Ingeniería y Desarrollo

Properties of a High Performance Concrete manufactured with a conventional production process

Abstract Among cement-based composites, materials that show a growing interest are the High Performance Concrete (HPC) and Ultra-high Performance Concrete (UHPC), which are categorized by an effective screening of granular elements, and an elevated quantity of fiber reinforcement [1]. HPC is produced through the particle packing methodology to enhance its matrix density and reduce its porosity [2]. Because of this producing method, this material has a lower water content than conventional concrete, and better mechanical performance and durability [3]-[5]. It is thus suitable to build several structural elements [6], [7] thanks to its enhanced properties. On the other hand, the manufacture of HPC is not straightforward: expensive raw materials, impact on the environment, laborious fabrication and curing tasks [8], [9] are among the most important obstacles to its large-scale use. It is therefore relevant and recommended to simplify its production process. This work present new HPC mixtures that are produced in a straightforward manner, without requiring elevated temperature curing conditions, mixers with high power or temperature controlled chambers, as commonly used for current HPC sold in the market. The mixtures described here showed a split tensile strength of 5 MPa, a compressive strength of over 70 MPa, and a virtual packing density of 0.86.

Resumen El hormigón de alto desempeño (HPC) y de ultra alto desempeño (UHPC) son compuestos a base de cemento con una gradación optimizada de componentes y un alto porcentaje de refuerzo interno discontinuo de fibras [1]. La mezcla de HPC se formula utilizando un modelo de empaquetamiento de partículas para optimizar la densidad de la matriz y minimizar los vacíos [2]. Gracias a su bajo contenido de agua en comparación con el hormigón convencional, el HPC presenta un mejor rendimiento mecánico y mayor durabilidad [3]-[5]. Por lo tanto, hay más flexibilidad para utilizar el HPC en una gama más amplia de elementos estructurales [6], [7]. A pesar del alto rendimiento mecánico de este tipo de hormigón, existen algunas barreras para la fabricación del HPC: alto costo de los materiales, impacto ambiental, procesos complejos de fabricación y curado [8], [9]. Es entonces importante simplificar su proceso de producción. Entre las diferentes mezclas de HPC propuestas en esta investigación, se estimó una resistencia a la tracción de 5 Mpa, una resistencia a la compresión superior a 70 MPa y una densidad virtual de empaquetamiento de 0.86. A diferencia de los HPC actualmente comercializados, el HPC estudiado aquí no requiere regímenes especiales de curado a alta temperatura, mezcladoras de alta intensidad o cámaras con temperatura controlada.

Obtaining Insights from a Natural Language Processing model for naming academic programs in higher education

Resumen El Procesamiento del Lenguaje Natural (NLP) es esencial en la Inteligencia Artificial para la interacción entre computadoras y humanos. En este se explora el uso del NLP y técnicas de visualización en la creación de un modelo para la obtención de hallazgos (insights) en el diseño de nuevos programas académicos. La metodología cuantitativa utiliza técnicas como tokenización y TextRank, y con el apoyo del Scattertext Plot, discrimina categorías sobre programas de doctorado en tecnologías de información. Esta metodología, ampliamente usada y validada por expertos, destaca particularidades, conocimientos generales y tendencias emergentes en los programas comparados. Los resultados identifican cuatro cuadrantes esenciales para la toma de decisiones en el diseño de programas, y presentan las necesidades actuales y futuras en la denominación de programas académicos. En conclusión, este estudio resalta la importancia del NLP en el diseño académico adaptado a tendencias contemporáneas y proporciona una herramienta robusta para diseñadores de programas.

Abstract Natural Language Processing (NLP) is recognized as essential in Artificial Intelligence for the interaction between computers and humans. In this article, the use of NLP and visualization techniques in the creation of a model for insights acquisition in the design of new academic programs was explored. The quantitative methodology use techniques such as tokenization and TextRank, and with the support of the Scattertext Plot, discriminate categories on doctoral programs in information technologies. This methodology, validated by experts and widely used, highlighted particularities, general knowledge, and emerging trends in the compared programs. The results identify four essential quadrants for decision-making in program design, and shows current and future needs in program naming. In conclusion, the study underscores the importance of NLP in contemporary academic design and provides a robust tool for program designers.

The importance of chemical engineering in the Academy-Industry-Government-Society Alliance (AIGS) in the Colombian Caribbean region

Abstract Chemical engineering is crucial in society and can contribute to the collaboration between Academy, Industry, Government, and Society (AIGS) to promote sustainable projects and knowledge transfer in the Caribbean region of Colombia. This study examines the impact of chemical engineering in the region, including program offerings, indicators of chemical engineering programs, job market, and opportunities for projects with societal impact. Four public and private institutions have been identified, each offering comprehensive 10-se-mester study programs designed to cultivate both technical expertise and humanistic education in aspiring chemical engineers. These programs aim to equip students with the necessary tools to tackle the pressing challenges of sustainability. The curriculum is structured into distinct components: foundation (34 %), engineering basics (17 %>), professional (39 %), and humanities (11 %). However, disparities in student enrollment numbers between public and private institutions have emerged, posing a potential risk to the sustainability of programs in the latter. The chemical industry is prominent, with diversification in Atlántico and a focus on the petrochemical sector in Bolívar. Graduates of chemical engineering in the Caribbean region have diverse career opportunities with employability ranges between 50 % and 80 %. Besides, Clusters and CUEEs are important initiatives that guide collaboration within the AIGS alliance, utilizing methodologies for strategic management and participatory projects to receive state funding for developments through Science, Technology, and Innovation. This study's results demonstrate that the practice of chemical engineering in the Caribbean region is harmonized with the region's strategic goals, cultivating socio-economic benefits through collaborations between companies and universities. Furthermore, these findings offer direction to higher education institutions, particularly private ones, encouraging proactive efforts to secure resources for projects. These initiatives, in turn, create avenues to expand educational opportunities for economically disadvantaged students.

Resumen La ingeniería química es crucial en la sociedad y puede contribuir a la colaboración entre la academia, la industria, el gobierno y la sociedad (AIGS) para promover proyectos sostenibles y la transferencia de conocimiento en la región del Caribe en Colombia. Este estudio examina el impacto de la ingeniería química en la región, incluyendo la oferta de programas, indicadores de los programas de ingeniería química, mercado laboral y oportunidades para proyectos con impacto social. Se han identificado cuatro instituciones públicas y privadas, cada una de las cuales ofrece programas de estudio integrales de 10 semestres diseñados para cultivar tanto la experiencia técnica como la educación humanística en futuros ingenieros químicos. Estos programas tienen como objetivo proporcionar a los estudiantes las herramientas necesarias para abordar los apremiantes desafíos de la sostenibilidad. El plan de estudios está estructurado en componentes distintos: fundamentos (34 %), bases de la ingeniería (17 %), profesional (39 %) y humanidades (11 %). Sin embargo, han surgido disparidades en los números de inscripción de estudiantes entre instituciones públicas y privadas, lo que plantea un riesgo potencial para la sostenibilidad de los programas en estas últimas. La industria química es prominente, con diversificación en Atlántico y un enfoque en el sector petroquímico en Bolívar. Los graduados de ingeniería química en la región caribeña tienen diversas oportunidades de carrera, con tasas de empleabilidad que oscilan entre el 50 y el 80 %. Además, los clúster y los CUEEs son importantes iniciativas que guían la colaboración dentro de la alianza AIGS, utilizando metodologías para la gestión estratégica y proyectos participativos para recibir financiamiento estatal para desarrollos a través de Ciencia, Tecnología e Innovación. Los resultados de este estudio demuestran que la práctica de la ingeniería química en la región caribeña armoniza con los objetivos estratégicos de la región, cultivando beneficios socioeconómicos a través de colaboraciones entre empresas y universidades. Además, estos hallazgos orientan a las instituciones de educación superior, especialmente las privadas, a fomentar esfuerzos proactivos para asegurar recursos para proyectos. Estas iniciativas, a su vez, crean posibilidades para expandir las oportunidades educativas para estudiantes en situación de desventaja económica.

Performance of C&DW on urban roads

Resumen En esta investigación se presenta un avance de la respuesta estructural de los Residuos de Construcción y Demolición (RCD), utilizados en una vía local de Bogotá, D.C. para tránsito medio. La mitad de esta construida con materiales vírgenes y la otra mitad con RCD. La construcción de la vía culminó en enero de 2020, y a partir de allí se ha venido realizando el monitoreo estructural y funcional de cada tramo para tener mayor certeza sobre el desempeño de los RCD. Entre los resultados obtenidos se destacan la alta susceptibilidad al daño por humedad de la Mezcla Densa en Frío, MDF 20, con 100 % Pavimento Asfáltico Reciclado (RAP). Entre los análisis realizados la auscultación visual con el método del Pavement Condition Índex (PCI) arrojó un valor de 85 (excelente) para el pavimento convencional y 74 (muy bueno) para el pavimento con RCD. El Índice de Rugosidad Internacional (IRI) fue 3,3 m/km para el tramo convencional y 3,7 m/km para el de RCD. Lo anterior indica que la serviciabilidad promedio a los 2,9 años, obtenida de la ecuación de Paterson y Gillespie, es de 2,66 para el pavimento convencional y 2,89 para el pavimento con RCD.

Abstract This research presents an advance of the structural response of the Construction and Demolition Waste (CD&W) used in a local road in Bogotá, D.C. for medium traffic, half of it was built with virgin materials and the other half with CD&W. The construction of the road was finished in January 2020, and since then, structural and functional monitoring of each section has been monitored in order to have greater certainty on the performance of the RCDs. Among the results obtained, the high susceptibility to moisture damage of the Cold Dense Mix, MDF 20, with 100 % Recycled Asphalt Pavement (RAP) stands out. Among the analyses performed, the visual auscultation with the Pavement Condition Index (PCI) method yielded a value of 85 (excellent) for the conventional pavement and 74 (very good) for the pavement with RCD. The International Roughness Index (IRI) was 3,3 m/km for the conventional section and 3,7 m/km for the RCD section. This indicates that the average serviceability at 2,9 years, obtained from the Paterson and Gillespie equation, is 2,66 for the conventional pavement and 2,89 for the RCD pavement.

Cooperative and collaborative strategies in viable systems: an evolutionary approach to adaptation

Resumen Este artículo aborda el problema de la relación entre identidad, medio ambiente y viabilidad, discutiendo la evolución de sistemas viables. Sobre una estructura lógica de análisis argumentativo, utiliza teorías cibernéticas y evolutivas para sugerir la forma en que el entorno da forma a los sistemas. Presenta la idea de que la viabilidad en los sistemas es el resultado de las fuerzas selectivas del entorno sobre la identidad. La idea de que la viabilidad en los sistemas está relacionada con la evolución no es nueva, pero este trabajo es innovador en el sentido de que presenta una relación entre la viabilidad, el medio ambiente y la identidad de los sistemas viables. Este artículo tiene implicaciones en la comprensión de la viabilidad en la teoría de sistemas viables, que implica reproducibilidad, adaptación e identidad.

Abstract This article studies and develops the evolutionary process and its influence on viable systems. It proposes a form to understand natural selection as a shaping force in viable systems. The method applied is argumentative analysis of a logical structure using theories from cybernetics and biology. The article proposes in its findings that evolutionary forces act upon the organisation and structure of viable systems and that the system's identity carries out the information needed to guide its adaptation to the environment. Furthermore, this article implies that the relationship between identity and the environment is also evolutionary and that viable systems also shape the environment.

Forecasting and analysis of the reliability of a hydroelectric power plant in Colombia through the application of a time-varying failure rate

Resumen La generación energética en Colombia está fuertemente ligada a las centrales hidroeléctricas, lo que hace crucial la optimización de tareas de mantenimiento para garantizar su máxima disponibilidad. Por tal motivo, este trabajo se centra en analizar la confiabilidad de una central hidroeléctrica con el fin de respaldar la toma de decisiones en la planeación del mantenimiento. Esta investigación se basó en el histórico de datos de la planta, en el que se registran los reportes que causan su indisponibilidad. A partir de esta información se determinó el MTBF (tiempo medio entres fallas) de los equipos y su confiabilidad, así como la de las dos unidades generadoras que componen la central. Finalmente, se implementó un método basado en el indicador técnico EMA (media móvil exponencial), que permitió pronosticar la tendencia de la confiabilidad en el tiempo. Los resultados obtenidos brindaron una evaluación del estado actual de la central hidroeléctrica y permitieron identificar los equipos críticos en términos de fallas, a los que se deben orientar recursos para fortalecer la disponibilidad de la planta.

Abstract Power generation in Colombia is strongly linked to hydroelectric power plants, which makes it crucial to optimize maintenance tasks to ensure maximum availability. For this reason, this work focuses on analyzing the reliability of a hydroelectric power plant in order to support decision-making in maintenance planning. The research is based on the historical data of the power plant, in which the reports that cause its unavailability are recorded. From this information, the mean time between failures (MTBF) of the equipment and its reliability was determined, as well as that of the two generating units that make up the power plant. Finally, a method based on the technical indicator EMA (exponential moving average) was applied to predict the reliability trend over time. The results obtained provided an assessment of the status of the hydroelectric power plant and made it possible to identify the critical equipment in terms of failures, to which resources should be allocated to strengthen the plant's availability.