sistema, lo que mantiene una complejidad computacional similar a la obtenida con los controladores repetitivos convencionales con la ventaja de incrementar la robustez cuando la frecuencia de la señal varíe. Las simulaciones y los resultados experimentales muestran un alto desempeño aún cuando se presenten desviaciones de la frecuencia de la red respecto a su valor nominal.

FPGA implementation of the AES-128 algorithm in non-feedback modes of operation

In this paper, we present a hardware implementation of the pipelined AES-128 algorithm that works on non-feedback modes of operation (ECB and CTR). The architecture was implemented using the Xilinx Virtex 5 FPGA platform. We compared two modes of operation (ECB, CTR) for encryption and decryption according to device utilization, throughput, and security. A clock frequency of 272.59Mhz for the ECB encryption process was obtained, which is equivalent to a throughput of 34.89 Gb/s. Also, we obtained a clock frequency of 199.48Mhz for the decryption process, which is equivalent to a throughput of 25.5Gb/s. In CTR mode, we obtained a clock frequency of 272.59Mhz, which is equivalent to a throughput of 34.89Gb/s.

En este artículo, presentamos una implementación hardware segmentada del algoritmo AES-128 en modos de operación no realimentados (ECB, CTR). La arquitectura fue implementada en la FPGA Virtex 5 de Xilinx. Dos modos de operación (ECB,CTR) para encriptación y desencriptación de acuerdo a uso de recursos, rendimiento y seguridad fueron comparados. Una frecuencia de reloj de 272.59Mhz para el proceso de encriptación ECB fue obtenida, la cual es equivalente a un rendimiento de 34.89 Gb/s. Además, una frecuencia de reloj de 199.48Mhz para el proceso de desencriptación, equivalente a un rendimiento de 25.5Gb/s fue obtenido. En el modo CTR, una frecuencia de reloj de 272.59Mhz. equivalente a un rendimiento de 34.89Gb/s fue obtenido.

Determination of the domain dimensions in embankment numerical modeling

This article presents a study of the influence of subdomain dimensions on the stress-strain state of road embankments. Its purpose is to determine the most advisable distance from the base of the slope to the boundary condition using computational numerical modeling as the chief tool, and performing an experimental design 3³ in order to achieve the stated goal. Recommendations are given for using different boundary conditions when varying the embankment slopes in problems related to road embankment modeling.

El presente artículo presenta un estudio de la influencia de las dimensiones del subdominio en el estado tenso-deformacional de terraplenes viales. Su objetivo principal es determinar la distancia más aconsejable desde el pie de talud hasta la condición de frontera empleando como herramienta fundamental la modelación numérica y realizando un diseño de experimento 3³ para cumplir con el mismo. Este trabajo ofrece recomendaciones para el empleo de diferentes condiciones de contorno al variar las pendientes de los taludes en problemas relacionados con la modelación de terraplenes de obras viales.

Modeling and behavior of the simulation of electric propagation during deep brain stimulation

Deep brain stimulation (DBS) is an effective treatment for Parkinson's disease. In the literature, there are a wide variety of mathematical and computational models to describe electric propagation during DBS; however unfortunately, there is no clarity about the reasons that justify the use of a specific model. In this work, we present a detailed mathematical formulation of the DBS electric propagation that supports the use of a model based on the Laplace Equation. Moreover, we performed DBS simulations for several geometrical models of the brain in order to determine whether geometry size, shape and ground location influence electric stimulation prediction by using the Finite Element Method (FEM). Theoretical and experimental analysis show, firstly, that under the correct assumptions, the Laplace equation is a suitable alternative to describe the electric propagation, and secondly, that geometrical structure, size and grounding of the head volume affect the magnitude of the electric potential, particularly for monopolar stimulation. Results show that, for monopolar stimulation, basic and more realistic models can differ more than 2900%.

La Estimulación Cerebral Profunda (DBS) es un tratamiento efectivo para la enfermedad de Parkinson. Gran variedad de modelos matemáticos y computacionales para describir la propagación eléctrica debido a la DBS han sido propuestos, desafortunadamente, no existe claridad sobre las razones que justifican el uso de un modelo específico. En el presente trabajo se presenta una formulación matemática detallada de la propagación eléctrica debido a DBS que soporta un modelo basado en la ecuación de Laplace. Se realizan simulaciones para diferentes modelos geométricos del cerebro para determinar si la geometría, el tamaño y la ubicación de la tierra del modelo afectan la predicción de la estimulación eléctrica mediante el uso del Método de Elementos Finitos (FEM). Los análisis teórico y experimental muestran en primera instancia que la ecuación de Laplace es adecuada para describir la propagación eléctrica en el cerebro, y en segunda instancia que la estructura geométrica, tamaño y ubicación de la tierra afectan la magnitud del potencial eléctrico, particularmente para modos de estimulación monopolar. Los resultados muestran que para modelos básicos y más realistas pueden existir diferencias en la propagación de hasta un 2900%.

A hybrid partitioning method for multimedia databases

Hybrid partitioning has been recognized as a technique to achieve query optimization in relational and object-oriented databases. Due to the increasing availability of multimedia applications, there is an interest in using partitioning techniques in multimedia databases in order to take advantage of the reduction in the number of pages required to answer a query and to minimize data exchange among sites. Nevertheless, until now only vertical and horizontal partitioning have been used in multimedia databases. This paper presents a hybrid partitioning method for multimedia databases. This method takes into account the size of the attributes and the selectivity of the predicates in order to generate hybrid partitioning schemes that reduce the execution cost of the queries. A cost model for evaluating hybrid partitioning schemes in distributed multimedia databases was developed. Experiments in a multimedia database benchmark were performed in order to demonstrate the efficiency of our approach.

La fragmentación híbrida es una técnica reconocida para lograr la optimización de consultas tanto en bases de datos relacionales como en bases de datos orientadas a objetos. Debido a la creciente disponibilidad de aplicaciones multimedia, surgió el interés de utilizar técnicas de fragmentación en bases de datos multimedia para tomar ventaja de la reducción en el número de páginas requeridas para responder una consulta, así como de la minimización del intercambio de datos entre sitios. Sin embargo, hasta ahora sólo se ha utilizado fragmentación vertical y horizontal en estas bases de datos. Este artículo presenta un método de fragmentación híbrida para bases de datos multimedia. Este método toma en cuenta el tamaño de los atributos y la selectividad de los predicados para generar esquemas de fragmentación híbridos que reducen el costo de ejecución de las consultas. También, se desarrolla un modelo de costo para evaluar esquemas de fragmentación híbridos en bases de datos multimedia. Finalmente, se presentan algunos experimentos en una base de datos de prueba con el fin de demostrar la eficiencia del método de fragmentación propuesto.

Characterization of supply chain problems

The current contribution intends to identify, characterize and provide context to the most usual supply chain problems. One hundred and twenty three SC problems were identified and addressed in a specific area that locates them within the context of the fundamental SC components. The conceptual framework developed here identifies different degrees of similarity among SC problems. Finally, as a practical example, the production scheduling problem is characterized. By making the interactions among SC problems and the implications of the available decisions that are likely to solve them clear, the present contribution is not only a useful scorecard for decision makers, but it is also an upgraded conceptual development for theoreticians on the topic. As they are the central object of business competitiveness, SC improvements such as the present one are greatly valuable in terms of the social and economic profit of more efficient chains, sustainable organizations and wealthy stakeholders.

El trabajo identifica 123 problemáticas cada una de las cuales es vinculada en la estructura mediante una notación. Para ilustrar el desarrollo de trabajos futuros se usa como ejemplo de caracterización el problema de programación de la producción. La estructura aquí definida establece una base que facilita el despliegue teórico de nuevos desarrollos en gerencia de la cadena de abastecimiento y a su vez facilita la labor de los tomadores de decisión. El trabajo representa un esfuerzo por establecer una visión holística para el estudio de la cadena y su mejoramiento en términos de competitividad y sostenibilidad en pro del beneficio de sus stakeholders.

Algorithm for wideband spectrum sensing based on sparse Fourier transform

In this paper we present a novel sub-Nyquist algorithm to perform Wideband Spectrum Sensing (WSS) for Cognitive Radios (CRs) by using the recently developed Sparse Fast Fourier Transform (sFFT) algorithms. In this case, we developed a noise-robust sub-Nyquist WSS algorithm with reduced sampling cost, by modifying the Nearly Optimal sFFT algorithm; this was accomplished by using Gaussian windows with small support. Simulation results show that the proposed algorithm is suitable for hardware implementation of WSS systems for sparse spectrums composed of highly-noisy multiband-signals.

En este trabajo se presenta un nuevo algoritmo sub-Nyquist para realizar Sensado de Espectro de Banda Ancha (WSS) para Radios Cognitivos (CR) mediante el uso de los algoritmos de Transformada Dispersa de Fourier (sFFT) recientemente desarrollados. En este caso, hemos desarrollado un algoritmo sub-Nyquist robusto ante el ruido para WSS con reducción en el costo de muestreo, mediante la modificación del algoritmo sFFT casi óptimo; esto se logró mediante el uso de ventanas Gaussianas con soporte pequeño. Los resultados de simulación muestran que el algoritmo propuesto es adecuado para la implementación hardware de sistemas WSS sobre espectros dispersos compuestos por señales multibanda altamente ruidosas.

Transient analysis of mixed wind parks with different turbine types

The variable-speed wind turbine is widely used in new wind parks and became the dominant type of wind turbine due to its technological advantages. However, in the case of already installed wind parks based on fixed speed wind turbines, the immediate migration from one technology to another becomes economically impracticable; the process of gradual modernization is more suitable. In this sense, this paper presents a detailed analysis of a mixed wind park containing both doubly fed and squirrel cage induction generators. It considers different rates of capacity for each technology and implementing the gradual replacement of some fixed speed units by variable speed units. The study addresses aspects of voltage stability, fault analysis, wind speed variation and critical fault clearance time. The network used to perform simulations is a real system from Brazil. The results show that DFIG improves the wind park behavior in many aspects and can be a cost-effective solution.

La turbina eólica de viento variable se volvió el tipo dominante de turbina en nuevos parques eólicos debido a sus ventajas tecnológicas. En caso de parques eólicos ya en funcionamiento con turbinas basadas en viento constante, la migración de una tecnología hacia la otra se vuelve económicamente inviable, lo que requiere su modernización gradual. En ese sentido, este artículo presenta un análisis de un parque eólico mixto de generadores de inducción con jaula de ardilla y doblemente alimentados, simulando el reemplazo gradual de algunas unidades de velocidad fija por otras de velocidad variable. El estudio abarca aspectos de estabilidad de tensión, análisis de faltas, variación de la velocidad del viento y tiempo crítico de eliminación de faltas. El sistema de potencia empleado es un sistema real brasileño y los resultados muestran que generadores de inducción doblemente alimentados mejora el desempeño del parque eólico en distintos aspectos, siendo una solución económicamente efectiva.

New robust capability ratios approaches for quality control

Robustness of process capability measurements is a very important matter in statistical quality control. In this paper, two new classes of capability measurements are studied as robust mechanisms to detect the influence of factors that may cause large departures from the process' engineering specifications. The behavior of the new indices was analyzed by comparing their performance to other capability measures that have been widely studied in literature. The paper aims to investigate the robustness of the new capability ratios under the presence of outliers and a lack of normality. For this purpose, bootstrap techniques were applied to detect the true potential capability of a process via statistical inference methods. The accuracies of the proposed indices are discussed by means of numerical results from a real data example.

En este trabajo, se proponen dos nuevos índices de capacidad robustos para detectar la influencia de los factores que pueden causar grandes desviaciones de las especificaciones técnicas del proceso. El comportamiento de estos nuevos índices se analizó mediante la comparación de su rendimiento con respecto a otras medidas de capacidad ampliamente estudiados en la literatura. El trabajo tiene como objetivo investigar la robustez de estos nuevos índices de capacidad bajo la presencia de valores extremos y de falta de normalidad. Para este propósito, se aplicaron técnicas de remuestreo Bootstrap para detectar la verdadera capacidad potencial de un proceso a través de los métodos de inferencia estadística. La precisión de los índices propuestos es discutida por medio de resultados numéricos con un ejemplo de datos reales.

Effect of elastoplastic behavior on the impact response of expanded metal tubes

This paper presents a numerical study on the effect of the elastoplastic behavior of the material on the structural response of expanded metal tubes subjected to impact loads. The study is carried out using the finite element method, considering two material models. Firstly, a numerical model is built assuming a bilinear behavior with strain hardening. Secondly, a model is elaborated considering the speed of deformation using the correlation of Cowper-Symonds. These models are compared and validated with experimental results taken from the literature. Subsequently, a parametric study is conducted, varying the dimensions and orientation of the mesh as well as the impact speed. The results show that the response of expanded metal tubes is sensitive to changes in the orientation of the geometrical axes of the mesh. Increasing the dimensions of the strands increase the material available for plastic deformation, this, in turn, produces an increase in the energy absorbed per mass unit. In addition, the loading speed causes a delay in the response of the specimens.

Este trabajo presenta un estudio numérico sobre el efecto del comportamiento elastoplastico del material sobre la respuesta estructural de tubos fabricados con mallas de metal expandido sometidos a cargas de impacto. El estudio se lleva a cabo utilizando el método del elemento finito, considerando dos modelos de material. En primer lugar, se elabora un modelo numérico asumiendo un comportamiento bilineal con endurecimiento por deformación. En segundo lugar, se emplea un modelo que considera la velocidad de deformación utilizando la correlación de Cowper-Symonds. Estos modelos son comparados y validados con resultados experimentales tomados de la literatura. Posteriormente, se lleva a cabo un estudio paramétrico variando las dimensiones y orientación de las mallas, y la velocidad de impacto. Los resultados muestran que la respuesta de los tubos de metal expandido es sensible a los cambios en la orientación de los ejes geométricos. Incrementando las dimensiones de las venas aumenta el material disponible para deformación plástica, lo cual a su vez produce un incremento en la energía absorbida por unidad de masa. Adicionalmente, la velocidad causa un retraso en la respuesta de los especímenes.

Phenomenological modeling and parametric identification applied to the monitoring of a belt conveyor system in a copper mine

This paper investigates the modeling of a belt conveyor system for use in an automated monitoring system aiming at obtain improved energetic performance and fault diagnosis capability of the system. Firstly, a phenomenological model of the process is discussed, which is based on the laws of mechanics considering various movement opposing forces. The main parameters of the belt conveyor system model were estimated by using a non-recursive least mean square identification techniques. The results of computational studies show a good efficiency of the proposed strategies when applied to a set of data collected in a real world belt conveyor system, located at copper mine in south of Pará state, Brazil.

En este se investiga el modelado de un sistema del tipo correa transportadora con la finalidad de uso en el monitoreo y en el diagnóstico de faltas. Primeramente es discutido un modelo fenomenológico del proceso, el cual es basado en la aplicación de las leyes de la mecánica y considerando los diversos tipos de fuerza de oposición al movimiento que actúan sobre la correa. Los principales parámetros del transportador fueron estimados utilizando técnicas de identificación basadas en Mínimos Cuadrados No Recursivos. Los resultados obtenidos en estudios computacionales muestran el buen desempeño de la estrategia propuesta, cuando aplicada a datos reales colectados en el sistema de transporte de minerales de una mina de cobre al sur de Pará, Brasil.

State observer design for biomass and ethanol estimation in bioreactors using cybernetic models

Over recent years, the problem of multi-substrate microbial-growth modeling has received more and more attention. However, there is no evidence in the literature referring to state observer design that is applied to microbial growth described by cybernetic models. This paper focuses on the design of an asymptotic observer applicable to the estimation of biomass and ethanol in a two-substrate anoxic-fermentation process described by cybernetic modeling. Simulation results for the proposed observer show good performance for continuous, fed-batch and batch regimes.

En los últimos años, el modelado del crecimiento microbiano en múltiples sustratos ha recibido especial atención. Sin embargo, no hay evidencia en la literatura acerca de la aplicación de observadores de estado en sistemas de crecimiento microbiano descritos por modelos cibernéticos. Este trabajo se enfoca en el diseño de un observador asintótico aplicable a la estimación de biomasa y etanol en una fermentación con dos sustratos y en condiciones anóxicas, bajo una perspectiva cibernética. Los resultados de simulación del observador propuesto muestran un buen desempeño en régimen continuo, semicontinuo y por lotes.

Use of white rot fungi in the degradation of an azo dye from the textile industry

Textile industry effluents-a complex mix of chemicals, among which colorants are of particular concern-impose great environmental challenges. In this study, a full 2³ factorial design was used for determining the best conditions for the degradation of textile dye Basic Red 46 under solid state fermentation (SSF). Three white rot fungi Trametes versicolor, Pleurotus ostreatus, and Pleurotus pulmonarius were used in the fermentation process. A maximum degradation percentage of 63.0% was achieved at 17 days of incubation with T. versicolor under a moisture content of 90%, carbon to nitrogen ratio of 12: 1, and at 20°C. P. ostreatus and P. pulmonarius reached a maximum degradation percentage of 69.3% and 63.1%, respectively, after 25 days of fermentation. The scale-up of the fermentation process using T. versicolor led to a degradation percentage of 45.7% after 30 days of incubation. Additionally, the enzyme activity of laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase was measured. The results indicate that SSF offers a satisfactory degradation, whose efficiency depends on the optimization of process conditions.

Los efluentes de la industria textil imponen grandes retos ambientales. Estos son una mezcla compleja de productos químicos, donde colorantes son de particular interés. En este estudio, se implementó un diseño factorial completo 2³ para establecer las condiciones más apropiadas para la degradación del rojo básico 46 bajo fermentación en estado sólido, FES. Tres hongos de podredumbre blanca Trametes versicolor, Pleurotus ostreatus y Pleurotus pulmonarius fueron utilizados en el proceso de fermentación. Se alcanzó una degradación máxima de 63.0% a los 17 días de incubación con T. versicolor con una humedad del 90%, proporción carbono:nitrógeno de 12:1 y a 20°C. P. ostreatus y P. pulmonarius alcanzaron porcentajes máximos de degradación del 69.3% y 63.1% respectivamente luego de 25 días de fermentación. El escalado del proceso con T. versicolor condujo a una degradación del 45.7% a los 30 días de incubación. Adicionalmente, se cuantificó la actividad de las enzimas lacasa, manganeso peroxidasa y lignina peroxidasa. Los resultados señalan que la FES ofrece una degradación satisfactoria, cuya eficiencia depende de la optimización de las condiciones del proceso.

The mechanical properties of Portland cement mortars blended with carbon nanotubes and nanosilica: A study by experimental design

The pozzolanic effect of nanosilica (NS) particles when combined with Multi Walled Carbon Nanotubes (MWCNT) was studied in Ca(OH)2 pastes and Portland cement mortars. Experimental design techniques were used to plan the experiments and identify the effect of the nanoparticles on the properties of the cementing matrices by means of Analysis of Variance (ANOVA). Samples were prepared with different combinations of NS and MWCNT. Ca(OH)2 pastes were used to study the effect the nanoparticles had on the Calcium-Silicate-Hydrate (C-S-H) production. Portland cement mortars were used to study the effect of the nanoparticles on the compressive and flexural strength of the cementing matrices. We found that only NS had a significant effect on the C-S-H formation for up to 21 days of hydration, and that MWCNT did not present a positive effect on the mechanical strength of mortars due to the effects of reagglomeration.

El efecto puzolánico de partículas de nanosílice (NS) combinadas con Nanotubos de Carbono de Pared Múltiple (MWCNT) fue estudiado en pastas de Ca(OH)2 y morteros de cemento Pórtland. Técnicas de diseño experimental fueron aplicadas para planear los experimentos e identificar el efecto de las nanopartículas sobre las propiedades de las matrices cementantes usando Análisis de Varianza (ANOVA). Se prepararon muestras con diferentes combinaciones de NS y MWCNT. Las pastas de Ca(OH)2 fueron usadas para estudiar el efecto de las naopartículas en la producción de Silicato de Calcio Hidratado (C-S-H), y los morteros de cemento Pórtland se usaron para estudiar el efecto de las nanopartículas en las resistencias a compresión y flexo-tracción de las matrices. Se encontró que solo la NS tuvo un efecto significativo sobre la producción de C-S-H hasta 21 días de hidratación, y que los MWCNT no presentaron un efecto positivo sobre las propiedades mecánicas de los morteros debido a efectos de reagomeración.

Influence of solid and liquid antioxidants on the formation of space charge in the XLPE insulation of medium voltage cables

In this work, the influence of antioxidants in solid and liquid states was studied on the formation of space charge when cross-linked polyethylene (XLPE) was insulated in medium voltage cables that were thermally treated for up to 168 hours at a temperature of 120 °C. The results, which used the pulsed electro-acoustic technique (PEA) with a voltage of 120 kV applied to the cable show the use of solid antioxidants in an increased formation of bulk charge in the XLPE in comparison to those who have used liquid antioxidant. The PEA measures are consistent with those obtained by the thermally stimulated depolarization currents (TSDC) technique, which also have a greater depolarizing current in samples that use a solid antioxidant.

En este trabajo se estudió la influencia del antioxidante en estados sólido y líquido en la formación de carga de espacio en el aislamiento de polietileno reticulado (XLPE) en cables de media tensión que fueron tratados térmicamente hasta 168 horas a la temperatura de 120 ºC. Los resultados mediante la técnica del Pulso Electroacústico (PEA) para una tensión de 120 KV aplicada al cable muestran que el uso de antioxidante sólido da como resultado una mayor formación de carga volumétrica en el XLPE comparado con los que se han usado antioxidante líquido. Las medidas PEA son coherentes con las obtenidas por la técnica de las Corrientes de Despolarización Estimuladas Térmicamente (TSDC) que también evidencian mayor corriente de despolarización en las muestras con antioxidante sólido.

Method for determining total losses in distribution transformers from the percentage of carbon silicon steel sheet

Transformers are electrical devices that are responsible for the distribution and management of electrical power. In Latin America the recycling of silicon steel sheet transformer is very common and therefore its construction is very important because we must consider the losses that may occur by eddy currents and magnetic hysteresis especially when the team has operated under load condition. This paper proposes a novel method to determine the total losses in the single-phase distribution transformers Pole, analyzing the percentage of carbon silicon steel sheet and chemical characteristics. This diagnostic checks the iron losses in proportion to the square of the frequency induction and also applying the formula Steinmentz order to perform diagnosis and failure prediction. Although the results have approximation errors are useful for diagnosis and reuse of the silicon steel sheet, since changes in the microstructure (grain size in the nanometer scale) or ratio are significant quality B-H The contribution to the manufacturers and the industry in general is exegetical, because if they are considered the values set the standard for equipment operating under this condition, the service conditions are improved distribution networks and consequently, reliability and / or maintenance in electric utilities.

Los transformadores son dispositivos eléctricos que se encargan de la distribución y manejo de la corriente eléctrica. En América Latina el reciclaje de la chapa de acero al silicio de los transformadores es muy común y por esta razón su construcción es de gran importancia debido hay que considerar las pérdidas que se pueden presentar por corrientes parásitas e histéresis magnética sobre todo cuando el equipo ha operado bajo condición de carga. Este artículo propone un novedoso método para determinar las pérdidas totales en los transformadores de distribución monofásicos de poste, analizando el porcentaje de carbono de la chapa de acero al silicio y sus características químicas. Este diagnóstico verifica las pérdidas en el hierro de forma proporcional al cuadrado de la inducción y frecuencia aplicando también la fórmula de Steinmentz con el fin de realizar diagnóstico y predicción de fallas. Los resultados obtenidos aunque presentan errores de aproximación son de gran utilidad para el diagnóstico y la reutilización de la chapa de acero al silicio, ya que los cambios en la micro estructura (tamaño de grano en escala nanométrica) o relación entre la calidad B-H son significativos, el aporte a los fabricantes y la industria en general es exegético, porque si son considerados los valores establecidos en la norma para los equipos operando bajo esta condición, se mejoran las condiciones del servicio en las redes de distribución y en consecuencia, la confiabilidad y/o mantenimientos en las empresas del sector eléctrico.

Methodology for hydrodynamic model selection: Case study: spatial variability of the thermal structure in the Riogrande II tropical reservoir, Colombia

This article presents a methodology for a guided selection of a hydrodynamic model to study physical processes in a reservoir. It is based on both qualitative and quantitative criteria that are applied in order to study the spatial variability of the thermal structure in the Riogrande II tropical reservoir. The method consists of three main stages: i) definition and search, ii) pre-selection, and iii) selection. As a result, the DELFT3D and MIKE3 models were implemented, and the simulated temperature profiles were compared to field data that was collected between March 23rd and 27th, 2010. ELCOM was defined as a reference model, and the time series of the thermocline depth, the mixing layer depth, and its average temperature were compared with the selected models. The final selection was supported by using three different statistical parameters: the index of agreement (d1), the MAE, and the RMSE. The quantitative analysis showed that the DELFT3D model behaves better than MIKE 3.

Este artículo propone una metodología para la selección guiada de un modelo hidrodinámico para el estudio de los procesos físicos en un embalse, fundamentada en criterios cualitativos y cuantitativos, la cual fue aplicada para estudiar la variabilidad espacial de la estructura térmica en el embalse tropical de Riogrande II. La metodología considera tres etapas: i) definición y búsqueda, ii) preselección y iii) selección. Como resultado los modelos DELFT3D y MIKE3 fueron implementados y se compararon los perfiles de temperatura simulados con aquellos medidos entre el 23 y el 27 de marzo de 2010. ELCOM fue definido como modelo de referencia para comparar las series de tiempo de la profundidad media de la termoclina, la profundidad media de la capa de mezcla y su temperatura media. Para apoyar la selección final se utilizó tres estadísticos: i) el índice de concordancia (d1), ii) el MAE y iii) RMSE, cuyos resultados indicaron que el modelo DELFT3D es para este caso la mejor alternativa.

Facile one-pot synthesis of uniform silver nanoparticles and growth mechanism

Size controlled silver nanoparticles were obtained via chemical reduction using one-pot synthesis. Differently from other reported methods for silver nanoparticles, 1-octanol was used as both solvent and reduction agent, oleylamine and oleic acid acted as capping agents and silver nitrate was used as the metal precursor. Ultraviolet-visible and Raman spectroscopy were used to monitor the in situ growth of the nanoparticles and to corroborate the oxidation of the alcohol to caprylic acid. X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) served to find the size and shape of the nanoparticles. It was found that the temperature used and the reagents proportions were appropriated to produce silver nanoparticles. A growth mechanism was proposed including the formation of silver carboxylates as an intermediate step of the reaction. As a systematic use of oleic acid, we could observe that a higher concentration of this capping agent led to smaller and more homogenous nanoparticles, less than 5nm in size.

En este trabajo se obtuvieron nanoparticulas de plata por la ruta de reducción química usando síntesis en un paso. Diferente a otros métodos reportados para nanoparticulas de plata, se usó 1-octanol como solvente y agente reductor, oleilamina y ácido oleico como agentes estabilizantes, mientras que el precursor del metal fue nitrato de plata. El crecimiento de las nanopartículas fue monitoreado por espectroscopia de absorción ultravioleta-visible y Raman, lo cual corroboró la oxidación del alcohol a ácido caprilico. Los ensayos de difracción de rayos X y microscopia electrónica de transmisión permitieron conocer la forma y el tamaño de las nanopartículas. Se encontró que la temperatura y los reactivos empleados fueron apropiados para producir nanopartículas de plata. Se formaron carboxilatos de plata como un paso intermedio en la reacción. Finalmente, el incremento en la concentración de ácido oleico permitió la obtención de nanopartículas de plata de menos de 5nm.

Adsorption and catalytic oxidation of asphaltenes in fumed silica nanoparticles: Effect of the surface acidity

This study aims to evaluate the effect of surface acidity of fumed silica nanoparticles in adsorption and subsequent thermal cracking of Colombian asphaltenes. The acidities of the surfaces were established through Temperature Programed Desorption (TPD) experiments. The adsorption equilibrium of asphaltenes was determined using a static batch method, and the data obtained was fitted using the Langmuir model, the Freundlich model and the SLE Model. Asphaltenes catalytic oxidation experiments were conducted, and it was found that this process was surface nature dependent. In all cases, the temperature of asphaltenes oxidation was reduced regarding the virgin asphaltene sample. The effective activation energies were estimated with the iso-conversional OFW method. This energy was found to be related to adsorption affinity and asphaltenes self-association on nanoparticles surface.

Este trabajo busca evaluar el efecto de la acides superficial de nanopartículas de sílice fumárica en la adsorción y craqueo térmico de asfaltenos colombianos. La acidez de las superficies fue determinada a través de pruebas TPD. Los experimentos de adsorción fueron elaborados utilizando un método por lotes y los datos obtenidos fueron ajustados al modelo de Langmuir, al modelo de Freundlich y al modelo SLE. Se llevó a cabo la oxidación catalítica de los asfaltenos y se encontró que este proceso era dependiente de la superficie en que se llevaba a cabo. En todos los casos, la temperatura de oxidación de los asfaltenos fue reducida en consideración con los asfaltenos vírgenes. Las energías de activación fueron estimadas con el método isoconversional OFW. Se encontró que esta energía está relacionada con la afinidad del proceso adsortivo y la auto-asociación de los asfaltenos en la superficie de la nanopartícula

Development of a simulation model as a decision support system for sugarcane supply

This research presents a discrete-event simulation model of cane supply as a decision support system for managers in a sugarcane mill. The research considers harvesting, transporting, and unloading cane at the mill yard, including the time windows, inherent uncertainty in the system, and queues of all operations. The model was implemented in C++, and the Qt Creator development environment was used to generate a graphical interface. We found that fifty percent of the time, the trailers are waiting; we also assessed the impact of mill downtime on the unloaded cane in the mill yard. Additional environments were also evaluated: rainy period, harvesting in remote places, and an alternative configuration at the unloading area that improves the process efficiency.

Esta investigación presenta un modelo de simulación de eventos discretos del sistema de abastecimiento de caña como sistema de soporte a las decisiones para los administradores en los ingenios azucareros. Comprende las operaciones de cosecha, transporte y descarga de la caña en el patio del ingenio, además tiene en cuenta ventanas de tiempo, la incertidumbre inherente del sistema y considera las colas de todas las operaciones. El modelo fue implementado en C++ utilizando el entorno de desarrollo Qt Creator para generar una interfaz gráfica. Se encontró que el 50% del tiempo las tractomulas se encuentran en espera, además se evaluó el impacto de los paros de molienda en la cantidad de caña descargada. Otros ambientes fueron también evaluados: época lluviosa, cosecha en campos lejanos y una configuración alternativa en la zona de descarga de caña que mejora la eficiencia del proceso.

Algorithm for detection of overlapped red blood cells in microscopic images of blood smears

The hemogram is one of the most requested medical tests as it presents details about the three cell series in the blood: red series, white series and platelet series. To make some diagnostics, the specialist must undertake the test manually, observing the blood cells under the microscope, which implies a great physical effort. In order to facilitate this work, different digital image processing techniques to detect and classify red blood cells have been proposed. However, a common problem is the presence of overlapped cells, which generate various flaws in the analysis. Therefore, the implementation of an algorithm to address the problem of red blood cells overlapped in cellular smear images is proposed in order to support the clinician in the visual reading process. The method was tested with 50 images in which the indices of sensitivity and specificity were calculated, and the effectiveness of the algorithm developed was shown.

El hemograma es uno de los exámenes médicos más solicitados, ya que ofrece información detallada sobre las tres líneas celulares presentes en la sangre: la serie roja, la blanca y la plaquetaria. Para emitir algunos diagnósticos el especialista debe hacerlo de forma manual, observando en el microscopio las células sanguíneas, lo que implica mayor esfuerzo. Con el propósito de facilitar este trabajo, se han propuesto diferentes técnicas de procesamiento digital de imágenes para la detección y clasificación de glóbulos rojos, pero se ha encontrado un problema muy común que es la presencia de células superpuestas, lo cual genera diversos errores en los resultados. Por esta razón, se propone la implementación de un algoritmo que permita abordar el problema de superposición de glóbulos rojos en imágenes de frotis celular, con el fin de dar soporte al especialista en el proceso de lectura visual. El método fue probado con 50 imágenes, con las cuales se calcularon los índices de especificidad y sensibilidad, mostrando la efectividad del algoritmo desarrollado.

An online algorithm for the container stacking problem

Efficient cargo handling is a key element for a maritime port to compete and provide good service levels to its users. The performance of a port is related to ship-turnaround, which is conditioned by the ships loading and unloading operational efficiency. At the yard, containers are temporarily stacked in order to later either load them onto a ship or dispatch them to external users. Stacking has a strong impact on ships' service times. This paper proposes a container stacking policy, considering the particular characteristics of a container terminal in Chile. In order to measure the performance of the procedure, an upper bound for the number of re-handles of containers is estimated as a function of the block's capacity. Numerical results are provided in comparison to an upper bound, and a good performance by the proposed procedure is demonstrated.

El manejo eficiente de carga es un elemento clave para un puerto marítimo pueda competir y proveer adecuados niveles de servicio a sus usuarios. El desempeño de un puerto depende del tiempo de permanencia de la nave, que está condicionado por la eficiencia en las operaciones de carga y descarga de las naves. En el patio, los contenedores son almacenados temporalmente para ser cargados a la nave o despachados a los usuarios externos con un alto impacto en los tiempos de atención de las naves. Este artículo propone una política para stacking de contenedores, considerando las características particulares de un terminal de contenedores en Chile. Para medir el desempeño de este procedimiento, se propone una cota superior para el número de despejes de un contenedor en función de la capacidad de los bloques. Se presentan resultados numéricos en comparación con la cota superior, mostrando un buen desempeño del procedimiento propuesto.

Marine safety: Asbestos in the maritime industry

Over the last decade the International Maritime Organization (IMO) has highlighted the negative effect for human health of exposure to asbestos. The process they undertook has culminated in the amendment of the relevant SOLAS regulations. Changes came into force on January 1st, 2011; in these changes the new installation of asbestos containing materials (ACMs) on ships has been forbidden. This work analyses the evolution of the international regulations related to this change. The involvement of the implied parts (ship owners, shipyards, etc.) in the fulfillment of these standards, as well as the presence and treatment of these materials onboard are also considered.

En la última década la Organización Marítima Internacional (OMI) ha puesto de relieve el efecto negativo para la salud humana de la exposición al amianto. El proceso ha culminado con la modificación de los reglamentos pertinentes del Convenio SOLAS. Los cambios que entraron en vigor el 1 de enero de 2011 han prohibido la instalación de materiales que contengan asbesto en los buques. En este artículo se presta atención a la evolución de las regulaciones internacionales relacionadas con este. A bordo también se consideran la participación de las partes implicadas (armadores, astilleros, etc) en el cumplimiento de estas normas, así como la presencia y el tratamiento de estos materiales.

Contributions to the online fault diagnosis of interturn short circuit in three-phase induction motor by of means negative sequence components

In this article the current and the negative sequence impedance as fault indicators inter-turn short-circuit of an induction motor squirrel cage is used. The effect of voltage unbalances and different load levels in these diagnostic parameters is also discussed, which are calculated from data obtained from simulations using the Finite Element Method (FEM) and laboratory experiments.

En este artículo se emplea la corriente y la impedancia de secuencia negativa como indicadores de fallas de cortocircuito entre espiras de un motor de inducción tipo jaula de ardilla. También se analiza el efecto que tienen los desequilibrios de tensión y los diferentes niveles de carga en dichos parámetros de diagnóstico, los cuales se calcularon a partir de datos obtenidos de simulaciones por medio del Método de Elementos Finitos (MEF) y experimentos de laboratorio.

A new noncircular gear pair to reduce shaft accelerations: A comparison with sinusoidal and elliptical gears

This article presents a new noncircular gear pair to obtain small shaft accelerations. The centrode contours may be controlled depending on the required maximum acceleration and smoothness of the centrodes. A comparison among elliptical, sinusoidal, and the new gears is provided. Results show that, for two-lobule gears, the maximum and minimum polar radii and gear ratios are the same for the new and sinusoidal profiles but differ for the elliptical ones. Conversely, there are significant differences in the maximum angular acceleration, tangential acceleration, and pressure angle. It is concluded that the novel gears provide not only small shaft accelerations, but also small tangential accelerations and pressure angles, and it is excepted that the elliptical gears may exhibit lower tangential accelerations and pressure angles for large values of the angular speed alternating component. Consequently, shaft and tooth loads and stresses may be lower for the new gears. This may result in more compact systems.

Se presenta un nuevo par de engranajes no circulares para obtener pequeñas aceleraciones del eje. Las formas de los engranajes pueden ser controladas dependiendo de la máxima aceleración y suavidad de los contornos requeridos. Se hace una comparación con engranajes elípticos y sinusoidales. Los resultados muestran que, para engranajes de dos lóbulos, los valores máximos y mínimos de los radios polares y de la relación de transmisión son iguales para los perfiles desarrollados y los sinusoidales, pero difieren para los elípticos. En contraste, los valores máximos de la aceleración angular, aceleración tangencial y ángulo de presión difieren. Se concluye que los nuevos perfiles proporcionan pequeñas aceleraciones angulares y tangenciales y menores ángulos de presión, excepto que los elípticos pueden exhibir menores aceleraciones tangenciales y ángulos de presión para grandes variaciones de la velocidad. Consecuentemente, las cargas y esfuerzos podrían ser menores. Esto podría resultar en sistemas más compactos.

Roasting of sulphide using carbothermal reduction

The carbothermic reduction process is a direct reduction of sulfides. It allows a roasting in which higher concentrations of metals such as molybdenum are obtained by using both a reducing agent (in this case, carbon C) and a sulfur scavenger, such as CaO so as to prevent air toxic gases pollution such as SO2. In this paper, we analyze sulfur concentrates rich in copper, iron, and molybdenum that are obtained through rougher flotation and differential floats, which give rise to different laws. The concentrates were subjected to a carbothermic reduction process in which the working parameters were studied. The values of both the capturing agent and the reducing agent were adjusted to retain higher concentrations of sulfur. Analyzing the results obtained, the temperature was set and we reached the optimal working time and optimum molar ratio of CaO and C for the greatest recovery of metals such as molybdenum.

El proceso de reducción carbotérmica es una reducción directa de sulfuros. Permite realizar una tostación en donde se obtienen concentraciones mayores de metales como molibdeno, empleando un agente reductor (en este caso, el carbón C) y un captador de azufre como el CaO, evitando la contaminación del aire con gases tóxicos como el SO2. En este trabajo se analizan concentrados sulfurados ricos en cobre, hierro y molibdeno, obtenidos por flotación rougher y flotaciones diferenciales, dando origen a diferentes leyes. Los concentrados se sometieron al proceso de reducción carbotérmica en donde se estudiaron los parámetros de trabajo. Se ajustaron los valores del agente captador y reductor, para retener las mayores concentraciones de azufre. Analizando los resultados obtenidos se fijó la temperatura, el tiempo óptimo de trabajo y optimas relación molar del CaO y C para los cuales se alcanzó la mayor recuperación de metales como el molibdeno.

Multi-product inventory modeling with demand forecasting and Bayesian optimization

The complexity of supply chains requires advanced methods to schedule companies' inventories. This paper presents a comparison of model forecasts of demand for multiple products, choosing the best among the following: autoregressive integrated moving average (ARIMA), exponential smoothing (ES), a Bayesian regression model (BRM), and a Bayesian dynamic linear model (BDLM). To this end, cases in which the time series is normally distributed are first simulated. Second, sales predictions for three products of a gas service station are estimated using the four models, revealing the BRM to be the best model. Subsequently, the multi-product inventory model is optimized. To define the policies for ordering, inventory, costs, and profits, a Bayesian search integrating elements of a Tabu search is used to improve the solution. This inventory model optimization process is then applied to the case of a gas service station in Colombia.

La complejidad de las cadenas de suministro exige mejores métodos para programar los inventarios de una empresa. En este trabajo se presenta una comparación entre modelos de pronósticos de demanda de múltiples productos, eligiendo el mejor entre: ARIMA, Suavización exponencial, Regresión Lineal Bayesiana y un Modelo Lineal Dinámico Bayesiano. Para ello, primero se realiza una simulación de casos donde no hay una Distribución Normal en las series de tiempo, segundo, se estiman las predicciones de ventas de tres productos de una estación de servicios de gasolina con los cuatro modelos, encontrando los mejores resultados para la Regresión Lineal Bayesiana. Seguido a esto, se presenta la optimización de un Modelo de Inventarios Multi-Producto. Para definir la política de pedidos, inventarios, costos y ganancias, se utiliza una búsqueda bayesiana, que integra elementos de búsqueda Tabú para mejorar la solución. Dicha Optimización del Modelo de Inventarios se aplica a un caso de una estación de combustibles en Colombia.

Thermal dielectric and Raman studies on the KNO₃compound high-temperature region

Calorimetric measurements for a heating-cooling cycle determine the transition temperature and enthalpy of the phases present in the KNO3compound. The effects correlated within the ionic conduction of the KNO3 compound were studied by impedance spectroscopy measurements in a frequency range from 0.1 to 10 MHz for a cooling cycle. The imaginary part of the impedance with a frequency between 200 and 100°C showed a displacement of the Debye-like peak in the lower frequency direction. This displacement indicates an increase in the relaxation times of ionic conductivity by jump. In the dielectric formalism module, the imaginary part showed an asymmetric peak as a correlation consequence in the cationic diffusion. Also the registers demonstrated that the process is thermally activated, with activation energy that is very close to the one obtained for dc conduction. From these results, it can be inferred that both, diffusion and conductivity mechanisms have the same origin. The Raman spectroscopy measurements, based on temperature (when cooling), allowed for correlation on each of the adopted phases and for changes in normal active modes of the isolated groups D2h through the evolution of the active modes nu3 and nu2.

Medidas DSC para un ciclo de enfriamiento-calentamiento permiten determinar las temperaturas y entalpías de transición de fases del compuesto KNO3. Efectos correlacionados en la conducción iónica del compuesto KNO3, fueron estudiados por medidas de espectroscopia de impedancia en el rango de frecuencia de 0.1 a 10 MHz, para un ciclo de enfriamiento desde 200 a 100°C. La tendencia de la impedancia parte imaginaria con la frecuencia y la temperatura, mostró un desplazamiento del pico "Debye-like" hacia la región de menor frecuencia, este corrimiento indica un aumento en los tiempos de relajación en la conducción iónica por salto. El módulo dieléctrico parte imaginaria, mostró un pico asimétrico como consecuencia de correlaciones en la difusión catiónica, así también, se evidencia que el proceso es térmicamente activado con energía de muy próxima a la obtenida para la conducción dc. Los resultados apuntan a inferir que los dos mecanismos de difusión y conductividad tienen el mismo origen. Medidas de espectroscopia Raman en función de la temperatura (enfriando), permitió correlacionar en cada una de las fases adoptadas los cambios en los modos activos normales de los grupos aislados D2h, a través de la evolución de los modos activos ny3 y ny2.