Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

Editorial

Analysis of diesel engine oils from 2.5L engine pick-up trucks by means of X-ray fluorescence

ABSTRACT Engine oil is one of the key elements to protect and to increase the life of the lubricated engine parts. However, it gets contaminated by external particles either in filtration or during combustion, which produces deterioration in some of the engine parts which are being lubricated. In that sense, delays and very expensive repairs are generated at the maintenance workshops due to the high contamination in oils and to the late detection of the deteriorated parts. This work presents an analysis of used oils, extracted from hot and cold engines of 2.5-liter engine pick-up trucks, by using the two methods of the X-ray fluorescence technique (XRF): standard-less and calibrated, in order to determine the elements present and to establish the engine parts that wear out more easily and thus, to help with predictive maintenance of the trucks. The results are also useful for comparison purposes and to evaluate the effectiveness of the XRF technique in analyzing these types of samples.

RESUMEN El aceite motor es uno de los elementos clave para proteger e incrementar la vida de las partes del motor que están siendo lubricadas. Sin embargo, este se contamina por partículas externas, bien sea por filtración o durante la combustión, deteriorando algunas de esas partes lubricadas del motor. En ese sentido, la alta contaminación en aceites y la detección tardía de las partes deterioradas generan retrasos y reparaciones costosas en los talleres de mantenimiento. Este trabajo presenta un análisis en aceites usados, extraídos de motores calientes y fríos de camionetas de motor 2.5 litros para determinar los elementos presentes y establecer las partes del motor que se deterioran más fácilmente. Esto se hace por medio de los métodos “sin-estándares” y “calibrados” de la técnica de fluorescencia de rayos X (FRX).

Analytical performance evaluation of GFDM in underwater acoustic communication systems

ABSTRACT The rapid growth of the Internet of Things (IoT) has extended its concept to underwater environments. However, the implementation of these systems via wired communication still represents a technological challenge, mainly due to the high cost of their deployment. Therefore, wireless communications are seen as an interesting solution for the deployment of underwater communications systems. Preliminary research indicated that underwater acoustic wireless communication could be used for some Internet of Underwater Things applications, mainly due to the wide range of communications involved. However, a significant disadvantage of acoustic systems is their low transmission data rate; thus, studies and analyses to improve this disadvantage must be carried out. Considering that new waveforms have been proposed to improve the performance of terrestrial Wireless communications systems, this work presents the development of general analytical expressions that allow the performance evaluation of the Generalized Frequency Division Multiplexing (GFDM) waveform in underwater environments. These analytical expressions were obtained considering a continuous-time model for the GFDM signal and modeling the underwater acoustic communication channel as a time-varying multipath channel. Numerical results were obtained for many different systems and channel parameters allowing a quantitative evaluation of the system performance degradation.

RESUMEN El rápido crecimiento de Internet de las cosas (IoT) ha extendido su concepto a entornos subacuáticos. Sin embargo, la implementación de estos sistemas a través de comunicación cableada todavía representa un desafío tecnológico, principalmente debido al alto costo de su implementación. Por lo tanto, las comunicaciones inalámbricas se consideran una solución interesante para el despliegue de sistemas de comunicaciones subacuáticos. Investigaciones preliminares indican que la comunicación inalámbrica acústica subacuática se puede utilizar para algunas aplicaciones de Internet de las cosas subacuáticas, principalmente debido al amplio rango de comunicación que tiene. Sin embargo, una desventaja significativa de los sistemas acústicos es su baja velocidad de transmisión de datos, por lo tanto, se deben realizar estudios y análisis para mejorar esta desventaja. Teniendo en cuenta que se han propuesto nuevas formas de onda para mejorar el rendimiento de los sistemas de comunicaciones inalámbricas terrestres, este artículo presenta el desarrollo expresiones analíticas generales que permiten la evaluación del rendimiento de la forma de onda de Multiplexación por división de frecuencia generalizada (GFDM) en entornos subacuáticos. Estas expresiones analíticas se obtuvieron considerando un modelo de tiempo continuo para la señal GFDM y modelando el canal de comunicación acústica subacuática como un canal multitrayecto variable en el tiempo. Se obtuvieron resultados numéricos para muchos parámetros diferentes del sistema y del canal, lo que permitió una evaluación cuantitativa de la degradación del rendimiento del sistema.

Effect of the opening and location ratio on the performance of an H-Darrieus VAWT

ABSTRACT Vertical axis wind turbines such as Darrieus turbines are a very interesting category of low wind speed domestic wind turbines. Further research work is needed to enhance their efficiency to fulfill the higher demand in small applications for power generation. The main objective of this work is to find a Darrieus turbine design to boost the starting capacity of the turbine through an opening located at the lower surface of the airfoil. We carried out a thorough CFD (Computational Fluid Dynamics) investigation to determine the impact of the opening position on the Darrieus rotor's output. This new type of airfoil uses a standard NACA 0015 profile and a profile with an opening on the lower surface of the profile. Different sizes of the opening in a symmetrical profile are evaluated through the CFD method to predict the C p and C T of this H-Darrieus turbine design. Five sections were designed to describe the research of this new H-Darrieus rotor. Generally speaking, the results showed that the C p decreases with the opening ratio, the desirable rotors with the lower surface opening ratio are 0.12 to 0.36 considering this with the low C p LP.

RESUMEN Las turbinas eólicas de eje vertical como las turbinas Darrieus son un tipo muy interesante de turbinas eólicas domésticas con bajas velocidades de viento. Se necesita más trabajo de investigación para mejorar su rendimiento a fin de satisfacer la mayor demanda de generación de energía en aplicaciones pequeñas. El objetivo principal de este trabajo es encontrar un diseño de una turbina Darrieus para mejorar la capacidad de arranque de la turbina a través de una abertura situada en la superficie inferior del perfil. Se llevó a cabo una investigación de CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) para determinar el impacto de la posición de la abertura en la salida del rotor Darrieus. Este nuevo tipo de perfil aerodinámico utiliza un perfil estándar NACA 0015 y un perfil con una abertura en la superficie inferior del perfil. Los diferentes tamaños de la abertura en un perfil simétrico se evalúan a través del método CFD para predecir el C p y C T de este diseño de turbina H-Darrieus. Se diseñaron cinco secciones para describir la investigación de este diseño de H-Darrieus. En términos generales, los resultados mostraron que el C p disminuye con la relación de apertura, los rotores deseables con la relación de apertura son de 0,12 a 0,36 considerando esto con el bajo el criterio de un menor C p LP.

Sustainability performance assessment of the transport sector in European countries

ABSTRACT The transport sector plays a fundamental role in the European Union economy and its efficiency is fundamental to strengthen the region’s environmental and economic performance. Unfortunately, the sector still remains heavily dependent on oil resources and is responsible for a large part of the air pollution. The European Union has been promoting various initiatives towards sustainable transport development by setting targets in the sector such as the ones proposed in the 2011 White Paper on transport. Under this context, this study aims at evaluating the environmental performance of the transport sector in 28 European Union countries, from 2015 to 2018, towards the policy agenda established in the strategic documents. The assessment of the transport environmental performance is made through the aggregation of seven sub-indicators into a composite indicator using a Data Envelopment Analysis technique. A variant of the Benefit of the Doubt model is used to determine the weights to aggregate the sub-indicators. The results obtained indicate that the European Union countries have been improving their transport environmental performance in the last two years of the time span under analysis, i.e., 2017 and 2018. Regarding the inefficient countries, results suggest they should improve the transport sustainability mainly by drastically reducing the greenhouse gas emissions from fossil fuel-based propulsion, increasing the share of freight transport using rail and inland waterways and also the share of transport energy from renewable sources.

RESUMEN El sector del transporte tiene un papel fundamental en la economía de la Unión Europea y su eficiencia es fundamental para fortalecer el desempeño ambiental y económico de la región. Desafortunadamente, el sector sigue dependiendo en gran medida de los recursos petroleros y es responsable de una gran parte de la contaminación del aire. La Unión Europea ha venido impulsando varias iniciativas hacia el desarrollo del transporte sostenible estableciendo objetivos en el sector como los propuestos en el White paper on transport. Este estudio tiene como objetivo evaluar el desempeño ambiental del sector del transporte en 28 países de la Unión Europea, de 2015 a 2018, hacia la agenda política establecida en los documentos estratégicos. La evaluación se realiza mediante la agregación de siete sub-indicadores en un indicador compuesto utilizando un enfoque de Data Envelopment Analysis. Los resultados adquiridos indican que los países de la Unión Europea han estado mejorando su desempeño ambiental del transporte en los últimos dos años del período analizado, 2017 y 2018. Con respecto a los países ineficientes, los resultados sugieren que deberían mejorar la sustentabilidad del transporte principalmente reduciendo drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero de la propulsión basada en combustibles fósiles, aumentando la participación de transporte de mercancías que utiliza ferrocarril y vías navegables interiores y también la parte de la energía de transporte procedente de fuentes renovables.

Design and simulation of mechanical press for testing of coining tools with nanostructured coatings

ABSTRACT The present study proposes the design, simulation, and finite element analysis (FEA) of a mechanical press to test coining tools that contain nanostructured coatings. The designed mechanical testing press has a nominal force capacity of 800 kN with a ram stroke of 100 mm. CAD modeling of components, assemblies, and press structure is developed. The validation of the safety factor of the stress of the press is implemented by FEA analysis. Axisymmetric 2D FEA simulation is applied to determine the nanostructured coating behavior when subjected to high loads, the results are promising for future simulation studies on coatings. A displacement mechanism was designed for the test sheet, offering versatility and a variety of options for testing the coining tools as often as necessary under different load conditions. The final results of the machine operation simulation are satisfactory.

RESUMEN El presente estudio plantea el diseño, la simulación y el análisis por elementos finitos (FEA) de una prensa mecánica para probar herramientas de acuñado que contienen recubrimientos nanoestructurados. La prensa mecánica de ensayos diseñada tiene una capacidad de fuerza nominal de 800 kN con una carrera de ariete de 100 mm. Se realiza el modelado CAD de componentes, ensamblajes y estructura de prensa. La validación del factor de seguridad de los esfuerzos de la prensa se realiza mediante análisis FEA. Se realiza una simulación FEA 2D axisimétrico para determinar el comportamiento del recubrimiento nanoestructurado cuando se somete a altas cargas, los resultados son prometedores para futuros estudios de simulación en recubrimientos. Un mecanismo de desplazamiento fue diseñado para la lámina de pruebas, ofreciendo versatilidad y una gran variedad de opciones para someter a pruebas las herramientas de acuñado las veces que sea necesario en diferentes condiciones de carga. Los resultados finales de la simulación del funcionamiento de la máquina son satisfactorios.

Control surface design for radio-controlled aircraft. Case: SAE aero design micro-class prototype

ABSTRACT This research article presents a design methodology for primary control surfaces (Ailerons, Rudder and Elevator) for experimental unmanned radio-controlled aircraft. The methodology is based on the proposal and standardization of the required mechanical and aerodynamic analysis for each control surface sizing, considering the SAE Aero Design competition objectives within Micro Class. It is used on empirical results previously described in references about aeronautical design, computerized fluids dynamics (CFD) software, and aircraft controllability regulations in order to obtain the design variables. Based on this information, the iteration sequences required for design were automated by a C++ language code to obtain the optimal characteristics for each surface, thereby reducing the possibility of calculation errors, overall time, and workload invested in the design process. The application of the methodology to the latest aircraft design reduced the total control systems weight to the aircraft’s empty weight ratio to a minimum of 3.4%.

RESUMEN Se presenta una metodología para el diseño de superficies de control primarias, alerones, timón de dirección y elevador, en aeromodelos experimentales radiocontrolados. La metodología se basa en la propuesta y estandarización de los análisis mecánicos y aerodinámicos requeridos para el dimensionamiento de cada superficie de control, en función de los objetivos de la competencia SAE (Society of Automotive Engineers) Aero Design en su categoría Micro. Para ello fue necesaria la obtención de las variables de diseño a partir de resultados empíricos previamente descritos en la bibliografía sobre diseño aeronáutico, así como del empleo de programas de dinámica de fluidos computacional y de los estándares que regulan la controlabilidad de las aeronaves. La secuencia de iteraciones necesarias en el diseño se automatizó por medio de un código escrito en lenguaje C++ con la finalidad de obtener las variables de diseño óptimas de cada superficie, reduciendo posibles errores de cálculo y el tiempo invertido en el proceso de diseño. La aplicación de la metodología al último diseño construido ayudó a disminuir la relación entre el peso total de los sistemas de control respecto al peso en vacío de la aeronave a un mínimo de 3,4%.

A review of airflow rate estimation techniques for natural ventilation in buildings

ABSTRACT As natural ventilation involves local and global interactions, the estimation of these interactions can be performed by many approaches. Such approaches, rather more experimental and numerical than analytical, often require a great deal of instrumentation and equipment, which results in higher demands on project budget and funding. The present work is devoted to comprehending the natural ventilation concept, and to assess the existing experimental techniques already implemented for past researchers in the estimation of the ventilation airflow rate due to the wind and thermal buoyancy effects. A brief review of modeling techniques is also presented. This will provide a strong theoretical grasp of the natural ventilation process as part of the main elements in the thermal behavior of buildings. Ultimately, these bases are intended to help choose the most suitable techniques to estimate the natural ventilation airflow rate. The adequate benefit-to-budget technique appears to be the airtightness tests (blower door tests), since empirical Equations relating the airflow directly to the pressure difference in the building for both cases: infiltrations (openings closed) and openings opened, can be obtained. Also, the location of the leakages can be identified without complications, and this technique has the potential to estimate in situ the airflow capacity and friction characteristics of the openings.

RESUMEN Como la ventilación natural implica interacciones locales y globales, la estimación de estas interacciones puede realizarse mediante muchos enfoques. Tales enfoques, mayormente experimentales y numéricos que analíticos, a menudo requieren alta instrumentación, lo que resulta en mayor demanda de financiamiento. El presente trabajo está dedicado a comprender el concepto de ventilación natural y a evaluar las técnicas experimentales existentes ya implementadas por investigadores anteriores en la estimación de la tasa de flujo de aire de ventilación, debido a los efectos del viento y el tiro térmico. También se presenta una breve revisión de las técnicas de modelado. Esto proporcionará una sólida comprensión teórica del proceso de ventilación natural como parte de los elementos principales en el comportamiento térmico de los edificios. Estas bases están destinadas a ayudar a elegir las técnicas más adecuadas para estimar la tasa de flujo de aire de ventilación natural. La técnica más adecuada de beneficio-presupuesto parece ser las pruebas de hermeticidad ya que las expresiones empíricas que relacionan el flujo de aire directamente con la diferencia de presión en el edificio para ambos casos: infiltraciones y aberturas abiertas, pueden ser adquiridas. Además, la ubicación de las fugas se puede identificar sin complicaciones, y esta técnica tiene el potencial de estimar la capacidad de flujo de aire in situ y las características de fricción de las aberturas.

Three-Bar structure optimality criterion using the linear resizing rule

ABSTRACT The static analysis of the indeterminate three-bar structure is developed using the Castigliano’s first theorem, taking the lengths and inclination angles as variables. Some reductions are applied in the resulting set of Equations to approximate them to the references models. From now on, the minimum mass optimization model with restrictions is established. Then, the Optimality Criterion linear resizing optimization rule algorithm for the unbounded and bounded design variables is applied in two numerical cases. The analytical and Matlab Optimization Toolbox results are also obtained and they demonstrate the Optimality Criterion linear resizing rule effectiveness in structural optimization with a minimum mass objective and size restrictions.

RESUMEN El análisis estático de la estructura indeterminada de tres barras es desarrollada usando el primer teorema de Castigliano, tomando las longitudes y ángulos de inclinación como variables. Al conjunto de ecuaciones obtenidas se aplican algunas reducciones para asemejarlo a los modelos de las referencias. En lo sucesivo, se establece el modelo de optimización de mínima masa con restricciones. Entonces, se aplica el algoritmo de optimización con redimensionamiento lineal del criterio de optimalidad para las variables de diseño restringidas y no restringidas en dos casos numéricos. Los resultados analíticos y de la Matlab Optimization Toolbox también son obtenidos y éstos demuestran la efectividad de la regla de redimensionamiento lineal del criterio de optimalidad en optimización estructural con objetivo de mínima masa y restricciones de dimensiones.

Small wind turbines study and integration in a peri-urban microgrid

ABSTRACT The use of wind resources has always gone hand in hand with high wind speeds in open fields. This paper develops the decisions to be taken for the selection, installation, and connection of small wind turbines in peri-urban environments, where wind speeds are medium or low. The guidelines are detailed throughout the document, starting with the study of the wind resource, the selection of the turbine, installation, and real-time monitoring of production for integration into a micro power grid. The installation of small wind systems in places as close as possible to the point of demand makes it possible to achieve a reduction in the cost of the electricity bill. This is thanks to the instantaneous control of generation and demand at a particular level through the installation of software, in this case, Home Assistant. The novelty of this paper is the use of this software Home Assistant to integrate of a small wind turbine in a microgrid and its control system.

RESUMEN El uso del recurso eólico siempre ha ido de la mano de altas velocidades de viento en campo abierto. En este documento se desarrollan las decisiones a tomar para la selección, instalación y conexión de pequeñas turbinas eólicas en entornos periurbanos donde las velocidades del viento son medias o bajas. Las pautas se detallan a lo largo del documento, comenzando con el estudio del recurso eólico, la selección de la turbina, su instalación y seguimiento en tiempo real de la producción para su integración en una microrred. La instalación de pequeños sistemas eólicos en lugares lo más cercano posible al punto de la demanda, hace que se pueda conseguir una reducción en el coste de la factura eléctrica gracias al control instantáneo de la generación y demanda a nivel particular mediante la instalación de un software, en este caso, Home Assistant. La principal novedad de este artículo es el uso de Home Assistant para integrar un pequeño aerogenerador en una microrred y en su sistema de control.

Separation of carvone by batch distillation from the mixture obtained from limonene oxidation

ABSTRACT Limonene is the main constituent of citrus oils whose oxidation produces a set of fine chemical compounds such as carvone, carveol, and limonene 1,2-epoxide. This contribution reports the results of the experimental evaluation and computational simulation of carvone separation by fractional distillation from the reaction mixture. Carvone was obtained from limonene oxidation over a perchlorinated iron phthalocyanine supported on modified silica catalyst (FePcCl16-NH2-SiO2) and t-butyl hydroperoxide (TBHP) as oxidant. Both experimental and simulation results support that fractional distillation (in batch and continuous) is a suitable technique for concentrating carvone. However, in the presence of water, the formation of immiscible L-L phases makes the experimental separation of carvone more difficult. Simulation results of the batch distillation incorporating the NRTL-RK thermodynamic model indicate that if water, acetone, and t-butanol are previously removed from the reaction mixture, carvone composition can be enriched in the reboiler from 4% up to 50%, or around 86.5% if the removal is in a third distillate cut under vacuum conditions.

RESUMEN El limoneno es el principal componente de los aceites cítricos de cuya oxidación se obtienen compuestos de química fina tales como carvona, carveol y epóxido de 1,2-limoneno. En esta contribución se reportan los resultados de la evaluación experimental y mediante simulación computacional del proceso de separación de carvona mediante destilación fraccionada por lotes de la mezcla de reacción. La carvona se obtuvo a partir de la oxidación de limoneno con una ftalocianona clorada de hierro soportada en sílice modificada como catalizador heterogéneo (FePcCl16-NH2-SiO2) y el agente oxidante hidroperóxido de terc-butilo. A partir de los resultados experimentales y las simulaciones se infiere que la destilación fraccionada (por lotes y en continuo) es una técnica adecuada para la concentración de carvona. Sin embargo, en presencia de agua, la formación de fases L-L inmiscibles hace que la separación experimental de carvona sea más difícil. Los resultados de simulación empleando el modelo termodinámico NRTL-RK indican que si se retira previamente de la mezcla de reacción la mayor cantidad posible de agua, acetona y terc-butanol, la mezcla líquida con una fracción molar de 4% de carvona, se puede enriquecer en el rehervidor hasta un 50%, o cerca de 86.5% si se retira en una tercera fracción de destilado operando en vacío.

Electric power management in a microgrid analyzing photovoltaic arrays and a turbine-generator system

ABSTRACT One of the priority objectives of microgrids is to achieve energy self-sufficiency, generally resorting to distributed generation sources and backup systems; however, they are usually connected to conventional electrical networks that ensure supply to the loads. Addressing this problem, this work presents a proposal (managing elements) to minimize the dependence of power from the external electrical system in the months of greatest demand and thus guarantee the supply of the other months. The proposed methodology compares two statistical techniques: central composition design with 20 simulated experimental replicas and regression with 28. In both cases, the monthly average purchased power is analyzed as a primary response and its standard deviation as a secondary. The study variables are seven photovoltaic arrays and the feed characteristics of the turbine-generator storage of the microgrid of the Center for Development of Renewable Energies (CEDER), belonging to the Center for Energy Research, Environmental and Technological (CIEMAT). The results, with high predictive quality supported by indexes of approach to the real values of solar radiation and the operation of the turbine-generator binomial, provide regions where CEDER has the possibility of increasing the capacities of solar systems and/or modifying the geometry of the mini-hydraulics supply according to your specific conditions.

RESUMEN Uno de los objetivos prioritarios de las microrredes es alcanzar la autosuficiencia energética recurriendo, generalmente, a fuentes de generación distribuida y sistemas de respaldo; no obstante, suelen estar conectadas a redes eléctricas convencionales que aseguran el suministro a las cargas. Atendiendo esta problemática, este trabajo presenta una propuesta (gestionando elementos) para minimizar la dependencia de potencia del sistema eléctrico externo en los meses de mayor demanda y con ello garantizar el abasto de los otros meses. La metodología propuesta compara dos técnicas estadísticas: diseño de composición central con 20 réplicas experimentales simuladas y regresión con 28. En ambos casos se analiza como respuesta primaria la potencia comprada promedio mensual y como secundaria su desviación estándar. Las variables de estudio son siete arreglos fotovoltaicos y las características de alimentación del almacenamiento turbina-generador de la microrred del Centro de Desarrollo de Energías Renovables (CEDER), perteneciente al Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT). Los resultados, con alta calidad predictiva soportada con índices de acercamiento a los valores reales de radiación solar y de la operación del binomio turbina-generador, proporcionan regiones donde CEDER tiene la posibilidad de incrementar las capacidades de los sistemas solares y/o modificar la geometría del suministro de la minihidráulica de acuerdo con sus condiciones específicas.

Hidroituango intake gate closure - Emergency conditions

ABSTRACT This article presents the investigation, analysis, and results of the intake gate closure of two vertical fixed-wheel gates at the hydroelectric project Ituango in Colombia (2400 MW) under free- flow conditions. This atypical operation was considered successful notwithstanding adverse conditions, and therefore, it can be classified as a unique operation in the field of hydraulic gates. In this article, some relevant parameters, such as the hydraulic force of the servomotor during the operation of the gate, were measured before and after the operation and analyzed, and the results were presented. A new chart is proposed for the downpull coefficient based on the collected data, which could be implemented in the closure of gates against the free flow. Considering the abovementioned factors, the authors propose some recommendations and present drawn conclusions contributing to state of the art on design, manufacturing, and operation of this type of hydraulic gates and structures for large and small dams under adverse and extreme conditions.

RESUMEN Este artículo presenta la investigación, análisis y resultados del cierre de emergencia de dos compuertas de aducción verticales en el proyecto hidroeléctrico Ituango en Colombia (2400 MW) bajo condiciones de flujo libre. Esta operación se consideró exitosa a pesar de las condiciones adversas y atípicas presentes al momento de ejecutar la maniobra por lo que se puede clasificar como una operación única en el campo de las compuertas hidráulicas. El artículo presenta resultados de algunos parámetros relevantes como la fuerza hidráulica del servomotor que se midió durante la operación y además fue analizado antes y después del cierre de las compuertas. Se propone un nuevo coeficiente de downpull con base en los datos recopilados, que podría implementarse en el cierre de compuertas contra flujo libre. Teniendo en cuenta los factores antes mencionados, los autores proponen algunas recomendaciones y presentan conclusiones extraídas que contribuyen al estado del arte en el diseño, fabricación y operación de este tipo de compuertas y estructuras hidráulicas para grandes y pequeñas presas en condiciones adversas y extremas.

Renewable energy in sustainable supply chain: A review

ABSTRACT In the search for sustainable processes and products, eco-friendly policies have been developed over the years, aiming to reduce the environmental impacts as a step toward sustainability. Among the environmental impacts, alternatives to mitigate the greenhouse gas emissions - GHG stand out due to the concerns with climate change. Then, the development and use of renewable resources become relevant. Considering that the supply chains are intense in energy consumption and GHG emissions (since it involves processes related to supply, production, transport, consumption), it becomes relevant to investigate if the management of sustainable supply chain is considering the renewable energies in their processes. Therefore, this paper aims at mapping the role of renewable energies in the context of the sustainable supply chain, analyzing the literature published at Web of Science database - WoS about the subject. The main researchers, organizations, collaboration networks were presented, and the 21 most cited studies were mapped in this paper. The research was carried out with the papers published at WoS until 2019, using VantagePoint software to handle information. The findings show that the research about renewable energy in the context of a sustainable supply chain has been growing, especially since 2010. Moreover, biomass, biofuels and photovoltaic energy were the recurrent sources of renewable energy studied by most cited papers. However, the theme presented itself as new and there is still potential to be explored.

RESUMEN En la búsqueda de procesos y productos sostenibles, se han desarrollado políticas ecológicas, con el objetivo de reducir los impactos ambientales como un paso hacia la sostenibilidad. Entre los impactos ambientales, destacan las alternativas para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero - GEI, debido a la preocupación por el cambio climático. Entonces, el desarrollo del uso de recursos renovables cobra relevancia. Considerando que las cadenas de suministro son intensas en consumo de energía y emisiones (ya que se involucran procesos relacionados con el suministro, producción, transporte, consumo) se vuelve relevante investigar si las cadenas de suministro sostenibles están considerando las energías renovables en sus procesos. Por tanto, este artículo tiene como objetivo mapear el papel de las energías renovables en el contexto de la cadena de suministro sostenible, analizando la literatura publicada en la base Web of Science. Se presentaron los principales investigadores, redes de colaboración y se mapearon los 21 estudios más citados. La investigación se llevó a cabo con los artículos publicados hasta 2019, utilizando el software VantagePoint para manejar la información. Los hallazgos muestran que las investigaciones sobre energías renovables en las cadenas de suministro sostenible han crecido, especialmente desde 2010. Además, la biomasa, los biocombustibles y la energía fotovoltaica fueron las fuentes de energía renovable más recurrentes. Sin embargo, el tema se presentó como nuevo y hay potencial por explorar.

Association between particulate matter and respiratory symptoms in students in the municipality of Guachetá, Colombia

ABSTRACT The purpose of this article was to establish the association between exposure to particulate matter and respiratory symptoms evaluated in students who remain in schools at the municipality of Guachetá (Colombia). This is a cross-sectional study conducted on children between 4 and 17 years old, in two schools in the municipality of Guachetá. During a period of 11 consecutive working days, using a personal sampling pump and a low-cost real-time sensor, concentrations of PM10 and PM2.5 were measured. A survey was applied to a sample of 276 students, obtaining respiratory symptoms and general data. A prevalence ratio (PR) was estimated to show the possible association between exposure to particulate matter and respiratory symptoms. The school with the highest concentrations of particulate matter presented a possible association with all the respiratory symptoms evaluated in the school facilities, with a PR of 3.05 (95%CI:1.62-5.76) for cough, 1.85 (95%CI:1.06-3.24) for phlegm, 5.12 (95%CI:2.17-12.07) for shortness of breath, 3.83 (95%CI:2.07-7.10) for sneezing and 2.25 (95%CI:1.12-4.54) for dry nasal passages. In conclusion, children who are located in the school closest to a coke furnace and disrepair roads where heavy traffic circulates, are possibly associated with the presence of respiratory symptoms during their stay in the school facilities. For living in the urban area, cooking with firewood or charcoal, and living with smokers at home, a possible association with the evaluated respiratory symptoms was found.

RESUMEN Se estimó la posible asociación entre la exposición a material particulado medido en dos colegios del municipio de Guachetá (Colombia) y los síntomas respiratorios en los estudiantes entre los 4 y 17 años que permanecen en los colegios. Durante un periodo de 11 días hábiles consecutivos, se midieron las concentraciones de PM10 y PM2.5, empleando una bomba de muestreo personal y un sensor a tiempo real de bajo costo, respectivamente. Se aplicó una encuesta a una muestra de 276 estudiantes, obteniendo datos sobre los síntomas respiratorios. Se estimó una razón de prevalencias (RP), encontrando que el colegio con mayores concentraciones de material particulado presentó una posible asociación con todos los síntomas respiratorios evaluados en las instalaciones del colegio, con una RP de 3.05 (IC95 %:1.62-5.76) para tos, 1.85 (IC95 %:1.06-3.24) para flemas, 5.12 (IC95 %:2.17-12.07) para dificultad para respirar, 3.83 (IC95 %:2.07-7.10) para estornudos y 2.25 (IC95 %:1.12-4.54) para resequedad en las fosas nasales. En conclusión, los estudiantes que se ubican en el colegio más cercano a una coquizadora y vías en mal estado por donde circula tráfico pesado, se asocian posiblemente con la presencia de síntomas respiratorios durante su permanencia en las instalaciones del colegio. El vivir en el casco urbano, cocinar con leña o carbón y convivir con fumadores en el hogar, también presentó una posible asociación con los síntomas respiratorios evaluados.

Optimization of water reservoir volume in an urban water supply system

ABSTRACT In this paper, the water pumping regime, as well as the water consumption regime with regard to the required quantities and the example of water consumption, with an emphasis on changes in water volume, are examined. This aims to show the functioning of the regime of water consumption, water pumping, as well as finding functional relationships between the mentioned sizes and the volume of the water reservoir. The analysis focuses on questions such as how and in what way, changes in the onset and duration of pumping, as well as different water consumption regimes affect the size of the reservoir volume. The entire analysis in this paper was done to develop a scientifically innovative, but also applicable mathematical model, which is a contribution to the profession and a good basis for further scientific research to improve the operation of the urban water supply system.

RESUMEN En este trabajo se examina el régimen de bombeo de agua, así como el régimen de consumo de agua con respecto a las cantidades requeridas y el ejemplo de consumo de agua de acuerdo con las pautas y normas de la profesión, con énfasis en los cambios en el volumen de agua. Este tiene como objetivo mostrar el funcionamiento del régimen de consumo de agua, bombeo de agua, así como encontrar relaciones funcionales entre los tamaños mencionados y el volumen del depósito de agua. El problema que se quiere resolver es ver cómo y de qué manera, los cambios en el inicio y duración del bombeo, así como los diferentes regímenes de consumo de agua, afectan el tamaño del volumen del embalse. Todo el análisis de este artículo se realizó con el fin de desarrollar un modelo matemático científicamente innovador, pero también aplicable, que sea una contribución a la profesión y una buena base para futuras investigaciones científicas para mejorar el funcionamiento del sistema de suministro de agua urbano.